zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 6: Các hàm truyền

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Báo xấu

88
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Xử lý số tín hiệu - Chương 6: Các hàm truyền" cung cấp cho người học các kiến thức: Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số, đáp ứng biên độ, đáp ứng pha, đáp ứng hình sine, thiết kế cực/zero,.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 6: Các hàm truyền

Xử lý số tín hiệu Chương 6: Các hàm truyền 1
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số Xử lý khối Các PP thiết kế bộ lọc Các tiêu Xử lý mẫu chuẩn 2 thiết kế
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt) Ví dụ: Xét một bộ lọc nhân quả có hàm truyền 1  2.5 z 1 H ( z)  1  0.5 z 1 Từ hàm truyền này hãy dẫn ra a.Đáp ứng xung h(n) b.Đáp ứng tần số H(ω) c.Phương trình vi phân I/O d.Phương trình tích chập e.Sơ đồ cực/zero và đáp ứng biên độ | H(ω) | f.Lưu đồ giải thuật 3
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt) Giải: a.Đáp ứng xung h(n) h(n) được tính từ biến đổi Z ngược: Do bộ lọc là nhân quả nên ROC: |z|>0.5 6 H ( z )  5  1  0.5 z 1 Suy ra: h(n)=-5δ(n)+6(0.5)nu(n) b.Đáp ứng tần số H(ω) 1  2.5e  j H ( )  H ( z ) z e j  1  0.5e  j 4
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt) c. Phương trình vi phân I/O: Y ( z) 1  2.5 z 1  H ( z)  X ( z) 1  0.5 z 1  (1  0.5 z 1 )Y ( z )  (1  2.5 z 1 ) X ( z )  y (n)  0.5 y (n  1)  x(n)  2.5 x(n  1)  y (n)  x(n)  2.5 x(n  1)  0.5 y (n  1) d. Phương trình tích chập: y (n)   h(n) x(n  m)  x(n)  6  0.5 x(n  1)  6  0.52 x(n  2)  ... 5
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt) e. Sơ đồ cực/zero và đáp ứng biên độ |H(ω)| H(z) có 1 cực tại p=0.5 và 1 zero tại z=-2.5 Đáp ứng biên độ: 1  2.52  5 cos  | H ( ) | 1  0.52  cos  Tổng quát: N()  1  a.e -jω | N() | 1  a 2  2a cos  6
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt) f. Lưu đồ giải thuật:  Dạng trực tiếp: Từ phương trình vi phân I/O ta vẽ được lưu đồ giải thuật theo dạng trực tiếp: y(n)  x(n)  2.5x(n 1)  0.5 y(n  1) Giải thuật xử lý mẫu: w0 (n)  x(n) v0 (n)  w0 (n)  2.5w1 (n)  0.5v1 (n) y (n)  v0 (n) w1 (n  1)  w0 (n) v1 (n  1)  v0 (n) 7
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt)  Dạng chính tắc: Giải thuật xử lý mẫu: w0 (n)  x(n)  0.5w1 (n) y (n)  w0 (n)  2.5w1 (n) w1 (n  1)  w0 (n) 8
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt)  Tổng quát: b0  b1 z 1  b2 z 2 H ( z)  1  a1 z 1  a2 z 2 Dạng trực tiếp: Dạng chính tắc: x(n) b0 y(n) + + z-1 -a1 b1 z-1 -a2 b2 9
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt)  Dạng Cascade: hàm truyền được biến đổi thành tích các thành phần bậc 2:  k   1  1  1 * (1 f z ) (1 g k z )(1 g k z ) H ( z)  A k k  k  k  1  1  1 * (1 c z ) (1 d z )(1 d k z ) k k 10
1. Các dạng mô tả tương đương của bộ lọc số (tt)  Dạng Parallel: hàm truyền được biến đổi thành tổng các thành phần bậc 2: Ak H ( z )   Ck z k  1 k k 1  ck z Bk (1  ek z 1 )  1 * 1 k (1  d k z )(1  d k z ) 11
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha  Đáp ứng trạng thái ổn định  Tín hiệu vào: sine phức, tần số ω0, dài vô hạn x(n)  e j0n  Ngõ ra có thể xác định bằng 2 cách:  Chập trong miền thời gian  y(n)   h(m) x(n  m)  H (0 )e j0n   Phương pháp miền tần số  Phổ tín hiệu vào: X() = 2( - 0) + (các phiên bản)  Phổ tín hiệu ra: Y() = H()X() = 2H(0)( - 0)  DTFT ngược: 1   jn j 0 n y ( n)  Y ( ) e d  H ( ) e 2 0   Tổng quát: H() là số phức H 0   H 0  e j arg H 0  e j0 n H    H 0 e j n  j arg H   0 0 12 12
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha  Tín hiệu vào gồm 2 tín hiệu sine tần số 1 và 2 kết hợp tuyến tính & bộ lọc tuyến tính: A1e j1n  A1 H 1  e H j (1n  arg H (1 ))  A2e j2 n  A2 H 2  e j (2 n  arg H (2 ))  Với tín hiệu vào tổng quát: phân tích Fourier thành các thành phần sine rồi tính ngõ ra. 13 13
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha  Xét hệ thống:  Ngõ ra: Y ( )  H ( ) X ( )  Y(ω) có biên độ: | Y () || H () || X () |  Y(ω) có pha: Y ( )  H ( )  X ( )  |H(ω)| được gọi là đáp ứng biên độ của bộ lọc.  H ( ) được gọi là đáp ứng pha của bộ lọc (  H ()   ) H ( )  Độ trễ pha: d ( )    dH ( )  Độ trễ nhóm: d g ( )   d 14
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha (tt)  Ảnh hưởng của đáp ứng biên độ và đáp ứng pha lên tín hiệu ngõ ra: j1n  Xét tín hiệu vào có dạng: x(n)  e  e j2n j n jH (1 )  Tín hiệu ra: y (n) | H (1 ) | e 1 e  | H (2 ) | e j2n e jH (2 ) | H (1 ) | e j1 ( nd (1 ))  | H (2 ) | e j2 ( nd (2 ))  Ảnh hưởng của đáp ứng biên độ: Chọn lọc tần số  H(ω) 15
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha (tt)  Ảnh hưởng của đáp ứng pha: Biến dạng tín hiệu  Giả sử |H(ω1)| = |H(ω2)| =1 y(n)  e j1 ( nd (1 ))  e j2 ( nd (2 ))  Nếu độ trễ pha d(ω) thay đổi theo ω: các thành phần tần số khác nhau sẽ bị trễ một lượng khác nhau. x 1(n) y 1(n) 1 1 0 0 -1 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 x 2(n) y 2(n) 1 1 0 0 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 H(ω) -1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 x(n)=x 1(n)+x 2(n) y(n)=y 1(n)+y 2(n) 2 2 0 0 -2 -2 16 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
2. Đáp ứng biên độ, đáp ứng pha (tt)  Để các thành phần tần số khác nhau sau khi qua bộ lọc bị trễ pha bằng nhau: dH ( ) d g ( )    D  const d  Lúc đó: H ()  D (hệ thống có pha tuyến tính).  Trong ví dụ trên, giả sử hệ thống có pha tuyến tính thì: y(n)  e j ( n D)  e j ( n D) 1 2 17
3. Đáp ứng hình sine (tt)  Đáp ứng quá độ: Tín hiệu vào: sine, bắt đầu tại t=0  X z   j0 n 1 x ( n)  e u ( n)  Z 1  e j0 z 1 với ROC: z  e j0  1  Giả sử bộ lọc có hàm truyền H(z): N z  H z   1  p z 1 1  1  p2 z 1 ... 1  pM z 1   Ngõ ra: Y(z) = H(z).X(z) N z  Y z   1  e j0 z 1    1  p1 z 1 1  p2 z 1 ... 1  pM z 1  18 18
3. Đáp ứng hình sine (tt)  Giả sử bậc của N(z) nhỏ hơn M+1, khai triển phân số từng phần: H 0  Y z   B1 BM   j0 1 1 e z 1  p1 z 1 1  pM z 1 với ROC: |z|>1  Biến đổi ngược: y(n)  H 0 e j0 n  B1 p1n   BM pMn , n  0 Giả sử bộ lọc ổn định: pi  1 , i  1, M  pin n  0 , i  1, M 19 19 y(n)  H 0 e n  j0 n
3. Đáp ứng hình sine (tt)  Nếu x(n)=ejωn, -∞

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.