Bài thực hành XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ MÔ PHỎNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRÊN MIỀN N

NGÀNH HỌC: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ HỌC PHẦN : XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ BÀI THÍ NGHIỆM SỐ: 1 XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ MÔ PHỎNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRÊN MIỀN N  1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU: 1.1. Mục đích:   !"#$%&'()* $%&!+),-./0&&1'+2%&% 3 %24%56)7-& 3 8'97')% 3 :' ;%!' )&& 1.2. Yêu cầu: 0<=>?1@2A,-0BCB!*'+2%&% 3D7E+%562";%!5FG2"H!5FG2"IJG2"KL 3*'97')%9M&%G9+G9JLN 3(E!' ;%O!' )&&))DP7&=-%2I%DN 2. CHUẨN BỊ: 2.1. Lý thuyết: 3>?!#85Q%))D)7'1HR@S%TT  '+2%&% U:FV&%))D U0+%))D51H2";%!5FG2"H!5FG2"K*G2" K G2"W%L U:FV&J!' ;%&N U:' )&&.H165)(&M%N 3>?!#%X2W@2A,-0BCBY%27'7%Z[N 2.2. Trang thiết bị, dụng cụ: 0'=,-0BCB 3. NỘI DUNG: 3.1. Hướng dẫn:\] 3.2. Các bước thực hiện:Q^] Bước 1. Mô phỏng một số tín hiệu rời rạc cơ sở (30 phút). )7;@S%G+%1Z_!-%=!&)P7'%56&% !MN`7)&G'%56!@2A)+)")7)Z-%' 2Aa>bN Q )XG;X%+51H)70&&1!@2A)7,N:1A 5- c&'&#Gdhelp eP7&D@& &0BCBN zerosD7+&)JX71+',@=')F1]N onesD7+&)JX71+',@=')F1QN randD7+&)JX',@J'')FW%!M1!-%)77Hf] !QN randnD7+&)JX',@J'')FW%P7M1g&%=')F)% 1(1]G5&1QN min)H-')F/Z)7+&)JN max)H-')FXZ)7+&)JN fliplr+D *',@)7+&)JP7X;%Z'fH$%&)')6 f)'$%&HN plot và stemE!hF&+2"G7!2DAGP!2D))DG @2AP!E%6-N conv)H-J&^P7)N filter)H-!' P7&&!.H16+5)(&M%  Dãy xung đơn vị: Q ] Y [ ] n n n δ =  =  ≠  :E%G=@2Azeros(1,N)!D7)&+P7`')F]N % Day xung don vi n=-10:20; delta=[zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; stem(n,delta); xlabel('Thoi gian roi rac n');ylabel('Bien do'); title('Day xung don vi'); axis([-10 20 0 1.2]); `7)&G=2i0&&1!./% ] ] Q Y [ ] n n n n n δ =  − =  ≠  )7Hj Q G ^ k &% function [x,n] = impseq(n0,n1,n2) % Generates x(n) = delta(n-n0); n1 <= n,n0 <= n2 % % [x,n] = impseq(n0,n1,n2) % if ((n0 < n1) | (n0 > n2) | (n1 > n2)) error('arguments must satisfy n1 <= n0 <= n2') end n = [n1:n2]; ^ %x = [zeros(1,(n0-n1)), 1, zeros(1,(n2-n0))]; x = [(n-n0) == 0] &N Y [ ^ Y Q[ Y \[x n n n δ δ = + − − X l ln − ≤ ≤ Dãy nhảy đơn vị  Q ] Y [ ] n u n n ≥  =  ≠  :E2"G&=@2Aones(1,N)!D7)&+P7h`+Nm !@2A!D7)&2"H%Y[)+7HI%DN % Tao day nhay don vi n=[-10:20]; u=[zeros(1,10) ones(1,21)]; stem(n,u); xlabel('Thoi gian roi rac n'); ylabel('Bien do'); title('Day nhay don vi'); axis([-10 20 0 1.5]); 5*G&=@2A0&&1!./% ] ] Q Y [ ] n n u n n n ≥  − =  ≠  )77H j Q G ^ k&% function [x,n] = stepseq(n0,n1,n2) % Generates x(n) = u(n-n0); n1 <= n,n0 <= n2 % % [x,n] = stepseq(n0,n1,n2) % if ((n0 < n1) | (n0 > n2) | (n1 > n2)) error('arguments must satisfy n1 <= n0 <= n2') end n = [n1:n2]; %x = [zeros(1,(n0-n1)), ones(1,(n2-n0+1))]; x = [(n-n0) >= 0]; BT 1.1Nm"5)(*'.&% 1N ?E!hF&%&% ]G\Y Q][ Y [ j Y [ Y Q][k Q] j%Y3Q][3%Y3^][k n x n n u n u n e − − = − − + X ] ^]n≤ ≤ N ?E!hF% Y [ ^ Y Q[ Y \[x n n n δ δ = + − − X l ln− ≤ ≤ \ 2N D7E2"K* ] Y [ ] n a n e n n  ≥ =  ≠  )77Hj Q G ^ k PN D7E2";%IJ=-%2CN Bước 2. Các phép toán trên tín hiệu (45 phút). R@S%+='97''!+%7!D7)&% '6)&N?-n. G'97''91!o% %'P7'$%T!"!!F)XY[pj;Y[kNaX!ME;P;9+'9 7'56N Phép dịch chuyển (trễ) Y[p;Y3[ )70&&1G97'2F=!*7)4&% function [y,n] = sigshift(x,m,n0) % implements y(n) = x(n-n0) % % [y,n] = sigshift(x,m,n0) % n = m+n0; y = x; Phép chuyển vị Y[p;Y3[ )70&&1G97'=!*7&% function [y,n] = sigfold(x,n) % implements y(n) = x(-n) % % [y,n] = sigfold(x,n) % y = fliplr(x); n = -fliplr(n); Phép nhân tín hiệu Y[p; Q Y[N; ^ Y[ &=*97'7&% function [y,n] = sigmult(x1,n1,x2,n2) % implements y(n) = x1(n)*x2(n) % % [y,n] = sigmult(x1,n1,x2,n2) % y = product sequence over n, which includes n1 and n2 % x1 = first sequence over n1 % x2 = second sequence over n2 (n2 can be different from n1) % n = min(min(n1),min(n2)):max(max(n1),max(n2)); % duration of y(n) y1 = zeros(1,length(n)); y2 = y1; % y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1))=x1; % x1 with duration of y  y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1))=x2; % x2 with duration of y y = y1 .* y2; % sequence multiplication Phép cộng tín hiệu Y[p; Q Y[U; ^ Y[ function [y,n] = sigadd(x1,n1,x2,n2) % implements y(n) = x1(n)+x2(n) % % [y,n] = sigadd(x1,n1,x2,n2) % y = sum sequence over n, which includes n1 and n2 % x1 = first sequence over n1 % x2 = second sequence over n2 (n2 can be different from n1) % n = min(min(n1),min(n2)):max(max(n1),max(n2)); % duration of y(n) y1 = zeros(1,length(n)); y2 = y1; % initialization y1(find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1))=x1; % x1 with duration of y y2(find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1))=x2; % x2 with duration of y y = y1+y2; % sequence addition Phép chập tín hiệu Y [ Y [q Y [ Y [ Y [ Y [ Y [ k k y n h n x n x k h n k h k x n k ∞ ∞ =−∞ =−∞ = = − = − ∑ ∑ 0&&1%Zconv!9MJ7&2"=-%2I%DNmconv* 9MJ7&2"=-%2I%Dfp]7$%H y =conv(x,h) `!&.71.-&N:=.-& *9MJ7'2"I%D=&'&%G&!F V&0&&17r&% function [y,ny] = conv_m(x,nx,h,nh) % Modified convolution routine for signal processing % % [y,ny] = conv_m(x,nx,h,nh) % y = convolution result % ny = support of y % x = first signal on support nx % nx = support of x % h = second signal on support nh % nh = support of h % nyb = nx(1)+nh(1); nye = nx(length(x)) + nh(length(h)); ny = [nyb:nye]; y = conv(x,h); Năng lượng của tín hiệu s ^ Y [ x n E x n ∞ =−∞ = ∑ function[Ex]=energy(x); Ex=sum(x.*conj(x)); % sum(abs(x).^2) Công suất trung bình của một dãy tuần hoàn Q ^ ] Q Y [ N X n P x n N − = = ∑ function[Px]=power(x); Px=sum(abs(x).^2)/N BT 1.2N87;Y[p^ 3 X ] sn ≤ ≤ &N ?E2";Y[%Y[P7 1N ?E2";Y[%Y^3[P7 N ?E2";Y3[%Y3[P7 BT 1.3N87 Q ^ \  s l s  \ ^ Q ^ \x   =   && Nm"D7E'2"&% &N QY[p^;Y3s[U\;YU[ 1N ^Y[p^;Y\3[t;Y[N;YU^[ BT 1.4N87'2"=-%2uW%&% Q \ ^ ] Q  \ ^x   = − −   && ^ ] u Q Q \  ^x   = − −   && \ s ^ \ l  ] ^x   = − −   && (E'2"&%!M &N Y[p; Q Y[U; ^ Y[ 1N Y[p; Q Y[N; ^ Y[ N Y[p; Q Y[3; \ Y[ BT 1.5.87&2" \ QQ u ] Q  ^x   = −   &&  ^ \ ] s ^ Qh   = −   && NJ& ;Y[XY[N Bước 3. Hệ thống rời rạc (45 phút) Đáp ứng xung của hệ thống rời rạc theo thời gian có chiều dài hữu hạn BT 1.6. 87  +      )  )D  =  -%  2  I%  D  =  2D  o  $%'    &% Q Q ] ] Y [ Y [ N M k r k r a y n k b x n r − − = = − = − ∑ ∑ N l &N m"@2Aimpz!7'E!' ;%&N 1N v)&DX'&% Y [ \ Y Q[  Y ^[ Y [ ^ Y Q[xy n y n y n x n n− − − − = + − Y [ ]G Y Q[ ]G]\ Y ^[ Y [y n y n y n x n− − + − = Đáp ứng ra của hệ thống mô tả bởi phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng BT 1.7.87!.H165)(&M%&% yYn[w]NsyYn wQ[U]N]lyYn w^[pxYn[ ?5)(@2Afilter &0BCB*'.&% &N %241!hF!' ;%!5F&X3^]xxQ]] 1N %241!hF2"!' &X3^]xxQ]]2"!,%72"H !5FN BT 1.8N87&=5)(&M%&% mQY[p]Gs;Y[U]G^s;Y3Q[U]Gy^;Y3^[ m^Y[p]Gs;Y[U]Gs;Y3Q[U]G;Y3^[U]Gs^Y3Q[3]GsY3^[ ?5)(0&&1!!,%)&&&)X!,%7 ^ qQ] ^ qQ]] Y [ ^sl ^sl os os n n x n c c π π     = +  ÷  ÷     3.3. Ghi nhận, phân tích kết quả:\] 4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ: 3 *O&7'*! 3 bM$%H! 3 8M%/6)+^! 3 :1QQ]! u BÀI THÍ NGHIỆM SỐ: 2 MÔ PHỎNG TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TRÊN MIỀN Z, MIỀN TẦN SỐ LIÊN TỤC ω VÀ MIỀN TẦN SỐ RỜI RẠC K  1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU: 1.1. Mục đích:   !"#$%&'()* $%&!+),-./0&&1'+2%&% 3 %24%))D)7-z 3 %24%))D)7-,A ω 3 %24%))D)7-,))D 1.2. Yêu cầu: >2i,-0BCB./'+2%&% 3 %241!hFo1!+o&&+2"% 3 %241!hFM1'!*!.&+ 3 %241!hF!' ,&+ 3 %241!hFH&91!o{7%)P)))D&+2"=-%2I%D 3 :''%$%H&%J7'1!o{7%)P)&X-%22"&!oN 2. CHUẨN BỊ: 2.1. Lý thuyết: 3>?!#'+2%&% Chương 2: Biến đổi Z U:FV&1!oz&&1!oz+&N U:*!.N Chương 3: Biểu diễn tín hiệu và hệ thống rời rạc trong miền tần số liên tục. U:FV&1!o{7%)P) UCZW%% Ubo1!+o&&1!.{7%)P)&%))D Chương 4: Biểu diễn tín hiệu và hệ thống rời rạc trong miền tần số rời rạc U:FV&Z&a{ U!o{7%)P)&{{ 3>?!#%X2W@2A,-0BCBY%27'7%Z[N 2.2. Trang thiết bị, dụng cụ: 0'=,-0BCB 3. NỘI DUNG: 3.1. Hướng dẫn:\] 3.2. Các bước thực hiện:Q^] y Bước 1. Tín hiệu và hệ thống trong miền Z (40 phút) )X;X%+'&0BCB=@2A)7,N: 1A5- c&'&#Gdhelp eP7& D@&&0BCBN abs, angle)H-'07!%B%P&+  real, imag)H-',*,H7&+  residuez)H-'!*'5 X'!*!=)7M+  M I%|6-z','M !5HGD%!,% 72&''!*'G)P2%P}E)H-M I%|6-z poly;M2*+!& f2&''&= ztrans)H-1!oz&+!!FV&P7. &+1%Y17[ iztransD&})& zplaneM1!*!.&+M I%|n~z freqz)H-!' ,&+D+I%D'!))D)•)•!5 F1)%-!D&= fft*1!o{7%)P)))D&+2"=!+2I%DP7%J7'1!o {7%)P)&)H-$%H1!o{7%)P)))D&2"!= clock  )H  -    & *D etime)H-&1MI&^!N Biến đổi Z !oz&+%;Y[!!FV&&% ( ) ( ) n n X z x n z ∞ − =−∞ = ∑ BT 2.1.(1!o}&2" Y [ ^ Y [ n x n u n= 1''&% a. Tính dựa trên định nghĩa 1N v)&D1ztrans)70&&1N P7!FV&&= Y [ Y [N ^ n n z X z x n z z ∞ − =−∞ = = − ∑ &=RY}[)70&&11ztransN`)X"!FV&11M% syms: % Tim bien doi z syms n positive x=2.^n; ztrans(x) Biến đổi Z ngược BT 2.2N87 ^ ^ Y [ ^ u \ z X z z z + = − + € (1!o}1&' a. Khai triển thành phân thức tối giản 1N v)&D1iztrans)70&&1 % Tim bien doi z nguoc syms z f = (z+2)/(2*z^2-7*z+3); iztrans(f) Thặng dư và các điểm cực BT 2.3. >@2Aresiduez &0&&1G'!*Gn2D'!*& RY}[61^N^Nf!="2Do'M !5H&RY}[7'X $%H61^N^N % Tinh thang du va diem cuc b=[0 1 2]; a=[2 -7 3]; [r,p,k]=residuez(b,a) % [b,a]=residuez(r,p,k;) BT 2.4 87 Q Q ^ ^ Y [ YQ ^ [YQ [ X z z z − − = − − ?5)(0&&1@2Aresiduez !(1!o}&RY}[N Các điểm cực và điểm không BT 2.5 87&&% Y [ ]Gl Y Q[ ]G]y Y ^[ ^ Y [y n y n y n x n= − − − + Y [ ]Gu Y Q[ ]GQ Y ^[ Y [ ]Gs Y ^[y n y n y n x n x n= − − − + − − &N)%-!DmY}[&<N 1N>@2Azplane!1%24'!*G!.&)%-!D;9o!F &fN N?5)((!' ;%&NYS@2A iztrans[ Bước 2. Tín hiệu và hệ thống trong miền tần số liên tục ω (50 phút) Phổ của tín hiệu !o{7%)P)&%;Y[!!FV&&% ( ) ( ) j j n n X e x n e ω ω ∞ − =−∞ = ∑ %24P7,*,H7•PG‚ ( ) ( ) ( ) •P ‚ j j j X e X e j X e ω ω ω     = +     :M2D1%24$%P%+& N Q] [...]... ứng t n số ở dạng phổ bi n độ, phổ pha và dạng ph n thực, ph n ảo của các hệ thống tuy n tính bất bi n được mô tả bởi phương trình sai ph n sau: a y ( n) − 0,5 y (n − 1) = x (n) + 2 x (n − 1) + x (n − 2) b y ( n) − 5 1 1 y (n − 1) + y (n − 2) = x (n − 1) 6 6 3 Bước 3 T n hiệu và hệ thống trong mi n t n số rời rạc (30 phút) Bi n đổi Fourier rời rạc thu n DFT Cho dãy x (n) có chiều dài hữu h n, khi đó bi n. .. exp(-j*2*pi /N) ; nk = n' * k; WNnk = WN ^ (-nk); % ma tran IDFT xn = (Xk * WNnk) /N; Bi n đổi Fourier nhanh FFT Trong biểu thức DFT ta thấy có N phương trình, trong mỗi phương trình có N phép nh n Do đó, để tính DFT c n N2 phép nh n Thuật to n bi n đổi Fourier nhanh FFT cho phép ta khắc phục được nhược điểm n y, nghĩa là cho phép giảm số phép nh n xuống khi tính DFT Chương trình dưới đây biểu di n tr n đồ thị... DFT % n = [0:1 :N- 1]; k = [0:1 :N- 1]; WN = exp(-j*2*pi /N) ; nk = n' * k; WNnk = WN ^ nk; % ma tran DFT Xk = xn * WNnk; Dựa vào hàm n y, có thể tính DFT 20 điểm của t n hiệu x (n) = rect5 (n) bằng chương trình dưới đây: % Tinh DFT 20 diem cua day x (n) L = 5; N = 20; n = [0 :N- 1]; xn = [ones(1,L), zeros(1 ,N- L)]; k = n; Xk = dft(xn ,N) ; magXk = abs(Xk); % subplot(4,2,1); stem (n, xn); axis([min (n) ,max (n) +1,-0.5,1.5]);... dạng sau: X (e jω ) = e − jω / 2 sin(3ω ) Viết chương trình thể hi n tr n đồ thị các hàm phổ bi n độ, phổ pha, ph n thực và ph n ảo của X(ejω), tính tại 2001 điểm rời rạc trong khoảng [-2π,2π] BT 2.8 Cho dãy x (n) = rect8 (n) Viết chương trình tính và thể hi n phổ của dãy x (n) tại 512 điểm rời rạc trong khoảng [0,π] Đáp ứng t n số của hệ thống H (e jω ) BT 2.9 Viết chương trình Matlab để biểu di n. .. Bi n đổi Fourier rời rạc ngược IDFT 1  x ( n) =  N 0  N −1 ∑ X ( k)W k =0 − kn N 0 ≤ n ≤ N −1 n với W − kn = e − jωk n = e N −j 2π kn N function [xn] = idft(Xk ,N) % Tim bien doi Fourier roi rac nguoc % % [xn] = idft(Xk ,N) % xn = day co chieu dai huu han tren doan 0< =n . NGÀNH HỌC: ĐI N – ĐI N TỬ HỌC PH N : XỬ LÝ T N HIỆU SỐ BÀI THÍ NGHIỆM SỐ: 1 XỬ LÝ T N HIỆU SỐ MÔ PHỎNG T N HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TR N MI N N  1 8M%/6)+^! 3 :1QQ]! u BÀI THÍ NGHIỆM SỐ: 2 MÔ PHỎNG T N HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC TR N MI N Z, MI N T N SỐ LI N TỤC ω VÀ MI N T N SỐ RỜI RẠC K  1. MỤC ĐÍCH,. ^  ^ ] Q ^ Q N N N N N X x W x W x W x N W − = + + + + −L NNNNNNNNNNNNNNNNNN p`3Q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ^ Q Q Q ] Q Q ] Q ^ Q N N N N N N N N X N x W x W x W x N W − − − − − = + +