lấy mẫu & khôi phục tín hiệu

Giới thiệu Ngày nay các hệ thống xử lí tín hiệu số DPS đã gắn liền với cuộc sống của chúng ta và là một phần không thể tách rời..  Bên trong hệ thống xử lí là tín hiệu số => Bởi vậy mà

Nô ôi Dung

Giới thiệu

 Ngày nay các hệ thống xử lí tín hiệu số (DPS) đã gắn liền với cuộc sống của chúng ta và là một phần không thể tách rời Nó giúp con người nhận biết thế giới xung quanh một cách đầy đủ

và rõ ràng hơn

 Các hệ thống số này có đầu ra và đầu vào đều ở dạng anlog vì chỉ có như vậy thì nó mới có ý nghĩa sử dụng với con người

 Bên trong hệ thống xử lí là tín hiệu số => Bởi vậy mà ta cần

phải trích mẫu và lấy mẫu để chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số

Trích mẫu tín hiệu

Trích mẫu tín hiệu

Mô tả quá trình lấy mẫu

Phổ tín hiệu Định lý lấy mẫu

Mô tả quá trình lấy mẫu

mẫu:

Trong miền thời gian:

Trong miền tần số:

Mô tả quá trình lấy mẫu

Phổ Tín Hiệu

 Tín hiệu tương đương trên đồ thị mà ta nhận được gọi là phổ pha hay phổ tần số

Hiện tượng chồng lấn phổ

biểu diễn bởi các mẫu như nhau không phân biệt được

10 Hz và 90Hz được lấy mẫu ở tốc độ fs = 100 Hz

 Bộ tiền lọc thực tế không loại bỏ hoàn toàn các thành phần >fs/2

 hiện tượng lấn phổ vẫn xảy ra nhưng giảm nhiều.

Bộ tiền lọc lý tưởng

Bộ tiền lọc thực tế

Định lý lấy mẫu

khoảng 0Fmax có thể được biểu diễn hoàn toàn bằng các mẫu cách đều nhau ,với tần số lấy mẫu Fs >=

2Fmax

 Để có định lí này ta chấp nhận 3 giả thiết:

 Để có phổ hạn chế x(t) là 1 tín hiệu tồn tại vô hạn theo thời gian

 Độ rộng xung rất nhỏ

 Việc phục hồi x(t) từ các mẫu được thực hiện bằng các mạch lọc thông hạ lí tưởng loại bỏ tất cả các thành phần tín hiệu có phổ >1/2Fs(CHỒNG PHỔ)

Định lý lấy mẫu

 Nhận thấy nếu tần số lấy mẫu càng cao

thì dạng của tín hiệu càng có khả năng

khôi phục giống tín hiệu gốc.

 f càng lớn thì dung lượng lưu trữ lớn tốc đôô xử lí chậm => xác định F sao cho trong giới hạn mà vẫn khôi phục tin hiệu gần

đúng với tín hiệu ban đầu

Lượng tử hóa

 Quá trình xấp xỉ giá trị các mẫu rời rạc

chuyển một tập các mẫu rời rạc có số giá trị rất lớn thành một tập có số giá trị ít hơn

Lượng tử hóa

Lượng tử hóa

Khôi phục tín hiệu

 Tại sao phải khôi phục tín hiệu ??

– KPTH dùng trong lĩnh vực điều khiển

– Dùng trong việc nghiên cứu : tín hiệu của các loài vật,

Tín hiệu trong tự nhiên……

 Để khôi phục lại tín hiệu analog x(t) thì phổ của tín hiệu được khôi phục phải giống với phổ ban đầu của tín hiệu x(t)

Khôi phục tín hiệu

hiệu tương tự

Bộ khôi phục lý tưởng

 Bộ lọc thông thấp lý tưởng có t/s cắt fc = fs/2

Bộ khôi phục bậc thang

Bộ khôi phục bậc thang

Bộ chuyển đổi DAC B bit

Bộ chuyển đổi DAC B bit

Bộ chuyển đổi ADC

Bộ chuyển đổi ADC

mẫu ngõ vào

Vin = 3V

thì ngõ ra 10

Bộ chuyển đổi ADC

Bộ ADC xấp xỉ liên tiếp

 Tất cả các bit trong thanh ghi (SAR) được khởi động giá trị [0,0,….,0].

 Lần lượt các bit được bật lên để kiểm tra, bắt đầu từ bit b1 (MSB)

 Trong mỗi lần bật bit, SAR bởi giá trị sang DAC DAC tạo ra xQ Bộ so sánh sẽ xác định ngõ ra c=0 hay 1 Nếu c = 1 bit được giữ nguyên,

ngược lại bật về 0.

 Sau B lần kiểm tra, SAR giữ giá trị đúng

Kết luâ ôn

riêng vấn đề trích mẫu và khôi phục tín

hiêôu vẫn cần hoàn thiêôn hơn để giảm sai

số khi lấy mẫu cũng như chống chồng phổ, giảm bớt sự cồng kềnh của thiết bị để có thể xem tivi thâôt như cuôôc sống, liên lạc ở

xa như ngồi bên cửa sổ nói chuyêôn