Câu 1:
Đáp ứng xung là đầu ra của hệ khi đầu vào là xung đơn vị, nên:
ℎ( ) = − ℎ( − 1) +
(0) +
Suy ra: ℎ(0) = − ℎ(−1) +
Khi tín hiệu vào là cos
( − 1)
(−1) = (doℎ(−1) = (−1) = 0) ⇒
Biến đổi Z 2 vế, ta được: ( ) = −
( )+ ( )+
= 4(1 + ) ⇒
Khi z = 1 thì H(z) = 4 nên: 1 +
( )+
( )⇒
( )=
( )
( )
=1
=
=3+4
thì tín hiệu ra là:
( )=
cos
3
+ arg
Biên độ của tín hiệu hình sin ở đầu ra bằng 2 nên ta có:
=2
Có:
=
1+
1+
=
1+
1+
Mà:
1+
=1+
Tương tự: 1 +
√3
⇒ 1+
2
cos − sin
=1+ −
3
3
2
=√
=
1+
2
+
√3
2
=
+
+1
+ +1
Suy ra:
=
⇒ 16
√
+
+1
√
+ +1
+ 24 + 9 + 3 + 4 + 1 = 4
⇒
Có hàm truyền đạt ( ) =
( )
( )
=2⇒
=
=
+
+ 1 = 4(
+4 +4⇒4
+ + 1)
+8 +3=0
1
3
= − ∪ =−
2
2
. Điểm cực z = -c, cần chọn c sao cho hệ ổn định và nhân quả => điểm
cực nằm trong đường tròn đơn vị, hay c = -1/2. Giá trị c = -3/2 bị loại. Khi c = -1/2 thì b = 1
Vậy a=b=1, c = -1/2.
Câu 2:
a) Xác định PTSP: ( ) = ( ) + ( − 1) + ( − 2) = ( ) − ( − 1) + ( − 2)
Đáp ứng xung của hệ là đầu ra của hệ khi đầu vào là xung đơn vị, do đó:
ℎ( ) = ( ) − ( − 1) + ( − 2)
. Nhận xét ứng dụng bộ lọc.
b) Xác định và vẽ
Ta có:
=
ℎ( )
=1−
= 1 − (cos
+
= (1 − cos
+ cos 2 ) + (sin
− sin ) + (cos 2 − sin 2 )
− sin 2 )
Suy ra:
= 1 − cos
= sin
⇒
+ 2 cos
− 2 sin
=
(
(2 cos
− 1 = cos
cos
) +(
= sin
− 1)
(1 − 2 cos )
) = |1 − 2 cos |
Vẽ đáp ứng biên độ:
Nhận xét: đây là bộ lọc thông thấp.
Câu 3:
a) Ta có đáp ứng tần số:
=
( )|
+1
=
− 0,7071 cos
=
+
+
− √2/2
Đáp ứng biên độ:
=
+ Tại thành phần một chiều:
Tần số góc lấy mẫu:
+ Tại = = /4:
+1
|
+ 1|
=
=
− 0,7071
|
− 0,7071|
= 0, ta có đáp ứng biên độ là:
2.1
.
=
≈ 6,82827
3
2 − √2. 1
=
. /
+ Tại
=
≈ 2,61313
= /2:
. /
+ Tại
=
= 3 /4:
.
+ Tại
=
≈ 1,1547
/
≈ 0,48406
= :
.
=0
2 cos
2
3
−
cos
2 √2.
b) Vẽ đáp ứng biên độ trong đoạn [0;
Theo định lí Shannon,
]
≤ , với Fs là tần số lấy mẫu, fMax là tần số lớn nhất của tín hiệu
Do đó ta xét trong khoảng [0; fMax], nhận thấy đáp ứng biên độ giảm -> Lọc thông thấp
Câu 4:
a) Khi ( ) = − ( ) + ( − 1) thì ( ) = ( ) + ( − 1) − ( − 2) − ( − 3)
=
Khi
( )ℎ( − ) = (0)ℎ( − 0) + (1)ℎ( − 1) = −ℎ( ) + ℎ( − 1)
( ) = ( ) − ( − 5) thì
( )=∑
( )ℎ( − ) = (0)ℎ( ) + (5)ℎ( − 5) = ℎ( ) − ℎ( − 5)
Ta có:
ℎ( ) − ℎ( − 1) = − ( ) − ( − 1) + ( − 2) + ( − 3)
ℎ( − 1) − ℎ( − 2) = − ( − 1) − ( − 2) + ( − 3) + ( − 4)
ℎ( − 2) − ℎ( − 3) = − ( − 2) − ( − 3) + ( − 4) + ( − 5)
ℎ( − 3) − ℎ( − 4) = − ( − 3) − ( − 4) + ( − 5) + ( − 6)
ℎ( − 4) − ℎ( − 5) = − ( − 4) − ( − 5) + ( − 6) + ( − 7)
Cộng từng vế được:
( ) = ℎ( ) − ℎ( − 5) = − ( ) − 2 ( − 2) − ( − 2) + ( − 5) + 2 ( − 6) + ( − 7)
Vẽ y2(n):
b) Xác định và vẽ h(n):
Ta có:
( ) = ( ) ∗ ℎ( ) =
( )ℎ( − ) = (0)ℎ( ) + (1)ℎ( − 1) = −ℎ( ) + ℎ( − 1)
Từ đồ thị, ta có:
(0) = 1 ⇒ −ℎ(0) + ℎ(−1) = 1 ⇒ ℎ(0) = ℎ(−1) − 1 = 0 − 1 = −1
(1) = 1 ⇒ −ℎ(1) + ℎ(0) = 1 ⇒ ℎ(1) = ℎ(0) − 1 = −2
(2) = −1 ⇒ −ℎ(2) + ℎ(1) = −1 ⇒ ℎ(2) = ℎ(1) + 1 = −1
(3) = −1 ⇒ −ℎ(3) + ℎ(2) = −1 ⇒ ℎ(3) = ℎ(2) + 1 = 0
( ) = 0,
≥ 4 ⇒ −ℎ( ) + ℎ( − 1) = 0 ⇒ ℎ( ) = 0, ≥ 3
Từ đây có đồ thị của đáp ứng xung h(n):