›
›

Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu

Download
Xử lý số tín hiệu  
Digital Signal Processing  
Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục  
tín hiệu  
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  
1. Giới thiệu  
⚫ Quá trình xử lý số của 1 tín hiệu tương tự  
Tín hiệu tương tự  
Tín hiệu số (Digital Signal)  
Analog Signal  
Digital  
Signal  
Processor  
Bộ biến đổi  
Bộ biến đổi  
D/A  
A/D  
Tín hiệu tương tự  
Analog Signal  
Lấy mẫu, lượng tử  
& mã hó a  
1. Giới thiệu  
⚫ Các hệ thống DSP thực tế:  
⚫ PC & Sound card:  
1. Giới thiệu  
⚫ Chip DSP chuyên dụng:  
Kit DSP TMS320C6713  
2. Các khái niệm cơ bản về tín  
hiệu tương tự  
⚫ Chuỗi Fourier của tín hiệu tương tự tuần hoàn  
2. Các khái niệm cơ bản về tín  
hiệu tương tự  
⚫ Biến đổi Fourier của tín hiệu tương tự x(t)  
+  
X
(
)
= x(t)e− jtdt  
−  
⚫ : tần số góc (rad/s)  
⚫ = 2f với f (Hz) là tần số vật lý  
⚫ Biến đổi Fourier ngược  
+  
jt  
( )  
( )  
x t = X e d  
−  
2. Các khái niệm cơ bản về tín  
hiệu tương tự  
⚫ Tổng quát X() là số phức  
(
))  
X
(
)
= X  
(
)
ej.arg(X  
X
(
⚫
)
: biên độ & arg(X()) là pha của X()  
X
(
)
⚫ Đồ thị của  
theo : phổ biên độ  
⚫ Đồ thị của arg(X()): phổ pha  
2. Các khái niệm cơ bản về tín  
hiệu tương tự  
⚫ Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  
⚫ Xét trong miền thời gian  
Hệ thống tuyến tính  
y(t)  
Output  
x(t)  
Input  
h(t)  
⚫ 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  
−  
2. Các khái niệm cơ bản về tín  
hiệu tương tự  
⚫ Đáp ứng của hệ thống tuyến tính  
⚫ Xét trong miền tần số  
Hệ thống tuyến tính  
Y()  
Output  
X()  
Input  
H()  
⚫ H() là biến đổi Fourier của h(t), gọi là đáp ứng tần số của hệ thống  
+  
− jt  
( )  
H  = h(t)e dt  
−  
⚫ Y() là tích của H() và X(): Y() = H()X()  
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)  
Hệ thống tuyến tính  
y(t)  
Output  
x(t)  
Input  
H()  
x(t) = ejt  
0
⚫ Với  
(biểu diễn dạng số phức)  
⚫ Khi đó: (Chứng minh?)  
y(t) = H(0 )ej0t = H(0)ej0t+ jarg(H(0 ))  
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) = Aej1t + A2ej2t  
⚫
⚫ Sử dụng1tính chất tuyến tính:  
y(t) = A H(1)ej1t + A2H  
(
2  
)
ejt  
2
1
XY()  
Các tần số  
không thay đổi  
A1  
A2  
A H  
(
2  
)
2
A H  
(
1  
)
1
H()  
1  
2  
3. Quá trình biến đổi t/h tương  
tự sang t/h số  
⚫ Lấy mẫu (sampling)  
3. Quá trình biến đổi t/h tương  
tự sang t/h số  
⚫ Lượng tử quantizing)  
4. Lấy mẫu các tín hiệu sine  
1
1
0.5  
0
0.8  
fs = 4f  
fs = 8f  
0.6  
0.4  
0.2  
0
-0.2  
-0.4  
-0.6  
-0.8  
-1  
-0.5  
-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
x 10-3  
x 10-3  
1
8
6
4
2
0
2
4
6
8
1
0.5  
0
-0.5  
-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  
x 10-3  
x 10-3  
4. Lấy mẫu các tín hiệu sine  
0.8  
1
•Số mẫu lấy được trong 1  
chu kỳ tín hiệu  
fs = 2f  
0.6  
0.4  
0.2  
0
-0.2  
-0.4  
-0.6  
-0.8  
-1  
T fs  
=
Ts f  
0
0.2  
0.4  
0.6  
0.8  
1
1.2  
1.4  
1.6  
1.8  
2
x 10-3  
•Nhận xét: fs ≥ 2f (lấy tối  
thiểu 2 mẫu/ chu kỳ  
1
0.8  
0.6  
0.4  
0.2  
0
-0.2  
-0.4  
-0.6  
-0.8  
-1  
0
0.5  
1
1.5  
x 10-3  
5. Phổ của các tín hiệu sau khi  
lấy mẫu  
x
flat(t)  
−  
−
x nT t nT  
( ) (  
)
x nT p t nT  
( ) (  
)
ˆ
x t  
( )  
0 T  
2T ….  
nT  
t
0 T  
2T ….  
nT  
t
Laáy maãu lyù töôûng vaø thöïc teá.  
5. Phổ của các tín hiệu sau khi  
lấy mẫu  
• Biến đổi Fourier rời rạc thời gian (DTFT)  
Phổ của tí n hiệu sau khi lấy mẫu:  
+  
− j2ft  
ˆ
ˆ
X ( f ) = x(t)e dt  
−  
+  
= x  
(
nT  
e− j2fnT  
)
n=−  
Đây là công thức biến đổi DTFT  
5. Phổ của các tín hiệu sau khi  
lấy mẫu  
• Biến đổi Fourier rời rạc thời gian (DTFT)  
Nhận xé t:  
-Phổ của tí n hiệu sau khi lấy mẫu tuần hoàn với chu kỳ fs:  
ˆ
ˆ
X( f + fs ) = X( f )  
ˆ
-Công thức trên là khai triển Fourier của hàm tuần hoànX ( f )  
-Biến đổi ngược  
fs /2  
1 X ( f )e df = X ()e  
d  
2  
2jfTn  
eïn  
ˆ
ˆ
X (nT) =  
− fs /2  
−  
f
-Có thể dùng biến đổi Fourier rời rạc để tí nh phổ của tí n hiệu tương tự  
5. Phổ của các tín hiệu sau khi  
lấy mẫu  
• Sự lặp phổ  
ˆ
x(t) = x(t).s(t)  
với  
+  
+  
1
s(t) = (t − nT) = e j2f mt  
s
   
T
n=−  
m=−  
Suy ra:  
+  
1
ˆ
X ( f ) =  
X ( f − mf )  
s
T
m=−  
Tải về để xem bản đầy đủ
ppt 31 trang Mãnh Khiết 12/01/2024 15720 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pptbai_giang_xu_ly_so_tin_hieu_chuong_1_lay_mau_va_khoi_phuc_ti.ppt