Đặc tính thông tin của tín hiệu

MỘT SỐ ĐẶC TÍNH THÔNG TIN CỦA TÍN HiỆU Chương 7 www.tnu.edu.vn/sites/quynhntt Chương 7 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.2. Rời rạc hoá tín hiệu liên tục 7.3. Lượng tử hoá tín hiệu 7.4. Mã hoá và các phương pháp mã hoá tín hiệu 7.5. Nhiễu và các phương pháp chống nhiễu 7.6. Sự dư thừa thông tin và các phương pháp giảm thông tin thừa NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 2 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.1.1. Khái niệm:  Tín hiệu đo lường là tín hiệu mang thông tin ( định lượng) về đại lượng vật lý cần đo  Tín hiệu đo là đại lượng làm việc của htttcn, nối liền các khâu trong htttcn  Trong htttcn đa phần là tín hiệu điện  Các đại lượng vật lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau và đều phụ thuộc vào thời gian nên được biểu diễn là một hàm phụ thuộc theo thời gian: x=f(t) NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu3 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  Phân loại tín hiệu đo:  Dựa vào hình thức xuất hiện:  Tín hiệu tiền định: là tín hiệu biết trước quy luật và tham số  Tín hiệu gần tiền định: biết trước quy luật, nhưng tham số chưa biết  Tín hiệu ngẫu nhiên: không biết trước quy luật biến thiên cũng như các thông số, trong thực tế phần lớn là các dạng tín hiệu này. NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu4 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  Phân loại tín hiệu đo:  Dựa vào hình thức biến đổi của tín hiệu:  Tín hiệu đo liên tục: là tín hiệu được mô tả bằng một hàm liên tục theo đối số thời gian liên tục : x=f(t)  Tín hiệu đo rời rạc ( trích mẫu): là tín hiệu mô tả bằng một hàm số liên tục theo đối số thời gian rời rạc: x i =f(t i ), i= 1,2, x i : giá trị đo tại thời điểm thứ i NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu5 x x(t) t x x(t i ) t 0 t 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  Phân loại tín hiệu đo:  Dựa vào hình thức biến đổi của tín hiệu:  Tín hiệu lượng tử: là tín hiệu được mô tả bằng một hàm số rời rạc theo đối số thời gian liên tục: x*=f(t); x*Є[x0,x1, xm]: các giá trị lượng tử  Tín hiệu rời rạc lượng tử: là tín hiệu được mô tả bằng một hàm số rời rạc theo đối số thời gian rời rạc x* i =f(t i ), t i =0,1,2…;  x* i Є[x0,x1, xm] NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu6 x x(t) t 0 x k x X i (t i ) t 0 t 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.1.2. Khái niệm về quá trình ngẫu nhiên (QTNN):  Quá trình ngẫu nhiên là quá trình mô tả một đại lượng vật lý cần đo thay đổi một cách ngẫu nhiên và mỗi lần đo nó thu được một tín hiệu ngẫu nhiên  Tín hiệu ngẫu nhiên đó được gọi là một thể hiện của QTNN: X(t)=x 1 (t);x 2 (t),…x m (t),  m: số thể hiện NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu7 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  VD: sự thay đổi độ ẩm của giấy theo ca sản xuất   QTNN (t) có 3 thể hiện:  (t), (t) , (t) NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu8 t (t) Một thể hiện Nhiều thể hiện i (t) 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.1.3. Các đặc tính của QTNN  Thường thông qua 2 đặc tính: phân bố và đặc tính số  Để xác định các đặc tính số cần đưa ra hai giả thiết:  QTNN có phân bố chuẩn  QTNN đã được rời rạc hóa tại các thời điểm t i (i=0,1,2…n)  Giả thiết có một QTNN X(t) được rời rạc hóa t i có m thể hiện x 1 (t), x 2 (t),…x m (t)  A) Kỳ vọng toán học của QTNN X(t i ) được ký hiệu M[x](t i ) NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu9 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  Kỳ vọng toán học: NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Một số đặc tính thông tin của tín hiệu10 m k ikix )t(x m )t(m 1 1  Phương sai:  Cho biết trung bình bình phương sai lệch các thể hiện so với kỳ vọng toán học của QTNN  Độ lệch bình quân phương:  Cho biết trung bình sai lệch của các thể hiện  Hàm tương quan  m k ixikix )t(m)t(x m )t(D 1 2 1 )t(D)t( xx n k ixikixikx )t(m)kt(x)t(m)t(x n )k(R 1 1 [...]... cần thiết để mã hóa tín hiệu đo trên Số dãy mã cần thiết m để mã hóa N bước lượng tử là: m log 2 N 27 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.4 28 Mã hoá và các phương pháp mã hoá tín hiệu Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.4 29 Mã hoá và các phương pháp mã hoá tín hiệu Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt... phương pháp mã hoá tín hiệu Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.4 31 Mã hoá và các phương pháp mã hoá tín hiệu Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Nhiễu và các phương pháp chống nhiễu 7.5 7.5.1 Khái niệm nhiễu a Nhiễu Nhiễu là các tác động không ổn định tác động lên tín hiệu gây ra sự mất mát thông tin tín hiệu Do đó nhiễu... đều hiệu quả không cao X x(t) x*(t) (t0) t0 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu t NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.3 Lượng tử hoá tín hiệu Lượng tử hoá kiểu logarit (không đều)  hằng số thay đổi phụ thuộc vào độ lớn của tín hiệu và sai số làm tròn cho phép 0 X x*(t) x(t) t 22 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Lượng tử hoá tín hiệu 7.3 7.3.2 Sai số của. .. chống nhiễu a Sử dụng điều chế để chống nhiễu Điều chế là gì?    36 Điều chế là sự tác dụng của tín hiệu đo lên một thông số nào đó của tín hiệu mang Tín hiệu mang là tín hiệu được truyền đi trên kênh liên lạc và một trong các thông số của nó mang thông tin về tín hiệu đo Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt ... C f M 2 8 o Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.2 Rời rạc hoá tín hiệu liên tục - Tần số lấy mẫu    Xét tín hiệu sin có tần số f và quá trình lấy mẫu với các chu kỳ lấy mẫu khác nhau Lấy mẫu tín hiệu với các tần số khác nhau Nhận xét????? 19 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.3 Lượng tử hoá tín hiệu 7.3.1 Cách lượng... hoá tín hiệu liên tục Trong quá trình truyền, xử lý thông tin với hệ thống thông tin đo lường thì luôn phải có quá trình biến đổi tín hiệu đo từ dạng này sang dạng khác, trong đó sự rời rạc hóa nhằm mục đích phục vụ cho quá trình truyền xa, xử lý gia công tín hiệu bằng máy tính, giảm thiểu sự dư thừa thông tin 11 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Rời rạc hoá tín. .. đổi biên độ của tín hiệu x thành tín hiệu y như sau: 26 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.4  Mã hoá và các phương pháp mã hoá tín hiệu Bài toán mã hóa tín hiệu đo từ dạng thập phân  nhị phân     Xác định dải đo của tín hiệu đo Căn cứ vào mức lượng tử cho trước ( phụ thuộc sai số cho phép)  bước lượng tử Từ số bước lượng tử xác định được  tính ra số... để có thể khôi phục lại tín hiệu gốc Tín hiệu lấy mẫu của tín hiệu gốc s(t) biểu diễn là s(nT) với T là chu kỳ lấy mẫu s(nT) = s(t)u(t) trong đó u(t) là chuỗi xung Dirac 14 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.2  Tín hiệu lấy mẫu của tín hiệu gốc s(t) biểu diễn là s(nT) với T là chu kỳ lấy mẫu  s(nT) = s(t)u(t)   Rời rạc hoá tín hiệu liên tục trong đó u(t)... khí, khí quyển Thiết bị thu và xử lý  33 Là do sự thay đổi của nhiệt độ, do sự thay đổi của nguồn cung cấp Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.5 Nhiễu và các phương pháp chống nhiễu b) a) a.Biến động điện áp và dòng điện của nhiễu b.Nhiễu xếp chồng với tín hiệu đo 34 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt 7.5   Nhiễu và... dụng các chuyển đổi AD  Tín hiệu từ các sensor được đưa qua biến đổi AD và đưa vào máy tính và làm tròn đến mức gần nhất  Việc làm tròn dẫn đến sai số  sai số lượng tử  Ý nghĩa của việc lượng tử hoá tín hiệu: Làm giảm bớt ảnh hưởng của sự tích luỹ nhiễu khi truyền thông tin đi xa 20 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu NTTQ- DLDK tnu.edu.vn/sites/quynhntt Lượng tử hoá tín hiệu 7.3  Lượng tử hóa . số đặc tính thông tin của tín hiệu8 t (t) Một thể hiện Nhiều thể hiện i (t) 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.1.3. Các đặc tính của QTNN  Thường thông qua 2 đặc tính: phân bố và đặc tính. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH THÔNG TIN CỦA TÍN HiỆU Chương 7 www.tnu.edu.vn/sites/quynhntt Chương 7 Một số đặc tính thông tin của tín hiệu 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường 7.2. Rời rạc hoá tín hiệu liên. số đặc tính thông tin của tín hiệu5 x x(t) t x x(t i ) t 0 t 7.1. Khái niệm về tín hiệu đo lường  Phân loại tín hiệu đo:  Dựa vào hình thức biến đổi của tín hiệu:  Tín hiệu lượng tử: là tín