Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Bài 6: Đáp ứng tần số và lọc tín hiệu cung cấp cho người học các kiến thức: Đáp ứng tần số của hệ LTI, đáp ứng tần số của hệ ghép nối, đồ thị Bode, các bộ lọc tín hiệu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Tín Hiệu Hệ Thống Bài 6: Đáp ứng tần số lọc tín hiệu Đỗ Tú Anh tuanhdo-ac@mail.hut.edu.vn Bộ môn Điều khiển tự động, Khoa Điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 4: Đáp ứng tần số lọc tín hiệu 4.1 Đáp ứng tần số hệ LTI 4.2 Đáp ứng tần số hệ ghép nối 4.3 Đồ thị Bode 4.4 Các lọc tín hiệu EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổ chức EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 4: Đáp ứng tần số lọc tín hiệu 4.1 Đáp ứng tần số hệ LTI liên tục 4.1.1 Đáp ứng hệ với tín hiệu tuần hồn 4.1.2 Đáp ứng hệ với tín hiệu khơng tuần hồn 4.2 Đáp ứng tần số hệ ghép nối 4.3 Đồ thị Bode 4.4 Các lọc tín hiệu EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đáp ứng hệ LTI với tín hiệu sin phức Xét hệ LTI liên tục sau Giả thiết: đáp ứng xung h(t) khả tích tuyệt đối R (do hệ ổn định) Đáp ứng y(t) hệ với tín hiệu vào ? R Trước hết, xét đáp ứng yc(t) hệ với tín hiệu vào R Sin phức EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đáp ứng hệ LTI với tín hiệu sin phức Tín hiệu nhận thơng qua tích chập R R R R EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đáp ứng tần số Với định nghĩa H(ω) đáp ứng tần số hệ LTI = biến đổi Fourier h(t) R ta có R Sin phức với tần số Do H(ω0) nói chung số phức, ta viết EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com biên độ tín hiệu pha tín hiệu https://fb.com/tailieudientucntt Đáp ứng hệ LTI với tín hiệu sin thực Sử dụng cơng thức Euler, ta biểu diễn thành dựa vào tính tuyến tính Do đáp ứng với là tín hiệu sin với tần số ω0 có biên độ co giãn với hệ số H(ω0) có pha dịch góc arg H(ω0) EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 1: Biên độ/Pha Xét hệ thống có đáp ứng tần số Biên độ pha H(jω) H ( jω ) ∠H ( jω ) Tín hiệu vào Do EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 2: Đáp ứng tần số mạch RC Xét mạch điện RC hình vẽ Đồ thị biên độ pha 10 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống bậc hai Đáp ứng xung 39 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống bậc hai Đáp ứng xung Đáp ứng bước nhảy 40 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống bậc hai: Đồ thị Bode Biên độ 41 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống bậc hai: Đồ thị Bode Pha 42 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các ví dụ khác Đồ thị Bode 43 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đồ thị Bode cho hệ thống Ví dụ 44 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đồ thị Bode cho hệ thống Ví dụ 45 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đồ thị Bode - MATLAB MATLAB hỗ trợ cách vẽ đồ thị Bode tiện lợi cho đáp ứng tần số có dạng Các lệnh MATLAB sau vẽ đồ thị Bode (biên độ pha) H(ω) 46 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 4: Đáp ứng tần số lọc tín hiệu 4.1 Đáp ứng tần số hệ LTI liên tục 4.1.1 Đáp ứng hệ với tín hiệu tuần hồn 4.1.2 Đáp ứng hệ với tín hiệu khơng tuần hồn 4.2 Đáp ứng tần số hệ ghép nối 4.3 Đồ thị Bode 4.4 Các lọc tín hiệu 47 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ lọc thông thấp lý tưởng Giả thiết h(t) tín hiệu thực, |H(jω)| hàm chẵn Phổ biên độ tín hiệu lọc Bộ lọc thông thấp (LPF) lý tưởng cho qua tất thành phần tần số X(jω) ωb, loại bỏ thành phần ωb 48 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ lọc thông thấp: Ứng dụng Xét lọc sau thông thấp sử dụng để khôi phục tín hiệu ban đầu x(t) từ tín hiệu lấy mẫu y(t)=x(t)p(t) (xem giảng 5) Phổ X(jω) khơi phục từ Y(jω) thơng qua lọc lý tưởng (pha khơng) sau Do miền thời gian 49 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ lọc thơng thấp: Ứng dụng 50 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ lọc thông thấp: Ứng dụng Đặt ωc = ωs Do Hàm nội suy thích hợp để khơi phục tín hiệu băng thông hữu hạn x(t) từ mẫu sinc π t/T 51 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bộ lọc thông thấp: Ứng dụng 52 EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các lọc lý tưởng khác Bộ lọc thông cao (HPF) Bộ lọc thông dải (BPF) Bộ lọc chắn dải (BSF) EE3000-Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com 53 https://fb.com/tailieudientucntt ... VD: Tín hiệu vào Cos với hệ bậc Xét hệ LTI bậc ổn định có tín hiệu vào cosin Khi ω0 gần 0, tín hiệu vào qua biên độ co giãn 1/a Khi |ω0| lớn, tín hiệu vào bị triệt tiêu Có nghĩa hệ thống... tín hiệu vào R Sin phức EE3000 -Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đáp ứng hệ LTI với tín hiệu sin phức Tín hiệu nhận thơng qua tích chập R R R R EE3000 -Tín. .. hệ với tín hiệu khơng tuần hồn 4.2 Đáp ứng tần số hệ ghép nối 4.3 Đồ thị Bode 4.4 Các lọc tín hiệu 26 EE3000 -Tín hiệu hệ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 27 EE3000-Tín