Lý thuyết tín hiệu - Chương 1 ppt

Tín hiệu: Nguồn tin Biến đổi tin tức  Tín hiệu Máy phátĐiều chế Kênh truyền Máy thu Giải điều chế hiệu  Tin tức Biến đổi tín Nhận thông tin 6 Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 1

Trang 1

Bài giảng:

LÝ THUYẾT

TÍN HIỆU

2

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu

LÝ THUYẾT TÍN HIỆU

Chương1: Một số khái niệm cơ bản.

Chương 2: Tín hiệu xác định.

Chương 3: Tín hiệu ngẫu nhiên.

Chương 4: Tín hiệu điều chế.

Trang 2

Tài liệu tham khảo:

[1] Bài giảng Lý Thuyết Tín Hiệu

[2] Phạm Thị Cư, Lý thuyết tín hiệu, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2006.

[3] Nguyễn Quân, Lý thuyết và xử lý tín hiệu, NXB ĐHBK

Tp.HCM,1996

[4] Yuriy Shmaliy, Continuous Time Signal, Springer, 2006.

[5] Bernd Girod, Signals and Systems, John Willey & Sons Ltd,

2001.

Đánh giá mơn học:

Kiểm tra giữa kỳ: 20%

Thi cuối kỳ: 70%

LÝ THUYẾT TÍN HIỆU

4

Chương 1: Một số khái niệm cơ bản

I.Tín hiệu.

II.Phân loại tín hiệu.

III.Biểu diễn giải tích tín hiệu.

Trang 3

I Tín hiệu:

Nguồn

tin

Biến đổi tin tức

 Tín hiệu

Máy phát(Điều chế)

Kênh truyền

Máy thu (Giải

điều chế) hiệu  Tin tức Biến đổi tín

Nhận thông tin

6

Chương 1: Một số khái niệm cơ bản (tt)

I Tín hiệu :

Tín hiệu là biểu diễn vật lý của tin tức mà

ta cần chuyển từ nguồn tin đến nơi nhận

tin.

2 Nhiệm vụ của Lý thuyết tín hiệu:

Tìm ra các phương pháp biểu diễn tín hiệu:

Công thức toán.

Đồ thị ….

Đưa ra các phương pháp phân tích tín hiệu.

Trang 4

thiên.

lượng của tín hiệu.

tín hiệu.

8

II Phân loại tín hiệu:

1 Phân loại theo quá trình biến thiên:

Tín hiệu xác định: Quá trình biến

thiên hoàn toàn xác định và có thể

biểu diễn bằng một hàm toán học.

Ví dụ: x(t) =cos 2t.

Tín hiệu ngẫu nhiên:Quá trình biến

thiên không được biết trước  muốn

biểu diễn phải tiến hành khảo sát,

thông kê.

Trang 5

II Phân loại tín hiệu (tt):

2 Phân loại dựa trên năng lượng của

tín hiệu:

Tín hiệu năng lượng: Là tín hiệu có

năng lượng hữu hạn

Năng lượng một tín hiệu x(t) :

 

2

x

 

 

10

2 Phân loại dựa trên năng lượng của tín hiệu (tt):

Ví dụ 2.1:

0 0

1

;

t

x







Trang 6

Ví dụ 2.2:

   

 

1

;

x



12

Tín hiệu công suất : Là tín hiệu có công suất

hữu hạn

0

2

1

( )

T

t

T

Tín hiệu không tuần hoàn (bất

kỳ)

2

1

( ) 2

lim

T x

T

Trang 7

2 Phân loại dựa trên năng lượng của tín hiệu (tt):

Tín hiệu công suất (tt):

Ví dụ 2.3: Tìm công suất tín hiệu f(t):

Từ hình vẽ ta thấy

( ) 2

f(t)=2(1-e-t)1(t)

2 2

0 0

2

lim ( ) lim 4(1 )

lim 4(1 2 ) lim [4 8 2 ]

1 lim [4 8 2 8 2] 2 2

t

T



 

 

   

 

 





x(t)= 2(1  et)1( ) t

14

II Phân loại tín hiệu (tt):

Tín hiệu công suất (tt):

2

0

2 1

x

T

A

Vậy x(t) là tín hiệu công suất (có công suất

hữu hạn).

Trang 8

Chú ý:

 Tín hiệu năng lượng: thời hạn hữu hạn, khi t  thì x(t)  0;

 Tín hiệu công suất :tín hiệu tuần hoàn, khi t  thì x(t) 

constant (hằng số).

Ví dụ 2.4:

A

x(t)

( )

x(t) là tín hiệu công suất

16

Ví dụ 2.5:

( )

x t



 

 



t

x(t)

t 2

A

t

x(t) là tín hiệu

năng lượng.

Trang 9

3 Phân loại dựa trên hình thái của tín hiệu:

Tín hiệu liên tục : Thời gian và biên độ liên

tục.

t

x(t)

0

18

II Phân loại tín hiệu (tt):

3 Phân loại dựa trên hình thái của tín hiệu (tt):

Tín hiệu lượng tử : Thời gian liên tục nhưng

biên độ không liên tục.

x(t)

t

0

Trang 10

Tín hiệu rời rạc: Biên độ liên tục nhưng thời

gian rời rạc.

0

x(t)

t

20

Tín hiệu số: Biên độ và thời gian rời rạc.

t

0

x(t)

Trang 11

4 Phân loại theo tần số tín hiệu :

• Phổ của tín hiệu x(t) là biến đổi

Fourier thuận của tín hiệu x(t).

Tín hiệu tần số thấp.

Tín hiệu tần số cao.

Tín hiệu dải hẹp (băng thông hep).

Tín hiệu dải rộng (băng thông rộng).

22

III Biểu diễn giải tích tín hiệu :

Có hai dạng biểu diễn tín hiệu:

Biểu diễn liên tục tín hiệu.

Biểu diễn rời rạc tín hiệu.

1 Biểu diễn liên tục tín hiệu:

Biến đổi Fourier

 Biến đổi thuận:

( )  ( ) 







  j t

 Biến đổi nghịch:

1

2

j t

x t X  ed 







(Lý thuết tín hiệu)

Trang 12

III Biểu diễn giải tích tín hiệu (tt):

1 Biểu diễn liên tục tín hiệu (tt):

Biến đổi Laplace:

 Biến đổi thuận:

( ) ( ) st

x t X s e ds





 





 

 Biến đổi ngược:

24

III Biểu diễn giải tích tín hiệu (tt) :

2 Biểu diễn rời rạc tín hiệu:

 Từ một không gian tín hiệu chứa tín hiệu

x(t) ta biến đổi thành một không gian n

chiều chứa một tổ hợp tuyến tính các tín

hiệu.

 Biểu diễn rời rạc tín hiệu là khai triển tín

hiệu thành tổ hợp tuyến tính các hàm liên

tục x i (t): i = 1,2,3,……… n

( ) ( )

n

i i

x t    x t

Trang 13

2.Biểu diễn rời rạc tín hiệu (tt):

Chuỗi Fourier ( tập hàm điều hòa thực )

Khai triển x(t) thành chuỗi hàm lượng giác (tập hàm

điều hòa thực)

1

2

n

T









 Chú ý: Nếu x(t) là tín hiệu tuần hoàn thì T là chu

kỳ của tín hiệu Nếu x(t) không phải là tín hiệu tuần

hoàn thì T là đoạn yêu cầu.

26

Chuỗi Fourier ( Chuỗi phức )

0

0( )

2

1

jn t n

n

T t T

jn t n

t

T





















Trang 14

Chương 1: Một số khái niệm cơ bản (tt)

2 Biểu diễn rời rạc tín hiệu (tt):

Chuỗi Fourier ( Chuỗi phức ) (tt)

 Chú ý: Nếu x(t) là tín hiệu tuần hoàn thì

T là chu kỳ của tín hiệu Nếu x(t) không

phải là tín hiệu tuần hoàn thì T là đoạn

cần xét.

28

Ví dụ 2.1:

Cho tín hiệu x(t) như hình vẽ, tìm trong đoạn [-T,T]:

a.Chuỗi lượng giác thực (chuỗi Fourier thực).

b.Chuỗi Fourier phức

-T/2

x(t)

t

A

T

Trang 15

Ví dụ 2.1(tt):

a)Chuỗi lượng giác thực:

x(t) là hàm chẵn nên bn = 0;

/ 2

0 0

0 / 2

( ) sin ( ) sin ( ) 0

n

T

b x t n t d t A n t d t

-T/2

x(t)

t

A

T

2/2T

T công

thức

Đoạn cần xét là [-T,T] = 2T

30

Ví dụ 2.1(tt):

a) Chuỗi lượng giác thực (tt):

/ 2 0

0

2

T

n

T T

A











Trang 16

Ví dụ 2.1(tt):

b) Chuỗi phức (tt):

0

/ 2 / 2

0

2

sin( ); ( ) sin( )

T

n

jn jn

jn t n

A

X x t e dt A e dt e

T















32

• Bài tập:

1 Tìm phổ (Biến đổi Fourier) các tín hiệu sau:

a) x a (t) = e -t 1(t).

b) x b (t) = e -|t|

c) x c (t)= ( ) 1: 2 2

0 :

t t

T



  



 

 





-T/2

xc(t)

t

1

T/2

0

Trang 17

• Bài tập (tt):

2 Tìm phổ cũa tín hiệu x(t):

0 : ;







0

x(t)

t

1

1 -1

34

•Bài tập (tt):

3.Tìm biểu thức của x(t) biết phổ của x(t) là X() như

sau:

a.Xa():

2

0

2

0

( )

j

a

j

e X

e



 



 







 



b) Xb():







b

X

Trang 18

• Bài tập (tt):

3 Khai triển thành chuổi lượng giác thực và

chuỗi phức Fourier của tín hiệu x(t) sau:

-T/2

x(t) A

T/2

0

7T/2 3T

t

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	1,1 MB