Bài giảng môn học xử lý tín hiệu số
Trang 1TRUONG DAI HOC KY THUAT CONG NGHIEP
THAINGUYEN UNIVERSITY J io
BAI GIANG MON HOC
XỬ LÝ TÍN HIEU SO
Giáo viên giảng dạy: Nguyễn Phương Huy
CƠ quan công tác: Bộ môn Điện tử-Viễn
Thông
Khoa Điện tử- Trường ĐHKTCN TN
Điện thoại CQ: 02803547666
Điện thoại NR: 02803832398
Trang 2§0 MO DAU
" Xử lý tín hiéu s6: Digital Signal Processing
" SỐ tín chi: 03
2 Vai trò và vị trí môn học:
" Là môn học cơ sở
" Cung cấp kiến thức về tín hiệu và hệ thống xử lý tín hiệu
SỐ
" Các phương pháp gia công tín hiệu
" Kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu
" Khảo sát tín hiệu và hệ thống trên các không gian
" Ứng dụng của xử lý tín hiệu số (lọc số) 2
Trang 31 §0 MO DAU
3 Các Môn học tiên quyết
" Kỹ thuật điện tử,
" Toán chuyên ngành
4 Tài liệu tham 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
Trang 4§0 MO DAU
5 Nội dung học tập
CHƯƠNG 1
TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRÊN MIỀN THỜI GIAN
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG VÀ TÍN HIỆU RỜI RẠC TRONG MIỀN Z
CHƯƠNG 3
HỆ THỐNG VÀ TÍN HIỆU RỜI RẠC TRONG MIỀN TẦN SỐ LIÊN TỤC
CHƯƠNG 4
TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRONG MIỀN TẦN SỐ RỜI RẠC
CHƯƠNG 5
TỔNG HỢP CÁC BỘ LỌC SỐ CÓ ĐÁP ỨNG XUNG CHIỀU DÀI HỮU
Trang 5_ CHUONG1 | /
ae VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 Nhập môn
1.2 Tín hiệu rời rạc
1.3 Các hệ thống tuyến tính bất biến
1.4 Các PT sai phân tuyến tính hệ số hằng
1.5 Tương quan của các tín hiệu
Trang 6_ CHUONG1 | / ads TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.1 Cac dinh nghia
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
Trang 7_ CHUONG1 | / ads TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
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
Trang 8_ CHUONG1 | /
ad TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.4 CAC PT SAI PHAN TUYEN TiNH HE SO HANG
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
Trang 9_ CHUONG1 ——_
a TH VÀ HT RO] RAC ABENMIEN THỜI GIAN
"Giải thích các khái niệm như: “Tín hiệu”, “Tín hiệu
số”, “Xử lý tín hiệu”, “Xử lý tín hiệu số”
"Các khâu cơ bản trong hệ thống xử lý tín hiệu số
“Nêu một số ứng dụng của xử lý tín hiệu số
"So sánh xử lý tương tự và xử lý số
“Các bước cơ bản chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang
số
"Các bước có bản chuyển đổi tín hiệu tỪ số sang tương
9
tư
Trang 10_ CHUONG1 _ ;
a VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.1 Cac dinh nghia
- Tín hiệu(signal) dùng để chỉ một đại lượng vật lý mang tin tức
-Về mặt toán học, ta có thể mô tả tín hiệu như là một hàm theo
biến thời gian, không gian hay các biến độc lập khác
(a) Speech Sample: The Word “a
Xử lý tín hiệu (signal xôn: Các công việc hay các phép toán
được thực hiện trên tín hiệu nhằm đạt một mục đíchnàođó ;o
Trang 11CHUONG 1
ad TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.1 Cac dinh nghia
- Phân loại tín hiệu
Tín hiệu tương tự ain hiệu rời rạc
Biên độ liêntục : r _ 4 i LEH R
xa) xq(n)
{P= ==5== f= ====2=
Biên độ rời rac “Ease fk Ẹ
Tín hiệu lượng tử hóa
Trang 12
CHUONG1 |
ae VA HT ROT RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
" Một hệ thống thực hiện sự biến đổi tín hiệu đầu vào
(kích thích) thành tín hiệu đầu ra (đáp ứng)
" Nói cách khác, hệ thống được đặc trưng bởi mối quan
hệ giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra
" y(0 = T[x(0], T là phép biến đổi đặc trưng cho hệ thống
12
Trang 13_ CHUONG1 _ ;
TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
pip và thời 1.1.NHẬP MÔN nhạc rỉ
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
- Hệ thống tương tự
tự vào ji —— trra
- Hệ thống số
x(n) Bộ xử lý tín
hiệu số DSP
- Xử lý số tín hiệu
T/h tương | Bộ chuyển | X(N)
tự vào i
x()
Th sé vao
Bộ xử lý tin
hiệu số DSP oy Bộ chuyển 1 Dy Th trong tra
yO”
Th séra
Trang 14_ CHUONG1 _ ;
TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử ly tín hiệu
Ưu điểm của xử lý : sỐ so với xử lý tương tự
“Hệ thống số có thể lập trình được, cấu hình lại các hoạt động xử lý
bằng cách đơn giản là thay đổi chương trình
"Độ chính xác
"Tín hiệu số dễ dàng lưu trữ, có thể truyền đi xa và có thể được xử lý từ
xa
"Thực hiện các thuật toán xử lý tín hiệu tinh vi phức tạp
"Trong một vài trường hợp, xử lý số rẻ hơn xử lý tương tự
"Giá thành thấp hơn là do các phần cứng số rẻ hơn, hoặc là do tính mềm
dẻo trong xử lý số
"Hạn chế về tốc độ hoạt động của các bộ chuyển đổi A/D và bộ xử lý
Trang 15_ CHUONG1 | /
a TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
- Ứng dụng của DSP
Ứng dụng của DSP ngày càng nhiều trong khoa học và
công nghệ
"Viễn thông
"Đa phương tiện
"Y học
"Xử lý ảnh
Trang 16_ CHUONG1 | /
a VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
Trang 17CHUONG1 |
a VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
- Ví dụ về xử lý tín hiệu số
35 B
Figure 2.1 A sound card
LPF ADC DSP DAC LPF
Antialiasing Reconstruction
17
Trang 18_ CHUONG1 | /
TH VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
Biến đổi A/D
Th réi rac x(n) Th hrong tirx,(n)
1110875 {_- Sample-and-Hols Th trong Lọc chống 8 Lượng tử hóa Thsd
17 Signa text) Lấy mẫn TT ii li
100 0/806 A 22 2 aw
Bộ chuyển đối A/D thuc té
eit 038
010 0886
cor 0%
0 0.000
0 02 O4 06 08 1 12 14 16 18 2
Time
Trang 19_ CHUONG1 | ;
H VA HT ROI RAC TREN MIEN THOI GIAN
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu 5 lHliu—— >s-> ` Cre i
Đạt được giá trị của tín hiệu sau mỗi khoảng thời gian T giây
-Giá trị T được xác định bởi sự thay đổi nhanh, chậm của tín hiệu
(tần số)
~T, được chọn theo định lý lấy mẫu của Nyquyst -Định lý lấy mau,N Ee et hát biểu: ext, ell
SAI -
2/23
-5A/2
Tín hiệu tương tự
Xác định trên toàn trục thời gian Xác định theo chu kỳ nT,
Tín hiệu rời rạc theo thời gian
Trang 20- CHƯƠNG 1 ` -
ae H VA HT ROI RAC TREN MIEN THỜI GIAN
1.1 NHAP MON
1.1.2 Các hệ thống xử lý tín hiệu
Lượng tử hóa
20