Giáo Trình Xử Lý Tín Hiệu Số 2

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG PHÙNG TRUNG NGHĨA, ĐỖ HUY KHƠI GIÁO TRÌNH XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ NĂM 2008 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƯƠNG I THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ Như phân tích chương Xử lý tín hiệu I, hầu hết hệ thống LTI có chức lọc Vì vậy, vấn đề thiết kế lọc số đóng vai trò quan trọng xử lý tín hiệu số Có nhiều phương pháp thiết kế lọc số đề xuất ứng dụng thực tế Chương trình bày phương pháp thiết kế ứng dụng để thiết kế lọc khác 1.1 Thiết kế lọc cách đặt cực zeros mặt Đây phương pháp thiết kế lọc số đơn giản áp dụng cho nhiều loại lọc FIR IIR Tuy nhiên, để có đáp ứng tần số theo ý muốn, số trường hợp, ta cần phải thêm vào cực zero theo thủ tục thử sai Như biết, vị trí cực zeros mặt phẳng phức mô tả hàm truyền đạt H(z), hệ thống có tính ổn định nhân Vì qui định đặc tính số hệ thống Phương pháp thiết kế mạch lọc số cách đặt cực zeros mặt phẳng phức dựa nguyên lý là: đặt cực điểm gần vòng tròn đơn vị vị trí tương ứng với tần số dải thông, đặt zeros điểm tương ứng với tần số dải triệt Hơn nữa, cần phải tuân theo ràng buộc sau: Tất cực phải đặt vòng tròn đơn vị lọc ổn định Tuy nhiên, zeros đặt vị trí mặt phẳng z Tất cực zeros phức phải xuất với cặp liên hợp phức để hệ số lọc có giá trị thực Với tập cực - zeros cho, hàm truyền đạt H(z) lọc có biểu thức: Ở G số độ lợi (gain constant) chọn để chuẩn hóa đáp ứng tần số Ở tần số xác định đó, ký hiệu ω0, G chọn cho: |H(ω0)| = Với ω0 tần số dải thông lọc Thông thường N (bậc lọc) chọn lớn M lọc có số cực khơng tầm thường (nontrivial) nhiều zeros CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp dùng để thiết kế số lọc đơn giản quan trọng như: lọc thông thấp, thông cao, thông dải, dải chặn, lọc lược, cộng hưởng số, dao động số, Thủ tục thiết kế thuận tiện thực máy tính 1.1.1 LỌC THƠNG THẤP, THƠNG CAO VÀ THƠNG DẢI 1.1.1.1 Lọc thơng thấp thông cao: Với lọc thông thấp, thiết kế cực phải đặt điểm gần vòng tròn đơn vị vùng tần số thấp (gần ω = 0) zeros phải đặt gần hay vòng tròn đơn vị tương ứng với điểm tần số cao (gần ω = π), ngược lại cho lọc thơng cao Hình 1.1 Minh họa cho việc đặt cực zeros ba lọc thông thấp ba lọc thơng cao Hình 1.1: Đồ thị cực zeros cho lọc (a) Lọc thông thấp; (b) Lọc thông cao Đáp ứng biên độ pha cho lọc đơn cực có hàm truyền đạt là: Được vẽ hình 1.1 với a = 0,9 Độ lợi G chọn 1- a, lọc có độ lợi tần số ω = độ lợi tần số cao tương đối nhỏ Thêm vào zeros z = - làm đáp ứng suy giảm nhiều tần số cao lọc có hàm truyền đạt là: Đặc tuyến đáp ứng tần số hai lọc H1(z) H2(z) vẽ hình 1.2 Ta thấy, biên độ H2(Z) giảm ω = n Tương tự, ta thu lọc thông cao đơn giản cách lấy đối xứng điểm cực - zero mạch lọc thông thấp qua trục ảo mặt phẳng z Ta thu hàm truyền đạt: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đặc tuyến đáp ứng tần số mạch lọc thông cao vẽ hình 1.3 với a = 0,9 Hình 1.2: Đáp biên độ, đáp ứng pha lọc cực H1(z) = zero H2(z) = − 0.9 lọc cực − 0.9 z −1 − 0.9 + z −1 − 0.9 z −1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 1.3: Đáp ứng biên độ đáp ứng pha lọc thơng cao có hàm truyền đạt H = −1 ⎡1 − 0.9 ⎤ ⎡ − z ⎤ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢1 + 0.9 z −1 ⎥ ⎣ ⎦ L JLI + o.9z-r -1 Ví dụ 1.1: Một lọc thơng thấp hai cực có hàm truyền đạt là: H(z) = G (1 − Pz −1 ) Hãy xác định giá trị G p cho đáp ứng tần số Hω thỏa điều kiện: Giải: Tại ω = 0, ta có: H(0) = Tại ω = G = Suy ra: G = (1 -p)2 (1 + p ) π ta có: Giải phương trình ta được: P = 0,23 Kết quả: H(0) = 0,458 − 0,23z −1 ) 1.1.1.2 Lọc thông dải: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các nguyên tắc tương tự áp dụng để thiết kế mạch lọc thông dải Một cách bản, lọc thông dải chứa hay nhiều cặp cực phức gần vòng tròn đơn vị, lân cận băng tần mà hình thành dải thơng lọc Ví dụ 1.2: Hãy thiết kế mạch lọc thơng dải hai cực có tâm băng tần ω = số H(ω) = ω = ω = π đáp ứng biên độ Giải: Rõ ràng lọc phải có cực tại: p1 = re = - Vậy hàm truyền đạt là: j đáp ứng tần 4π ω = π π j π p1 = re zero z = z Hệ số khuếch đại G xác định cách tính H(ω) lọc tần số ω = Ta có: Giá trị r xác định cách tính H(w) ω = 4π Ta có: Hay: 1,94(1 -r2)2 = - 1,88r2 +r4 Giải phương trình ta r2 = 0,7 vậy: H(z) = 0,15 - z -2 + 0,7 z −2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt π Hình 1.4: Đáp ứng biên độ đáp ứng pha lọc thơng dải có hàm truyền đạt là: ⎡ - z -2 ⎤ H(z) = 0.15⎢ ⎥ ⎣1 + 0,7 z ⎦ zero lên đáp ứng tân sô hệ thống Rõ ràng, chưa phải phương pháp tốt cho việc thiết kế mạch lọc số, để có đặc tuyến đáp ứng tần số ý muốn Các phương pháp thiết kế tốt hơn, ứng dụng thực tế trình phần sau 1.1.2 BỘ CỘNG HƯỞNG SỐ (DIGITAL RESONATOR) Một cộng hưởng số lọc thơng dải có hai cực đặc biệt, cặp cực phức đặt gần vòng tròn đơn vị (hình 1.1.a) Biên độ đáp ứng tần số vẽ hình 1.1.b Ta thấy, đáp ứng biên độ lớn tần số tương ứng cực tần số cộng hưởng mạch lọc Để thiết kế cộng hưởng số với đỉnh cộng hưởng hay gần tần số ω = ω0 ta chọn cặp cực phức sau: P1 = rejω P2 = re-jω với < r < (1.6) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 1.5: (a) Đồ thị cực zeros (b) Đáp ứng biên độ (c) Đáp ứng pha cộng hưởng: có r = 0.8, lại có r = 0.95 Ngồi ra, ta chọn thêm zero Mặc dù có nhiều khả chọn lựa khác nhau, có hai trường hợp thường chọn Một thêm vào zero gốc tọa độ Hai chọn zero z = zero z = -1 Sự chọn lựa khử hồn toàn đáp ứng lọc ω = ω = π 1.1.3 BỘ LỌC DẢI KHẤC (NOTCH FILTER) Bộ lọc dải khấc lọc dải chân có dải tần số chẵn hẹp vết khấc Hình 1.6 minh họa đặc tuyến đáp ứng tần số lọc dải khấc có độ lợi giảm tần số ω0 ω1 Bộ lọc dải khấc ứng dụng trường hợp mà vài thành phần tần số cần phải loại bỏ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 1.6: Minh họa đặc tuyến đáp ứng tần số lọc dải khấc có độ lợi Để tạo điểm khơng (null) đáp ứng tần số lọc tần số ω0, ta đưa vào cặp zero phức vòng tròn đơn vị tương ứng với góc pha ω0 Đó là: Z1 = rejω0 Z2 = re-jω0 (1.7) Nếu hệ thống lọc FIR thì: H(z) = G(1 - e jω z - 1)(1 - e -jω z - 1) = G(1 - 2cosω0z-l + z-2) 0 Hình 1.7 trình bày đáp ứng biên độ đáp ứng pha lọc dải khấc có π điểm khơng ω = Ta thấy, lọc khấc FIR có băng tần rộng (dải chặn), nghĩa thành phần tần số xung qu /Anh điểm không (null) bị suy giảm nhiều Đế giảm độ rộng băng tần lọc khấc, ta chọn lọc FIR dài phức tạp Ở đây, ta cố gắng cải tiến đáp ứng tần số cách đưa vào hàm truyền số cực Giả sử ta đặt thêm vào cặp cực phức tại: Các cực gây cộng hưởng vùng lân cận điểm khơng làm giảm độ rộng băng tần lọc khác Hàm truyền hệ thông là: Đáp ứng biên độ lọc (1.8) vẽ hình 4.8 với ω0 = với ω = π π , r = 0,81 , r = 0,91 So sánh với đáp ứng tần số lọc FIR hình 1.7, ta thấy tác dụng cực làm giảm băng tần lọc khấc Bên cạnh việc làm giảm băng tần lọc khấc, cực đưa vào gây gợn sóng dải thơng mạch lọc, cộng hưởng gây cực Để h(n) chế ảnh hưởng gợn sóng này, ta lại đưa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt thêm vào cực và/hoặc zeros hàm truyền đạt Ta thấy, phương pháp mang tính thử sai Hình 1.7 Đặc tuyến đáp ứng tần số lọc dải khấc có hàm truyền đạt H(z) = π G[1-2 cosω0 z-1 + z-2], với vết khấc ω = hay f = 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 3.6.6.13 e) Chuyển đổi ghép kênh (transmultiplexer) Trong phần tiến hành nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh miền thời gian (TDM) miền tần số (FDM) Còn hình 3.6.6.14 mơ tả chuyển đổi ghép kênh 220 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 3.6.6.14 3.6.7 CÁC HỆ THỐNG AUDIO SỐ Chúng ta biết tín hiệu tương tự Để tránh nhiễu đau tần mong muốn (out-of bang noise) trước lấy mẫu, tín hiệu audio Xa(t) cho qua lọc tương tự, để tránh hoàn toàn nhiễu dải tần loa tương tự phải gần với lý tưởng, điều khó làm lọc tương tự Dải tần số mong muốn (tai người cảm nhận được) cao 22 Khz (với CD 22,05 Khz ) Như theo định lý lấy mẫu tần số lấy mẫu nhỏ 44 Khz Nhưng lấy mẫu với tần số mà lọc tương tự không đạt tới lý tưởng gây nhiễu ngồi dải tần số mong muốn, tức gây tượng chồng phổ lấy mẫu biến đổi tương tự số(ADC) Quá trình minh hoạ hình 3.6.7.1 đồ thị tần số trình bày hình 3.6.7.2 theo thang tần số góc chuẩn hố tần số lấy mẫu Fs = 44Khz Ha(ωa ): lọc tương tự thông thấp không lý tưởng với tần số cắt fac = 2 Khz ; ADC: biến đổi tương tự số với tần số lấy mẫu Fs = 88Khz ; H(ejω): lọc số thong thấp gần lý tưởng vớt tần số cắt fc = 22Khz ; ↓ 2: phân chia với hệ số M=2 Hình 3.6.7.3 221 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ha(ωa):bộ lọc tương tự thông thấp không lý tưởng với tần số cắt fac = 22Khz ADC: biến đổi tương tự số với tần số lấy mẫu Fs = 44Khz Hình 3.6.7.1 Để tránh tượng chồng phổ mà đảm bảo tần số lấy mẫu tín hiệu số xâu 44Khz, thực sau: tín hiệu tương tự Xa(t) Sau qua lọc tương tự thông thấp không lý tưởng với fac = 22Khz tín hiệu ya(t) Chúng ta cho tín hiệu ya(t) qua biến đổi tương tự (ADC) với tần số lấy mẫu Fs = 22FSNy = 88Khz , sau tín hiệu qua lọc số thơng thấp(ví dụ qua lọc số FIR pha tuyến tính) với tần số cắt fac = 22Khz, Vì lọc số gần với lý tưởng dễ thực lọc tương tự Sau cho tín hiệu qua phân chia với hệ số M=2, đầu thu tín hiệu xâu với tần số lấy mẫu Fs = 44Khz Vậy Chúng ta nói có biến đổi tương tự số kiểu dung lọc nhiều nhịp để tránh nhiễu ngồi dải tân Q trình 222 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt minh hoạ hình 3.6.7.3 đồ thị tần số trình bày hình 3.6.7.4 theo tần số góc chuẩn hố tần số lấy mẫu Fs = 88Khz Hình 3.6.7.2 223 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 3.6.7.4 224 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƯƠNG IV HỌ DSP THÔNG DỤNG TMS320 Họ DSP TMS320 họ vi điều khiển nên chúng làm giảm tối đa giá thành hệ thống với kiến trúc RAM - on chíp, ROM/EPROM on - chíp on - chíp thiết bị ngoại vi port nối tiếp, timer vào ba song song Với trình độ cao hàm chức on - chíp, lệnh linh hoạt, kiến trúc đường ống hiệu suất cao làm cho họ DSP tms320 ưa thích lựa chọn hầu hết ứng dụng xử lý tín hiệu Họ vi xử lý tín hiệu số tms 320 chia làm họ DSP số nguyên họ DSP số thực dấu phẩy động, họ lại chia thành nhiều dòng khác đưa khoảng hiệu xuất khác hệ, đời, thành viên khác mã đối tượng nhiều trường hợp số lượng chân chíp Họ DSP dấu phẩy động gồm có hai họ nhỏ họ DSP TMS320C3x họ DSP tms320c4x Tất thành viên họ DSP số thực dấu phẩy động có kiến trúc 32 bit với ghi độ xác mở rộng 40 bít Họ DSP số thực dấy phẩy động dựa cấu trúc Von Neuman Có lẽ kiến trúc nhiều bus hoạt động nhanh cấu trúc truyền thống Harvard Điểm đặc trưng họ DSP TMS320C3X phận dấu phẩy động phần cứng ALU dấu phẩy động Cấu trúc chung họ TMS320C3X Các đặc điểm chủ yếu họ tms 320c3x: • Hiệu xuất cao với tốc độ lên cao đến 60 MFLOPS • Phương tiện ngơn ngữ lập trình C hiệu cao • Khơng gian địa lớn 16M từ nhớ x 32 bít • Quản lý nhớ nhanh với truy nhập nhớ trực tiếp DMA ơn - chíp • Chuẩn cơng nghiệp giành riêng kiểu V phù hợp nhiều thiết bị Họ vi sử lý tín hiệu số tms 320c3x dựa DSP TMS320C30 chúng có 2K x 32 từ nhớ RAM on - chíp, 4K x 32 bít ROM on - chíp 64 từ nhớ dự trữ lệnh Những điểm bật khác bao gồm truy cập trực tiếp tách biệt DMA, hai port nối tiếp hai timer Họ DSP TMS320C30 bật hai bus liệu ngồi 32 bít khơng gian 16M từ nhớ Thời gian thực lệnh 60 ns tốc độ thực lệnh 33 MFLOPS Họ TMS320C3X có cấu trúc Harward, bus bus liệu, bus chương trình, bus DMA tách riêng Nhờ mà việc thực song song thời điểm gọi lệnh thực hiện, đọc ghi liệu hoạt động truy cập bus trực tiếp không bị ảnh hưởng lẫn Cấu trúc đáp ứng yêu cầu hệ thống 225 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt đòi hỏi cần phải dựa thuật toán phức tạp cần tốc độ cao Do mà làm bật cấu trúc phần cứng phần mềm hiệu xuất cao, tính tốn cao đáp ứng thơng qua xác khoảng thay đổi động dấu phẩy động nhớ liệu chíp lớn, song song cấp cao điều khiển truy cập trực tiếp (DMA) Các thành viên họ DSP số thực dấu phẩy động TMS320C3X: ¾ TMS320C30: thành phần họ DSP C3X, khác với loại DSP đời sau 4K ROM, 2K RAM, port nối tiếp thứ hai bus ngồi thứ hai ¾ TMS320C31 TMS320C31: thành viên thứ hai họ DSP, C3X, chúng loại DSP 32 bít số thực dấu phẩy động giá thấp, có chương trình nạp khởi động, 2K RAM, port ngồi, port nối tiếp hoạt động 3,3 V (‘LC31) ¾ TMS320C32: loại họ DSP’ C3X chúng hệ bật họ DSP’C3X họ vi xử lý số thực dấu phẩy động có giá trị thị trường Những bật bao gồm giao NOP NOP B WAIT end of main program RECIEVER INTERRUPT SERVICE ROUTINE RECEIVE: LDP #TEMP LAMM DRR ; read data from DRR LDP #SIN SW BIT SIN_SW,15 BCND SINEWAVE ,TC random noise generator ] LACC seed, XOR seed SALC TEMP,2 XOR TEMP AND #8000h ADD seed,16 SACC seed,l ; Reduce the output by at least 1/8 LACC seed,11 ; to prevent the overflow 226 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt AND #OFFCh,15 RPT #14 SAMM DXR RETE ; program sinewave generator SINEWAVE: MPY #0 ;clear Pregister LACC y 1,15; y1ỴACC shift left 15 bit NEG ;-ACCỴACC MACD coeff,y ;coeffl* y APAC ; APAC ;2*coef*y - yl SACH y,l ; Reduce the output by at least 1/8 LAC C y, 15 ; to prevent the overflow AND #OFFCh, 15 ;bit 0$ has to be for AIC RPT #14 SFR SAMM DXR ;to tell its data ,not command RETE ; program Sinewave generator SINEWAVE: MPY #0; clear P register LACC y1 , 15 ;y = =>ACC shift left 15 bit NEG ; -ACC= =>ACC MACD coeff,y ;coeff *y APAC ; APAC ;2*coef*y-yl SACH y,l ;Reduce the output by at least 1/8 LACC y, 15 ;to prevent the overflow AND #0FFFCh, ;bit $ has to be for AIC 227 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt RPT #14 SFR SAMM DXR ;to tell its data,not command RETE ;program TRANSMIT INTERRUPT SERVICE ROUTINE TRANSMIT: DESCRIPTION:This routine initializes the TLC320C40 for a 8Khz sample rate with a gain setting of aic intitialization data AICINIT:SPLK #20h,TCR ; To generate 10 MHZ from Tout SPLK #01h, PRD ;for AIC master clock MAR * ,ARO LACC #008h ;Non continous mode SACL SPC ; FSX as input LACC #00c8h ; 16 bit words SACL SPC LACC #080h ; Pulse AIC reset by setting it low SACH DXR SACL GREG LAR AR0,#0FFFFh RPT #10000 ;and taking it high after 10000 cycles LACC *,0AR0; (.5ms at 50ns) SACH GREG LDP #TA ; SETC SXM ; LACC TA,9 ; Initialized TA and RA regịster ADD RA,2 ; CALL AIC 2ND LDP #TB LACC TB,9 ; Initialized TB and RB register ADD RB,2 ; 228 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ADD #02h ; CALL AIC-2ND ; LDP #AIC CTR LACC AIC-CTR,2 ; Initialized control register ADD #03h ; RET ; AIC 2ND: LDP #0 SACH DXR ; CLRC INTM ADD #6h,15; 0000 0000 0000 00 1 XXXX XXXX XXXX XXXX b SACH DXR ; IDLE SACL DXR ; IDLE LACL #0; SACL DXR ; make sure the word got sent IDLE SETC INTM RET ; end TITLE FIR FILTER SUBROUTINE FILTER EQUATION: y(n) = h(0)* x(n) +h(1) * x(n+_1 ) + +h(N+_1)* x(n+_(N+_1)) TYPICAL CALLING SEQUENCE: LOAD AR0 LOAD AR1 LOAD RC LOAD BK CALL FIR 229 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ARGUMENT ASSIGNMENTS: ARGUMENT FUNCTION ARO ADDRESS Ofh(N+_1) ARI ADDRESS Ofx(n-(N+_1)) RC LENGTH OF FILTER +_2(N+_2) BK LENGTH OF FILTER (N) REGISTERS USED AS INPUT AR0,AR1,RC,BK REGISTERS MODIFIED:R0,R2,AR0,AR1,RC REGISTER CONTAINING RESULT: R0 CYCLES: 11+ (N+_1) WORD:6 global FIR ;Initialize Ro: FIR MPYF3 * AR0++(1),*AR1 ++(1)%,R0; H(N+_1)*x(n+_(N+_1))+_R0 LDF 0.0,R2 ; Intialize R2 FILTER(1R0 FOR(i=1,j R0 ADDF3 R0,R2,R2 ;m(i,j+_1)*V(1+_1)+R2+_>R2 DBD AR3,ROWS ; Counts the no ofrows left ADDF R0,R2 ;Last accumulate STF R2,*AR2++ (1) ;Result ->p(i) 231 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt NOP * AR1(IR0) ;Set AR1 to point to v(0) DELAYED BRANCH HAPPEN HERE RETURN SEQUENCE RETS ; Retum; END 232 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt MỤC LỤC Chương I THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ 1.1 Thiết kế lọc cách đặt cực zeros mặt 1.1.1 LỌC THÔNG THẤP, THÔNG CAO VÀ THÔNG DẢI 1.1.2 BỘ CỘNG HƯỞNG SỐ (DIGITAL RESONATOR) 1.1.3 BỘ LỌC DẢI KHẤC (NOTCH FILTER) 1.1.4 BỘ LỌC RĂNG LƯỢC (COMB FILTERS) 11 1.1.5 BỘ LỌC THÔNG TẤT (ALL-PT(SS FILTERS) 13 1.1.6 BỘ DAO ĐỘNG SIN SỐ 15 1.2 Thiết kế lọc FIR 17 1.2.1 THIẾT KẾ BỘ LỌC FIR PHA TUYẾN TÍNH DÙNG CỬA SỔ 17 1.2.2 THIẾT KẾ BỘ LỌC FIR PHA TUYẾN TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU TRONG MIỀN TẦN SỐ 27 1.2.3 THIẾT KẾ BỘ LỌC FIR PHA TUYẾN TÍNH CĨ ĐỘ GỢN KHƠNG ĐỔI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẶP 45 1.2.4 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BỘ LỌC FIR PHA TUYẾN TÍNH 57 1.3 THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ IIR 58 1.3.1 THIẾT KẾ BỘ LỌC IIR TỬ BỘ LỌC TƯƠNG TỰ 59 1.4 ĐẶC TÍNH CỦA CÁC BỘ LỌC TƯƠNG TỰ THÔNG DỤNG 71 1.3.3 CHUYỂN ĐỔI TẨN SỐ 74 Chương II MÃ HOÁ BĂNG CON VÀ LÝ THUYẾT WAVELET 78 2.1 MÃ HOÁ BĂNG CON (SUBBAND CODING) 78 2.1.1 Cấu trúc 78 2.1.2 Cấu trúc dạng đơn phân giải (Uniform Reslution) 78 2.1.3 Cấu trúc dạng đa phân giải (Multiresolution) 80 2.2 WAVELET VÀ MỤC ĐÍCH CỦA PHÂN TÍCH WAVELET 82 2.2.1 Biến đổi Fourier 82 2.2.2 Biến đổi Fourier thời gian ngắn (STFT) 82 2.2.3 Biến đổi khối (Block Transform) 84 2.2.4 Phân bố Wigner - Ville 84 2.2.5 Biến đổi Wavelet 85 2.3 KHÁI NIỆM VỀ WAVELET 85 2.4 XÂY DỰNG WAVELET BẰNG PHÂN TÍCH ĐA PHÂN GIẢI 87 2.4.1 Phân tích đa phân giải (MRA) 87 2.4.2 Các tiền đề phân tích đa phân giải (MRA) 90 2.4.3 Xây dựng wavelet MRA 93 2.4.4 Ví dụ xây dựng wavelet phân tích đa phân giải 96 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương III LỌC SỐ NHIỀU NHỊP 105 3.1 MỞ ĐẦU: 105 3.2 THAY ĐỔI NHỊP LẤY MẪU 105 3.2.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA 105 3.2.2 PHÉP PHÂN CHIA THEO HỆ SỐ M 107 3.2.3 PHÉP NỘI SUY VỚI HỆ SỐ NGUYÊN L 116 M 122 L 3.3 BỘ LỌC BIẾN ĐỔI LẨY MẪU 130 3.3.1 BỘ LỌC PHÂN CHIA 130 3.3.2 BỘ LỌC NỘI SUY 136 3.2.4 THAY ĐỔI NHỊP LẤY MẪU VỚI HỆ SỐ 3.3.3 Bộ lọc biến đổi nhịp lấy mẫu với hệ số M không nguyên 142 L 3.4 PHÂN HOẠCH NHIỀU PHA (POLYPHASE DECOMPOSITION) 150 3.4.1 PHÂN HOẠCH NHIỀU PHA HAO THÀNH PHẦN 150 3.4.2 PHÂN HOẠCH NHIỀU PHA M THÀNH PHẦN 155 3.4.3 PHÂN HOẠCH NHIỀU PHA LOẠI HAI 162 3.5 CẤU TRÚC NHIỀU PHA CỦA BỘ LỌC LẤY MẪU 165 3.5.1 Cấu trúc nhiều pha lọc phân chia 165 3.5.2 Cấu trúc nhiều pha lọc nội suy 170 3.5.3 Cấu trúc nhiều pha lọc biến đổi nhịp hệ số M/L không nguyên 174 3.6 MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LỌC SỐ NHIỀU NHỊP 179 3.6.1 BANK LỌC SỐ 179 3.6.2 BANK LỌC SỐ NHIEU NHỊP HAI KÊNH 191 3.6.3 BANK LỌC SỔ NHIỀU NHỊP M KÊNH 200 3.6.4 HỆ THỐNG KHÔI PHỤC HỒN HẢO (PERFECT RECONSTRUCTION) 203 3.6.5 MÃ HỐ DẢI CON VÀ CẤU TRÚC DẠNG CÂY CỦA BANK LỌC SỐ QMF 207 3.6.6 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH 211 3.6.7 CÁC HỆ THỐNG AUDIO SỐ 221 Chương IV HỌ DSP THÔNG DỤNG TMS320 225 Cấu trúc chung họ TMS320C3X 225 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... LỌC SỐ Như phân tích chương Xử lý tín hiệu I, hầu hết hệ thống LTI có chức lọc Vì vậy, vấn đề thiết kế lọc số đóng vai trò quan trọng xử lý tín hiệu số Có nhiều phương pháp thiết kế lọc số đề... y(1) = 2cosω0 y(0) = 2A sinω0 cosω0 = A sin2ω0 y (2) = 2cosω0 y(1) – y(0) = 2Acosω0 sin2ω0 - Asinω0 = A (4cos2ω0 - 1)sinω0 = 3A sinω0 - Asin3ω0 = A sin3ω0 Tiến trình tiếp tục, ta thấy tín hiệu có... pt(1.16), số hệ số cần thiết để xác định đáp ứng tần số nên M +1 M −1 M lẻ hay M chẵn Trong pt(1.63) pt(1.64), n = , 2 M +1 có hệ số M lẻ hệ số M chẵn cần xác định 1 .2. 2.3 Chọn đáp ứng xung tính hệ số