TÍN HIỆU và hệ THỐNG (xử lý số tín HIỆU SLIDE)

XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ Chương I: TÍN HIỆU & HỆ THỐNG Nội dung Tín hiệu gì?  Tín hiệu liên tục rời rạc  Biến đổi tín hiệu liên tục thành rời rạc  Hệ thống gì?  Biểu diễn hệ thống  Rời rạc hóa hệ thống liên tục  Tín hiệu Đại lượng vật lý thể q trình thơng tin tượng  Có thể biểu diễn dạng hàm theo thời gian liên tục hay rời rạc  Biểu diễn toán học: hàm hay nhiều biến độc lập   Âm thanh: hàm biến thời gian t  Hình ảnh động (video): hàm biến x, y, t Tín hiệu liên tục rời rạc  Tín hiệu theo thời gian liên tục (tín hiệu liên tục, cịn gọi tín hiệu tương tự)  Có thể thay đổi thời điểm  Thường có chất tự nhiên (ví dụ: nhiệt độ)  Tín hiệu theo thời gian rời rạc (tín hiệu rời rạc)  Chỉ thay đổi thời điểm định  Thường liên quan tới hệ thống nhân tạo Các loại tín hiệu khác Tín hiệu có giá trị rời rạc: hàm có giá trị rời rạc theo biến (thời gian) liên tục hay rời rạc  Tín hiệu số: tín hiệu rời rạc lượng tử hóa (số giá trị hữu hạn)  Tín hiệu đa kênh  Tín hiệu đa chiều  Tín xác định tín hiệu ngẫu nhiên  Biến đổi tín hiệu liên tục thành tín hiệu rời rạc Xử lý tín hiệu liên tục máy tính số địi hỏi phải chuyển tín hiệu liên tục thành tín hiệu số (rời rạc) → ADC (Analog-to-Digital Conversion)  Rời rạc hóa tín hiệu liên tục: q trình lấy mẫu (sampling)   Lấy mẫu đặn: f(tn) = f(nT), T chu kỳ lấy mẫu Hệ thống Một hệ thống thực biến đổi tín hiệu đầu vào (kích thích) thành tín hiệu đầu (đáp ứng)  Nói cách khác, hệ thống đặc trưng mối quan hệ tín hiệu đầu vào đầu  y(t) = T[x(t)], T phép biến đổi đặc trưng cho hệ thống Các hệ thống xử lý tín hiệu Hệ thống liên tục (tương tự): sử dụng mạch điện tử tương tự, tín hiệu vào/ra tín hiệu liên tục  Hệ thống số: xử lý máy tính số, tín hiệu vào/ra tín hiệu số  Hệ thống xử lý số cho tín hiệu tương tự: hệ thống số + biến đổi ADC (vào) DAC (ra)  So sánh hệ thống xử lý số hệ thống liên tục  Hệ thống xử lý số mềm dẻo  Việc thay đổi thao tác xử lý hệ thống số thường đòi hỏi thay đổi phần mềm  Điều khiển độ xác hệ thống số dễ dàng  Tín hiệu số lưu giữ để xử lý off-line  Hệ thống số thường rẻ tiền sử dụng xử lý đa So sánh hệ thống xử lý số hệ thống liên tục  Tốc độ xử lý hệ thống số thường chậm hệ thống liên tục bị phụ thuộc vào tốc độ biến đổi A/D D/A tốc độ xử lý → băng thơng tín hiệu xử lý hệ thống số thường nhỏ so với tín hiệu xử lý hệ thống liên tục Biểu diễn hệ thống Đặc trưng hệ thống thường biểu diễn mô hình tốn học, làm sở cho phương pháp phân tích hệ thống  Một mơ hình tốn học thường dùng phương trình vi phân thiết lập từ định luật (vật lý) chi phối hoạt động hệ thống  Phương trình vi phân mạch RC dVc(t)/dt + Vc(t)/(RC) = Vin(t)/(RC) Biểu diễn hệ thống hàm chuyển (truyền)  Hàm chuyển hệ thống định nghĩa sau: G(s) = Y(s)/X(s), X(s) Y(s) biến đổi Laplace tín hiệu vào x(t) tín hiệu y(t)  Hàm chuyển hệ thống tuyến tính bất biến có dạng phân thức hữu tỉ Rời rạc hóa hệ thống liên tục Biểu diễn hệ thống phương trình vi phân thích hợp với hệ thống xử lý tín hiệu liên tục → hệ thống liên tục (tương tự)  Hệ thống xử lý tín hiệu rời rạc → hệ thống rời rạc  Biểu diễn toán học hệ thống rời rạc thiết lập từ biểu diễn hệ thống liên tục tương ứng  Rời rạc hóa dựa phương pháp đạo hàm số  Ví dụ: hệ thống liên tục biểu diễn phương trình vi phân sau dy(t)/dt + ay(t) = bx(t)  Xấp xỉ đạo hàm công thức: dy(nT)/dt ≈ [y(nT) − y(nT−T)]/T → thu biểu diễn hệ thống rời rạc với chu kỳ lấy mẫu T: [y(nT) − y(nT−T)]/T + ay(nT) = bx(nT) ... cho hệ thống Các hệ thống xử lý tín hiệu Hệ thống liên tục (tương tự): sử dụng mạch điện tử tương tự, tín hiệu vào/ra tín hiệu liên tục  Hệ thống số: xử lý máy tính số, tín hiệu vào/ra tín hiệu. .. số  Hệ thống xử lý số cho tín hiệu tương tự: hệ thống số + biến đổi ADC (vào) DAC (ra)  So sánh hệ thống xử lý số hệ thống liên tục  Hệ thống xử lý số mềm dẻo  Việc thay đổi thao tác xử lý. .. thống xử lý số hệ thống liên tục  Tốc độ xử lý hệ thống số thường chậm hệ thống liên tục bị phụ thuộc vào tốc độ biến đổi A/D D/A tốc độ xử lý → băng thơng tín hiệu xử lý hệ thống số thường