Đề cương chi tiết học phần: Xử lý tín hiệu số

Chia sẻ: Hoang Maru | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

309
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô tả vắn tắt nội dung học phần Tín hiệu và hệ thống rời rạc; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền z; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số liên tục; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số rời rạc; Tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn; tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài vô hạn (bộ lọc IIR); Biến đổi Fourier nhanh; ứng dụng của xử lý số tín hiệu.....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề cương chi tiết học phần: Xử lý tín hiệu số

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC ĐẠI HỌC NGÀNH ĐÀO TẠO: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ (Học phần bắt buộc) 1. Tên học phần: Xử lý tín hiệu số. 2 . Số tín chỉ: 02; 2(2; 1; 4)/12 3. Trình độ cho sinh viên năm thứ: 3 (Điện tử viễn thông). 4. Phân bổ thời gian Lên lớp lý thuyết: 2 (tiết/tuần) x 12 (tuần) = 24 tiết. - Thảo luận: 1 (tiết/tuần) x 12 (tuần) = 12 tiết. - Hướng dẫn bài tập lớn (dài): - - Khác: Không. Tổng số tiết thực dạy: (2+1)x12 = 36 tiết thực hiện. - Tổng số tiết chuẩn: 2x12+1 x12/2 = 30 tiết chuẩn. - 5. Các học phần học trước Học phần học trước: Toán chuyên ngành, Xác suất thống kê, Lý thuyết mạch 1. 6. Học phần thay thế, học phần tương đương Không. 7. Mục tiêu của học phần Môn học cung cấp cho sinh viên những khái niệm cơ bản về tín hiệu, phép biến đổi tín hiệu trong miền Z, Furier rời rạc và liên tục, các bộ lọc số có chiều dài hữu hạn. 8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần Tín hiệu và hệ thống rời rạc; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền z; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số liên tục; Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số rời rạc; Tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn; tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài vô hạn (bộ lọc IIR); Biến đổi Fourier nhanh; ứng dụng của xử lý số tín hiệu.. 9. Nhiệm vụ của sinh viên 9.1. Phần lý thuyết
1. Dự lớp ≥ 80 % tổng số thời lượng của học phần. 2. Chuẩn bị thảo luận. 3. Bài tập, Bài tập lớn (dài): 0 4. Khác: Tham quan, thực hành, … : Không 9.2. Phần thí nghiệm: 0 10. Tài liệu học tập - Sách, giáo trình chính: [1] Xử lý tín hiệu và lọc số tập 1, 2. TS Nguyễn Quốc Trung, NXB KHKT, 2006 [2] Bài giảng Xử lý tín hiệu số, TS NGuyễn Thanh Hà, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Sách tham khảo: [3] Digital Proccesing Signal, Prince Hall Press, 1996 [4] Xử lý tín hiệu , Nguyễn Thượng Hàn , NXB KHKT 11. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên và thang điểm 11.1. Các học phần lý thuyết • Tiêu chuẩn đánh giá 1. Chuyên cần; 2. Thảo luận, bài tập; 3. Bài tập lớn (dài); 4. Kiểm tra giữa học phần; 5. Thi kết thúc học phần; 6. Khác. • Thang điểm Điểm đánh giá bộ phận chấm theo thang điểm 10 với trọng số như sau: - Chuyên cần: 5 %. + Thảo luận, bài tập: 5 %. + Bài tập lớn (dài): 0% + Kiểm tra giữa học phần: 20 %. + Điểm thi kết thúc học phần: 70 %. - Điểm học phần: Là điểm trung bình chung có trọng số của các điểm đánh - giá bộ phận và điểm thi kết thúc học phần làm tròn đến một chữ số thập phân. 11.2. Các học phần thí nghiệm:0 12. Nội dung chi tiết học phần Người biên soạn: TS. Nguyễn Thanh Hà ThS. Nguyễn Phương Huy Chương 1: Tín hiệu và hệ thống rời rạc (Tổng số tiết: 8; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 2) 1.1. Nhập môn
1.1.1. Các định nghĩa 1.1.2. Các hệ thống xử lý tín hiệu 1.1.3. Lấy mẫu tín hiệu tương tự 1.2. Tín hiệu rời rạc 1.2.1. Biểu diễn tín hiệu rời rạc 1.2.2. Một vài dãy cơ bản 1.2.3. Một số định nghĩa 1.3. Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.3.1. Các hệ thống tuyến tính 1.3.2. Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.3.3. Hệ thống tuyến tính bất biến và nhân quả 1.3.4. Hệ thống tuyến tính bất biến ổn định 1.3.5. Lượng tử hoá tín hiệu 1.4. Các phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng 1.4.1. Phương trình sai phân tuyến tính 1.4.2. Phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng 1.4.3. Các hệ thống đệ quy và không đệ quy 1.4.4. Các phần tử thực hiện hệ thống bất biến 1.5. Tương quan của các tín hiệu 1.5.1. Mở đầu 1.5.2. Tương quan chéo và tự tương quan Chương 2: Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền Z (Tổng số tiết: 8; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 2) 2.1. Mở đầu 2.2. Biến đổi Z 2.3. Biến đổi Z ngược + Định nghĩa Cauchy + Biến đổi Z ngược + Phương pháp thặng dư. + Phương pháp khai triển thành chuỗi luỹ thừa + Phương pháp khai triển thành phân thức tối giản 2.4. Tính chất các biến đổi Z + Tính tuyến tính + Trễ + Nhân với dãy hàm mũ + Đạo hàm của biến đổi Z + Dãy liên hợp phức
+ Định lý giá trị đầu + Tích chập của hai dãy + Tích của hai dãy + Tương quan của hai tín hiệu + Tổng kết các tính chất của biến đổi Z + Một vài biến đổi Z thông dụng 2.5. Biểu diễn hệ thống rời rạc trong miền Z + Hàm truyền đạt của hệ thống rời rạc + Phân tích hệ thống trong miền Z + Phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng nhờ biến đổi Z + Độ ổn định Chương 3: Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số liên tục (Tổng số tiết: 7; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 3.1. Mở đầu 3.2. Biến đổi Fourier của các tín hiệu rời rạc + Định nghĩa biến đổi Fourier + Sự tồn ại của biến đổi Fourier + Biến đổi Fourier ngược Các tính chất của biến đổi Fourier 3.3. + Tính chất tuyến tính + Tính chất trễ + Tính chất đối xứng + Tích chập của tín hiệu + Tính chất biến số N đảo + Tích chập của hai dãy + Vi phân trong miền tần số + Trễ tần số + Quan hệ Parseval + Định lý tương quan và định lý Weiner Khichine + Tổng kết các tính chất của biến đổi Fourier đối với tín hiệu rời rạc 3.4. So sánh biến đổi Fourier với biến đổi Z + Quan hệ giữa biến đổi Fourier và biến đổi Z + Đánh giá hình học của Xejω trên mặt phẳng Z 3.5. Biểu diễn hệ thống rời rạc trong miền tần số liên tục + Đáp ứng tần số + Các hệ thống số lý tưởng
+ Bộ lọc số thực tế + Bộ biến đổi Hilbert 3.6. Lấy mẫu tín hiệu + Định lý lấy mẫu + Tần số lấy mẫu Chương 4: Biểu diễn tín hiệu và hệ thống rời rạc trong miền tần số rời rạc (Tổng số tiết: 6; Số tiết lý thuyết: 4; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 4.1. Mở đầu 4.2. Biến đổi Fourier rời rạc đối với các dãy tuần hoàn có chu kỳ N Các định nghĩa 4.2.1. Các tính chất của biến đổi Fourier rời rạc với các dãy tuần hoàn có chu 4.2.2. kỳ N 4. 3 Biến đổi Fourier rời rạc đối với các dãy không tuần hoàn có chiều dài hữu hạn 4.3.1 Các định nghĩa 4.3.2 Các tính chất của biến đổi Fourier rời rạc đối với các dãy có chiều dài hữu hạn 4.3.3 Tích chập nhanh 4.3.4 Khôi phục biến đổi Z và biến đổi Fourier từ DFT Chương 5: Tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn (Tổng số tiết: 7; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 5.1. Mở đầu 5.1.1. Lời nói đầu 5.1.2. ôn tập 5.2. Tổng quan 5.2.1. Các tính chất tổng quát của bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn(FIR) 5.2.2. Các giai đoạn tổng hợp bộ lọc số FIR 5.3. Các đặc trưng bộ lọc FIR pha tuyến tính 5.3.1. Đáp ứng tần số của pha (đáp ứng pha) 5.3.2. Bộ lọc FIR pha tuyến tính 5.4 Đáp ứng tần số của các bộ lọc FIR pha tuyến tính 5.4.1 Trường hợp đáp ứng xung đối xứng, N lẻ (FIR loại 1) 5.4.2 Trường hợp đáp ứng xung đối xứng, N chẵn (FIR loại 2) 5.4.3 Trường hợp đáp ứng xung phản đối xứng, N lẻ (FIR loại 3) 5.4.4 Trường hợp đáp ứng xung phản đối xứng, N chẵn (FIR loại 4)
5.4.5 Tổng kết 5.5 Vi trí điểm không của bộ lọc số FIR pha tuyến tính 5.4.1 Tổng quan 5.4.2 Điểm không phức không nằm trên đường tròn đơn vị 5.4.3 Điểm không phức nằm trên đường tròn đơn vị 5.4.4 Điểm không thực không nằm trên đường tròn đơn vị 5.4.5 Điểm không thực nằm trên đường tròn đơn vị 5.6 Các phương pháp tổng hợp bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn 5.6.1 Tổng quan 5.6.2 Các phương pháp 5.7 Phương pháp cửa sổ 5.7.1 Mở đầu 5.7.2 Cửa sổ chữ nhật 5.7.3 Cửa sổ tam giác 5.7.4 Cửa sổ Hanming và Hamming 5.7.5 Cửa sổ Blackman 5.7.6 Cửa sổ Kaiser 5.8 Phương pháp lấy mẫu tần số 5.8.1 Tổng quan 5.8.2 Các đặc trưng cơ bản 5.8.3 Tổng hợp bộ lọc số FIR pha tuyến tính với lấy mẫu tần số loại 1 5.8.4 Tổng hợp bộ lọc số FIR pha tuyến tính với lấy mẫu tần số loại 2 5.9 Phương pháp lặp 5.9.1 Tổng quan 5.9.2 Gần đúng theo định nghĩa Chebyschev 5.9.3 Thuật toán thay đổi Remez 13. Lịch trình giảng dạy Số tuần dạy lý thuyết: 08 tuần - Số tuần thảo luận, bài tập: 04 tuần - Số tuần thực dạy: 12 tuần - Kiểm tra: 01 tuần - 6 tuần đầu: 3 tiết/tuần (4 tuần lý thuyết, 2 tuần thảo luận) + 6 tuần sau: 3 tiết/tuần (4 tuần lý thuyết, 2 tuần thảo luận) + Tuần Tài liệu học Hình thức Nội dung thứ tập, tham khảo học Chương 1: Tín hiệu và hệ thống rời rạc Giảng 1.1. [1] - [4] (Tổng số tiết: 8; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 2) 1.1. Nhập môn
1.1.1. Các định nghĩa 1.1.2. Các hệ thống xử lý tín hiệu 1.1.3. Lấy mẫu tín hiệu tương tự 1.2. Tín hiệu rời rạc 1.2.1. Biểu diễn tín hiệu rời rạc 1.2.2. Một vài dãy cơ bản 1.2.3. Một số định nghĩa 1.3. Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.3.1. Các hệ thống tuyến tính 1.3.2. Các hệ thống tuyến tính bất biến 1.3.3. Hệ thống tuyến tính bất biến và nhân quả 1.3.4. Hệ thống tuyến tính bất biến ổn định 1.3.5. Lượng tử hoá tín hiệu 1.4. Các phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng 1.4.1. Phương trình sai phân tuyến tính 1.4.2. Phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng 1.4.3. Các hệ thống đệ quy và không đệ quy 1.4.4. Các phần tử thực hiện hệ thống bất biến 1.5. Tương quan của các tín hiệu Giảng 1.2. [1] - [4] 1.5.1. Mở đầu 1.5.2. Tương quan chéo và tự tương quan Chương 2: Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền Z (Tổng số tiết: 8; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 2) 2.1. Mở đầu 2.2. Biến đổi Z Biến đổi Z ngược Giảng 1.3. 2.3. [1] - [4] + Định nghĩa Cauchy + Biến đổi Z ngược
+ Phương pháp thặng dư. + Phương pháp khai triển thành chuỗi luỹ thừa + Phương pháp khai triển thành phân thức tối giản 2.4. Tính chất các biến đổi Z + Tính tuyến tính + Trễ + Nhân với dãy hàm mũ + Đạo hàm của biến đổi Z + Dãy liên hợp phức + Định lý giá trị đầu + Tích chập của hai dãy + Tích của hai dãy + Tương quan của hai tín hiệu + Tổng kết các tính chất của biến đổi Z + Một vài biến đổi Z thông dụng Biểu diễn hệ thống rời rạc trong 2.5. miền Z + Hàm truyền đạt của hệ thống rời rạc + Phân tích hệ thống trong miền Z Giảng + Phương trình sai phân tuyến tính hệ số 1.4. [1] - [4] hằng nhờ biến đổi Z + Độ ổn định Chương 3: Biểu diễn hệ thống và tín hiệu rời rạc trong miền tần số liên tục (Tổng số tiết: 7; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 3.1. Mở đầu 3.2. Biến đổi Fourier của các tín hiệu rời rạc + Định nghĩa biến đổi Fourier + Sự tồn ại của biến đổi Fourier + Biến đổi Fourier ngược Các tính chất của biến đổi Fourier 3.3.
+ Tính chất tuyến tính + Tính chất trễ + Tính chất đối xứng + Tích chập của tín hiệu + Tính chất biến số N đảo + Tích chập của hai dãy + Vi phân trong miền tần số + Trễ tần số + Quan hệ Parseval + Định lý tương quan và định lý Weiner Khichine + Tổng kết các tính chất của biến đổi Fourier đối với tín hiệu rời rạc Thảo luận Thảo luận 1.5. [1] - [4] Thảo luận Thảo luận 1.6. [1] - [4] Kiểm tra giữa học phần 1.7. [1] - [4] 3.4. So sánh biến đổi Fourier với biến đổi Z + Quan hệ giữa biến đổi Fourier và biến đổi Z + Đánh giá hình học của Xejω trên mặt phẳng Z 3.5. Biểu diễn hệ thống rời rạc trong miền tần số liên tục Giảng 1.8. [1] - [4] + Đáp ứng tần số + Các hệ thống số lý tưởng + Bộ lọc số thực tế + Bộ biến đổi Hilbert Lấy mẫu tín hiệu 3.6. + Định lý lấy mẫu + Tần số lấy mẫu Chương 4: Biểu diễn tín hiệu và hệ Giảng 1.9. [1] - [4] thống rời rạc trong miền tần số rời rạc (Tổng số tiết: 6; Số tiết lý thuyết: 4; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 4.1. Mở đầu
Biến đổi Fourier rời rạc đối với các 4.2. dãy tuần hoàn có chu kỳ N Các định nghĩa 4.2.1. Các tính chất của biến đổi 4.2.2. Fourier rời rạc với các dãy tuần hoàn có chu kỳ N 4. 3 Biến đổi Fourier rời rạc đối với các dãy không tuần hoàn có chiều dài hữu hạn 4.3.1 Các định nghĩa 4.3.2 Các tính chất của biến đổi Fourier rời rạc đối với các dãy có chiều dài hữu hạn 4.3.3 Tích chập nhanh Giảng 1.10. [1] - [4] 4.3.4 Khôi phục biến đổi Z và biến đổi Fourier từ DFT Chương 5: Tổng hợp các bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn (Tổng số tiết: 7; Số tiết lý thuyết: 5; Số tiết bài tập: 1; Thảo luận: 1) 5.1. Mở đầu 5.1.1. Lời nói đầu 5.1.2. ôn tập 5.2. Tổng quan 5.2.1. Các tính chất tổng quát của bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn(FIR) 5.2.2. Các giai đoạn tổng hợp bộ lọc số FIR 5.3. Các đặc trưng bộ lọc FIR pha tuyến tính 5.3.1. Đáp ứng tần số của pha (đáp ứng pha) 5.3.2. Bộ lọc FIR pha tuyến tính 5.4. Đáp ứng tần số của các bộ lọc FIR pha tuyến tính
5.4.1 Trường hợp đáp ứng xung đối xứng, N lẻ (FIR loại 1) 5.4.2 Trường hợp đáp ứng xung đối xứng, N chẵn (FIR loại 2) 5.4.3 Trường hợp đáp ứng xung phản đối xứng, N lẻ (FIR loại 3) 5.4.4 Trường hợp đáp ứng xung phản đối xứng, N chẵn (FIR loại 4) 5.4.5 Tổng kết 5.5. Vi trí điểm không của bộ lọc số FIR Giảng 1.11. [1] - [4] pha tuyến tính 5.5.1 Tổng quan Điểm không phức không nằm 5.5.2 trên đường tròn đơn vị Điểm không phức nằm trên 5.5.3 đường tròn đơn vị Điểm không thực không nằm 5.5.4 trên đường tròn đơn vị Điểm không thực nằm trên 5.5.5 đường tròn đơn vị 5.6. Các phương pháp tổng hợp bộ lọc số có đáp ứng xung chiều dài hữu hạn 5.6.3 Tổng quan 5.6.4 Các phương pháp 5.7. Phương pháp cửa sổ 5.7.7 Mở đầu 5.7.8 Cửa sổ chữ nhật 5.7.9 Cửa sổ tam giác 5.7.10 Cửa sổ Hanming và Hamming 5.7.11 Cửa sổ Blackman 5.7.12 Cửa sổ Kaiser 5.8. Phương pháp lấy mẫu tần số 5.8.5 Tổng quan 5.8.6 Các đặc trưng cơ bản 5.8.7 Tổng hợp bộ lọc số FIR pha tuyến tính với lấy mẫu tần số loại 1 5.8.8 Tổng hợp bộ lọc số FIR pha tuyến tính với lấy mẫu tần số loại 2
5.9. Phương pháp lặp 5.9.4 Tổng quan 5.9.5 Gần đúng theo định nghĩa Chebyschev 5.9.6 Thuật toán thay đổi Remez Thảo luận Thảo luận 1.12. [1] - [4] Thảo luận Thảo luận 1.13. [1] - [4] 14. Ngày phê duyệt: 15. Cấp phê duyệt: Đề cương chi tiết học phần đã được Hội đồng khối ngành Điện – Điện tử và Sư phạm kỹ thuật Điện – Tin học phê duyệt. Trưởng bộ môn Chủ tịch Hội đồng Chủ tịch Hội đồng Điện tử viễn thông KH&GD Khoa Điện tử Khối ngành Điện - Điện tử và SPKT Điện – Tin học