Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Bài 1 - Đỗ Tú Anh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.67 MB, 55 trang )
Tín Hiệu và Hệ Thống
Bài 1: Giới thiệu chung về
tín hiệu và hệ thống
Đỗ Tú Anh
Bộ môn Điều khiển tự động, Khoa Điện
CuuDuongThanCong.com
/>
Bài 1- Nội dung chính
Nội dung chi tiết môn học
Thông tin môn học
Cách đánh giá, tài liệu học tập
Kiến thức cơ sở
Tổng quan về tín hiệu
Tổng quan về hệ thống
2
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Nội dung môn học
Tuần 1-2
Ch1
Giới thiệu tín hiệu và hệ thống
Tuần 3-4
Ch2
Biểu diễn TH&HT trên miền thời gian
Tuần 5-7
Ch3
Chuỗi Fourier và phép biến đổi Fourier
Tuần 8-9
Ch4
Đáp ứng tần số và lọc tín hiệu
Tuần 10
Ch5
Trích mẫu và khôi phục tín hiệu
Tuần 11-12
Ch6
Phép biến đổi Laplace
Tuần 13-14
Ch7
Phép biến đổi Z
3
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Đánh giá điểm
10% Bài tập về nhà
Được giao sau mỗi chương
Bài tập tính tay
Bài tập với MATLAB
20% Kiểm tra giữa kỳ
90 phút, tự luận
70% Thi cuối kỳ
90 phút, tự luận
4
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tài liệu học tập
Sách, giáo trình chính
B. P. Lathi, Signal Processing and Linear
Systems. Berkeley-Cambrigde, 1998.
Sách tham khảo
Hwei P. Hsu, Schaum’ s Outlines of
Signals and Systems. McGraw-Hill, 1995.
5
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Kiến thức cơ sở
Số phức
6
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Hằng đẳng thức lượng giác
7
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tích phân bất định
8
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tích phân bất định (tiếp)
9
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Vi phân
10
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Chương 1: Giới thiệu về tín hiệu
và hệ thống
1.1 Khái niệm tín hiệu và hệ thống
1.2 Phân loại tín hiệu
1.3 Kích cỡ của tín hiệu
1.4 Một số phép toán cơ bản
1.5 Một số dạng tín hiệu tiêu biểu
1.6 Hệ thống
1.7 Phân loại hệ thống
1.8 Mô hình vào-ra
1.9 Ghép nối hệ thống-Sơ đồ khối
11
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Hệ thống viễn thông
Bộ thu điện thoại chuyển
âm thanh sang tín hiệu
điện để truyền tải
Truyền tải điện trên đường điện thoại
Tín hiệu điện được chuyển lại thành
âm thanh ở đầu kia
12
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Hệ thống điện
Mạch điện RC
13
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
gió
chuyển động
Hệ thống cơ khí
14
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Khái niệm tín hiệu và hệ thống
Tín hiệu là một hàm biểu diễn một đại lượng vật lý
• Tín hiệu mang thông tin về diễn biến hay bản chất của một
hiện tượng
• Đối số (biến độc lập) của hàm là thời gian hoặc/và vị trí.
Trong chương trình, ta quan tâm đến những tín hiệu là hàm số
của thời gian, ví dụ x (t )
Hệ thống là một thiết bị, một quá trình hay một thuật toán
mà ứng với một tín hiệu vào x (t ) sẽ tạo ra tín hiệu ra y (t )
• Hệ thống là một ánh xạ giữa hàm vào (tín hiệu vào) và hàm ra
(tín hiệu ra)
x(t )
y (t )
Hệ thống
• Toán tử T ( x(t )) = y (t )
15
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Chương 1: Giới thiệu về tín hiệu
và hệ thống
1.1 Khái niệm tín hiệu và hệ thống
1.2 Phân loại tín hiệu
1.3 Kích cỡ của tín hiệu
1.4 Một số phép toán cơ bản
1.5 Một số dạng tín hiệu tiêu biểu
1.6 Hệ thống
1.7 Phân loại hệ thống
1.8 Mô hình vào-ra
1.9 Ghép nối hệ thống-Sơ đồ khối
16
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Liên tục/Gián đoạn
Tín hiệu liên tục là tín hiệu (hàm số) được xác định tại mọi giá
trị của thời gian t
Tín hiệu gián đoạn là tín hiệu (hàm số) được xác định chỉ tại
các giá trị gián đoạn của thời gian t
x(t0 ), x(t1 ),…, x(tn ),…
⇒
x [ 0] , x [1] ,…, x [ n ] ,…
17
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tương tự/Rời rạc
Tín hiệu liên tục
Tín hiệu gián đoạn
Tín hiệu số
18
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tuần hoàn/Không tuần hoàn
Tín hiệu x(t) đgl tuần hoàn với chu kỳ T, nếu
x(t+T) = x(t) với mọi t
Số dương nhỏ nhất T đgl chụ kỳ cơ sở
Ví dụ
x(t ) = A cos(ωt + θ )
ω [rad/sec], θ [rad]
T=
f =
2π
ω
[sec]
1 ω
=
T 2π
[Hz ]
19
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tuần hoàn/Không tuần hoàn
Tín hiệu x[n] đgl tuần hoàn với chu kỳ N, nếu
x[n+N] = x[n] với mọi n
Số dương nhỏ nhất N đgl chụ kỳ cơ sở
Ví dụ
N=3
20
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Tuần hoàn/Không tuần hoàn
Không tuần hoàn
Tín hiệu tuần hoàn
Tín hiệu tuần hoàn phải bắt đầu từ t = −∞.
21
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Ngoài ra
Tín hiệu nhân quả/tín hiệu phi nhân quả
x(t ) là tín hiệu nhân quả nếu nó không bắt đầu trước t=0, tức là
x(t ) = 0, t < 0
là tín hiệu phi nhân quả nếu nó bắt đầu trước t=0
là tín hiệu phản nhân quả nếu x(t ) = 0, t ≥ 0
Tín hiệu thực/tín hiệu phức
x(t ) là tín hiệu thực nếu giá trị của nó là một số thực
là tín hiệu phức nếu giá trị của nó là một số phức
x(t ) = x (t ) + jx (t )
1
2
trong đó x (t ) và x (t ) là các tín hiệu thực
1
2
22
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Chương 1: Giới thiệu về tín hiệu
và hệ thống
1.1 Khái niệm tín hiệu và hệ thống
1.2 Phân loại tín hiệu
1.3 Kích cỡ của tín hiệu
1.4 Một số phép toán cơ bản
1.5 Một số dạng tín hiệu tiêu biểu
1.6 Hệ thống
1.7 Phân loại hệ thống
1.8 Mô hình vào-ra
1.9 Ghép nối hệ thống-Sơ đồ khối
23
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Kích cỡ của tín hiệu
Diện tích dưới tín hiệu = Kích cỡ tín hiệu?
Khoảng thời
gian
Độ
lớn độ
Biên
24
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
Năng lượng của tín hiệu
2
Năng lượng: diện tích dưới hàm x(t ) .
• Với tín hiệu liên tục
• Với tín hiệu gián đoạn
∞
E=
E=
∫ x(t )
−∞
∞
∑
n =−∞
∞
2
dt
E=
x [ n]
2
E=
∫
2
x(t ) dt
−∞
∞
∑
n =−∞
x [ n]
2
x(t )
Năng lượng hữu hạn
Biên độ của tín hiệu → 0 khi t → ∞
25
EE3000-Tín hiệu và hệ thống
CuuDuongThanCong.com
/>
