Bài 05 chuyển đổi tương tự số

KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG * HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰTài liệu tham khảo 1. Xử lý tín hiệu đo lường (Tập bài giảng), Mai Quốc Khánh, Nguyễn Hùng An, Bộ môn LTM-ĐL / Khoa VTĐT, 2019. 2. Kỹ thuật xử lý tín hiệu đo lường, Nguyễn Hùng An, Mai Quốc Khánh, Dương Đức Hà, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, năm 2019. 2Bài 5: Chuyển đổi tương tự - số 3 1. Lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa 2. Các kỹ thuật chuyển đổi tương tự - số (ADC) 3. Các tham số kỹ thuật chính của ADC1. Lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa • Lấy mẫu • Lượng tử hóa • Mã hóa • Mạch trích-giữ mẫu Trình tự xử lý tín hiệu số: chuyển đổi tín hiệu tương tự thành dạng số  xử lý tín hiệu số (ADC)  chuyển đổi tín hiệu số về tín hiệu tương tự (DAC).  Lấy mẫu: Số hóa tín hiệu tương tự theo thời gian  Tần số lấy mẫu fs = 1/Ts [Hz] hoặc [SpS] Lấy mẫu 5 Tín hiệu tương tự Tín hiệu rời rạc Lượng tử hóa: Số hóa tín hiệu theo giá trị  Tín hiệu tương tự x(t) = Xmsint được chuyển đổi thành tín hiệu x(n) = Xn  X m là biên độ của tín hiệu tương tự  X n là giá trị của tín hiệu với chỉ số n  Kết quả của việc số hóa theo thời gian trên trục x được thay thế bởi chỉ số n và mọi mẫu được mô tả theo chỉ số n của nó.  Chu kỳ lấy mẫu Ts = 1/fs Lấy mẫu (tt) 6 VD: Lấy mẫu tín hiệu với tần số 50 Hz  Muốn thu được tín hiệu rời rạc với 64 mẫu / chu kỳ tín hiệu, tần số lấy mẫu cần phải là fs=3200 Hz (và chu kỳ lấy mẫu là T s=321.5 s). Vì vậy, n=50 tương ứng với thời gian 50 312.5s=15.625 ms.  Nếu ta muốn có 128 mẫu/chu kỳ tín hiệu đo thì tần số lấy mẫu nên lớn hơn hai lần (6400 Hz trong trường hợp này). Lấy mẫu (tt) 7 Lấy mẫu tín hiệu hình sin  Lấy mẫu tín hiệu có tần số fa , được:  Do hình sin tuần hoàn với chu kỳ 2 (sin=sin(±2k)) nên  Đặt m=k/n ta có Lấy mẫu (tt) 8 x t X f t    m a sin 2 x n X f nT    m a s sin 2 x n X f nT X f nT k      m a s m a sin 2 sin 2 2      x n X f f nT X f mf nT   m a s s m a s s sin 2 sin 2 k   n             Lấy mẫu tín hiệu tần số fa  xuất hiện thành phần fa ± mfs  Sau khi lấy mẫu tín hiệu hình sin, phổ được biểu diễn theo một số vô hạn vạch được lặp với bội của ±fs. Các vạch phổ được lặp lại, có rất nhiều tín hiệu với tần số fa ± mfs . Lấy mẫu (tt) 9 Phổ tín hiệu hình sin Phổ tín hiệu hình sin sau khi lấy mẫu Nếu có nhiều tín hiệu hình sin trong một băng tần w, sau khi lấy mẫu với tần số fs>2w  được rất nhiều tín hiệu với tần số w ± mfs . Lấy mẫu (tt) 10 Tín hiệu có băng thông w Tín hiệu có băng thông w sau khi lấy mẫu Nếu tần số lấy mẫu fs