intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Xử lý số tín hiệu (Digital signal processing) - Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu

Chia sẻ: Hi Hi Ha Ha | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:27

Thêm vào BST
Báo xấu
79
lượt xem 7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu. Chương này trình bày những nội dung: Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự, quá trình biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (analog to digital conversion), lấy mẫu tín hiệu sine, phổ của tín hiệu lấy mẫu, định lý lấy mẫu, khôi phục tín hiệu tương tự, các thành phần cơ bản của hệ thống DSP.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Xử lý số tín hiệu (Digital signal processing) - Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu

  1. Xử lý số tín hiệu Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu
  2. Nội dung 1. Giới thiệu 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự 3. Quá trình biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (Analog to Digital conversion) 4. Lấy mẫu tín hiệu sine 5. Phổ của tín hiệu lấy mẫu 6. Định lý lấy mẫu 7. Khôi phục tín hiệu tương tự 8. Các thành phần cơ bản của hệ thống DSP
  3. 1. Giới thiệu  Xử lý số tín hiệu = Xử lý tín hiệu bằng phương pháp số.  Quá trình xử lý số của 1 tín hiệu tương tự Tín hiệu tương tự Tín hiệu số (Digital Signal) Analog Signal Bộ biến đổi Digital Bộ biến đổi A/D Signal D/A Processor Tín hiệu tương tự Lấy mẫu, lượng tử & mã hóa Analog Signal
  4. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Biến đổi Fourier của tín hiệu tương tự x(t) j t X   x(t )e dt  X( ) gọi là phổ tần số của tín hiệu x(t)  là tần số góc (rad/s)  = 2 f với f (Hz) là tần số vật lý  Biến đổi Fourier ngược xt  X e j td
  5. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Biến đổi Laplace của tín hiệu x(t) Xs  x(t )e st dt  Tổng quát X( ), X(s) là các số phức X X e j .arg( X )  Với X là biên độ & arg(X( )) là pha của X( )  Đồ thị của X theo gọi là phổ biên độ  Đồ thị của arg(X( )) theo gọi là phổ pha
  6. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  Xét trong miền thời gian x(t) Hệ thống tuyến tính y(t) Input h(t) Output  Đáp ứng xung h(t) đặc trưng cho hệ thống  y(t) là tích chập của h(t) và x(t) y (t ) h(t ) * x(t ) h(t ) x( )d
  7. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  Xét trong miền tần số X( ) Hệ thống tuyến tính Y( ) Input H( ) Output  H( ) là biến đổi Fourier của h(t), gọi là đáp ứng tần số của hệ thống j t H h(t )e dt  Y( ) là tích của H( ) và X( ): Y( ) = H( )X( )
  8. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  Tín hiệu vào là tín hiệu hình sine (đơn tần) x(t) Hệ thống tuyến tính y(t) Input H( ) Output j 0t  Với x (t ) e (biểu diễn dạng số phức)  Khi đó: (Chứng minh?) j 0t j 0t j arg( H ( 0 )) y (t ) H( 0 ) e H( 0 ) e
  9. 2. Các khái niệm cơ bản về tín hiệu tương tự  Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  Tín hiệu gồm nhiều tín hiệu sine  x(t ) A1e j 1t A2 e j 2t  Sử dụng tính chất tuyến tính: j 1t j 2t y (t ) A1 H ( 1 )e A2 H 2 e X( ) Y( A1 A2 Các tần số không thay đổi A2 H 2 A1 H 1 H( ) 1 2
  10. 3. Quá trình biến đổi t/h tương tự sang t/h số  Lấy mẫu  Lượng tử  Mã hóa
  11. 4. Lấy mẫu các tín hiệu sine 1 1 0.8 fs = 8f 0.6 fs = 4f 0.5 0.4 0.2 0 0 -0.2 -0.4 -0.5 -0.6 -0.8 -1 -1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 -3 -3 x 10 1 x 10 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.2 0 0 -0.2 -0.4 -0.5 -0.6 -0.8 -1 -1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 -3 -3 x 10 x 10
  12. 4. Lấy mẫu các tín hiệu sine •Số mẫu lấy được trong 1 1 fs = 2f 0.8 0.6 0.4 0.2 chu kỳ tín hiệu T fs 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 x 10 2 -3 Ts f 1 •Nhận xét: fs ≥ 2f (lấy tối thiểu 2 mẫu/ chu kỳ 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 0.5 1 1.5 -3 x 10
  13. 5. Phổ của các tín hiệu sau khi lấy mẫu
  14. 5. Phổ của các tín hiệu sau khi lấy mẫu • Biến đổi Fourier rời rạc thời gian (DTFT) Phổ của tín hiệu sau khi lấy mẫu: Xˆ ( f ) xˆ (t )e j 2 ft dt j 2 fnT x nT e n Đây là công thức biến đổi DTFT
  15. 5. Phổ của các tín hiệu sau khi lấy mẫu • Biến đổi Fourier rời rạc thời gian (DTFT) Nhận xét:  ­Phổ của tín hiệu sau khi lấy mẫu tuần hoàn với chu kỳ fs: Xˆ ( f fs ) Xˆ ( f ) X(f ­Công thức trên là khai triển Fourier của hàm tuần hoàn  ˆ ) ­Biến đổi ngược 1 fs / 2 d X (nT ) Xˆ ( f )e 2 jfTn df Xˆ ( )e eï n f fs / 2 2 ­Có thể dùng biến đổi Fourier rời rạc để tính phổ của tín hiệu tương  tự
  16. 5. Phổ của các tín hiệu sau khi lấy mẫu • Sự lặp phổ xˆ (t ) x(t ).s (t ) với 1 j 2 f s mt s (t ) (t nT ) e n Tm Suy ra: 1 Xˆ ( f ) X(f mf s ) Tm
  17. 5. Phổ của các tín hiệu sau khi lấy mẫu   Co nt inuo us  s p e c t r um   (a) (a) Band-limited signal: frequencies in [-B, B] (fMAX = B). -B 0 B f   Dis c r e t e  s pe c t r um   (b) No  alias ing   (b) Time sampling frequency repetition. fS > 2 B no aliasing. -B 0 B fS/2 f   Dis c r e t e  s pe c t r um   (c) A lias ing  & c o r r upt io n  (c) fS 2B aliasing ! Aliasing: signal ambiguity in  0 fS/2 f frequency domain
  18. 6. Định lý lấy mẫu Để biểu diễn chính xác tín hiệu x(t) bằng các mẫu x(nT) - Tín hiệu x(t) có băng thông giới hạn - Tần số lấy mẫu fs ≥ 2fmax Các đại lượng: + 2fmax: tốc độ Nyquist + fs/2 : tần số Nyquist hay tần số gấp (folding frequency) + [-fs/2;fs/2]: Khoảng tần số Nyquist
  19. 7. Bộ tiền lọc chống chồng lấn phổ (Anti-Aliasing Prefilter) Bandlimited  x(t)  signal  x( nT)  Analog l owpass  Sampler and  To DSP  Analog  filter  x(t)  quantizer  Digital  siganal  siganal  Input spectrum  Prefiltered spectrum  prefilter  f  f  0  ­ fs  /2  f s /2  Replicated  spectrum  f  ­ fs   0  f s 
  20. 7. Bộ tiền lọc chống chồng lấn phổ (Anti-Aliasing Prefilter)   S ig nal o f  int e r e s t   O ut  o f  b and   O ut  o f  b and   no is e   no is e     -B 0 B f   -B 0 B fS/2 f   A nt ialias ing   Pas s b and   f ilt e r   f r e q ue nc y   -B 0 B f
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2