4
-
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NI
KHOA ĐIỆN
CÁC BÀI THỰC HÀNH
MÔN HỌC
TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG
( 6 bài)
Họ và tên sinh viên: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
lớp thí nghim: . . . . . . . . . . Mã s sinh viên: . . . . . . . . . .
(Sinh viên phải np li vào buổi bảo v tuần cuối cùng để chm điểm)
HÀ NỘI - 2010
4
-
2
I 4
Ứng dụng của lý thuyết Fourier trong thiết kế bộ lọc và điều chế tín hiệu
I. Mục đích
Xác định chui Fourier của tín hiệu liên tục tuần hoàn
Xác định ph Fourier ca tín hiệu liên tục
phỏng các tín hiệu vào ra của mạch lọc RC và hthống điều chế/giải điều chế n hiệu
vi Simulink
II. Yêu cầu đối với sinh viên
Thc hin trước Bài 4.1 và 4.2 nhà.
Đọc tài liệu hướng dẫn và trli được các câu hỏi của CBHD trước khi làm thực hành
Hoàn thành nội dung bài thực hành (k c các bài v nhà) trước khi tham dự buổi tiếp theo
III. Nội dung
Bài 4.1 (tchuẩn bị và làm ở nhà): Biểu diễn tín hiệu tuần hoàn bằng chuỗi Fourier
Cho mạch điện RC như Hình 4.1. Biết hiệu điện thế của toàn mạch
in
( )
v t
và hiệu điện thế trên hai đầu của tụ điện out
( )
v t
lần lượt là tín
hiu vào n hiệu ra của hthống. Khi đó đáp ứng xung của h
có biểu thức 1
( ) ( )
tRC
RC
vi
( )
u t
là tín hiệu bước nhy đơn vị.
Giả thiết
0.5
RC
và tín hiệu vào in
( ) 10sin 2sin(30 ).
v t t t
Các em hãy:
a) Biểu diễn n hiệu vào in
( )
v t
thành chui Fourier dạng
0
in ( )
jk t
k
k
v t a e
trong đó
k
s
nguyên
0
là tần số cơ bản của tín hiệu.
b) Tính toán và biểu diễn n hiệu ra out
( )
v t
thành chui Fourier dạng
0
out ( )
jk t
k
k
v t c e
trong
đó các hệ số
k
c
được tính từ công thức
0
0
0
,
( )
k k
jk
c a G jk
G jk g e d

.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Hình 4
.1
4
-
3
Bài 4.2 (tchuẩn bị và làm ở nhà): c địnhv phFourier của tín hiệu
Cho tín hiệu
( ) 10cos .
x t t
a) Hãy v phổ Fourier của
( )
x t
lên Hình 4.2a
Hình 4.2a. Phổ Fourier của
( )
x t
b) Với
( ) ( )cos(30 )
y t x t t
trong đó
cos(30 )
t
được gi là sóng mang, hãy v ph Fourier của
( )
y t
lên Hình 4.2b.
Hình 4.2b. Phổ Fourier của
( )
y t
c) Với 2
( ) 2 ( )cos(30 ) 2 ( )cos (30 ),
z t y t t x t t
hãy vẽ phổ Fourier ca
( )
z t
n Hình 4.2c.
Hình 4.2c. Ph Fourier của
( )
z t
d) Hãy cho biết làm thế nào để thu được phổ Fourier
( )
X j
từ phổ Fourier
( )?
Z j
................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Bài 4.3 (thc hiện có hướng dẫn ti PTN):nh cht lc của mạch điện RC
Với mạch điện và các githiết như i 4.1, để phỏng các tín hiệu vào ra ca hệ, các em hãy
xây dng sơ đồ Simulink như Hình 4.3.
Hình 4.3 Sơ đồ Simulink cho Bài 4.3
Sau khi khai báo tham scho các khối tạong sin (Sine Wave) như Hình 4.4 và chn thời gian
phỏng là 20 gy, các em hãy vẽ đthị tín hiệu vào và ra lên Hình 4.5.
0
( )
Z j
0
( )
Y j
0
( )
X j
4
-
4
Hình 4.4 Khai báo tham scho các khối tạo sóng sin
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-15
-10
-5
0
5
10
15
time
input
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-15
-10
-5
0
5
10
15
time
input
Hình 4.5. Tín hiệu vào và ra cho Bài 4.3
Từ đồ thị tín hiệu vào/ra, các em có nhận xét gì về tính chất lọc của mạch điện RC?
................................................................................................................................................................
Bài 4.4 (thc hiện có hướng dẫn ti PTN): Điều chế biên độ
Sơ đồ Simulink Hình 4.6ới đây minh họa một hệ thống điều chế/giải điều chế lý tưởng.
Hình 4.6 Sơ đ Simulink cho bài 4.4
4
-
5
c emy y dng sơ đồ Simulink như Hình 4.6 với các tham số của các khi tạo sóng sin và
khối thiết kế bộ lọc tương tự (Analog Filter Design) như trên Hình 4.7.
Hình 4.7. Khai báo tham s cho các khi tạo sóng sin và khi thiết kế bộ lọc tương tự
Chn thi gian phỏng là 10 giây, các em y vlại đ thcủa các tín hiệu
( ), ( ), ( )
x t y t z t
n
hiu ra ca bộ lọc vào Hình 4.8.
y giải thích về dạng sóng của các tín hiệu đó dựa trên đồ thị phổ Fourier ca
( ), ( ), ( )
x t y t z t
đã
nhận được ở Bài 4.2
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................