© 2010, Hoàng Minh Sơn – ĐH Bách khoa Hà Nội
Tín hiệu và hệ thống
Chương 1: Các khái niệm cơ bản
22
Giới thiệu môn học
 Khối lượng: 3(3-0-1-6)
 Mục tiêu:
 Trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về mô tả, phân
tích và xử lý tín hiệu, xây dựng mô hình mô tả hệ tuyến
tính, tạo cơ sở cho những học phần khác trong chương trình
đào tạo các ngành kỹ thuật, đặc biệt các ngành Kỹ thuật
Điện, Điều khiển và Tự động hoá.
 Sinh viên có được phương pháp mô tả và giải quyết các bài
toán kỹ thuật dựa trên cách tiếp cận hệ thống, độc lập và
bổ sung cho cách tiếp cận vật lý-hóa học.
3
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
4
Hệ thống điện
Mạch điện RC
5
Hệ thống cơ khí
gió
chuyển động
6

 Xây dựng đặc tính quá độ của một hệ tuyến tính và xác
định các thông số cơ bản, liên hệ giữa chúng với các “đặc
điểm” của mô hình
 Trình bày và giải thích sự liên hệ giữa hàm truyền đạt và
đặc tính tần số của một hệ tuyến tính
 Xây dựng đặc tính tần số và xác định các thông số cơ bản
của đặc tính tần số của một hệ tuyến tính, liên hệ giữa
chúng với các “đặc điểm” của mô hình.
99
 Tài liệu học tập:
 Sách giáo trình: chưa có
 Bài giảng
 Phần mềm MATLAB
 Sách tham khảo:
1.Sundararajan, D.: Practical approach to signals and systems.
John Wiley & Son, 2008.
2.Edward A. Lee, Pravin Varaiya: Structure and Interpretation
of Signals and Systems. Addison-Wesley, 2003.
3.Hwei P. Hsu: SCHAUM'S OUTLINES OF Theory and
Problems of Signals and Systems. McGraw-Hil
l, 1995.
1010
 Phương pháp học tập và nhiệm vụ của sinh viên:
 Sinh viên học kết hợp nghe giảng, đọc tài liệu, làm bài tập
và tích cực thực hành trên MATLAB (tự làm ở nhàvàcó
hướng dẫn trên phòng máy), bám theo các yêu cầu về kết
quả mong đợi.
 Sinh viên đăng ký lịch thực hành trên trang sis.hut.edu.vn
(nhóm 18-19 SV), địa điểm thực hành tại Phòng thí nghiệm
Rockwell Automation (C2), thực hiện 6 bài trên phòng máy

 Một hàm hoặc một tập các hàm biểu diễn thông tin phụ
thuộc thời gian hoặc/và theo vị trí
 Ví dụ: Dãy số 0/1 biểu diễn trạng thái đóng/ngắt mạch điện,
hàm sin biểu diễn điện áp/dòng điện xoay chiều, ma trận số
nguyên biểu diễn ảnh số (bitmap, số hàng x số cột = số
pixels)
 Trong phạm vi đề cập của môn học, ta ưu tiên sử dụng
định nghĩa thứ hai – bởi ta tiếp cận bằng các phương pháp
toán học để nghiên cứu
14
Minh họa tín hiệu
14
0
1
t
x(t)
t
x(t)
0
1
t
x(t)
t
x(t)
1515
 Miền xác định (biến độc lập)
 thời gian, không gian,…
 liên tục, không liên tục (cách đều, không cách đều)
 hữu hạn, vô hạn
 Miền giá trị (tham số thông tin)

tín hiệu liên tục (T được gọi là
chu kỳ/thời gian trích mẫu)
():xt t∈ 
() ( ),xn xnT n∈
t
x(t)
n
x(n)
T
(0), (1), , ( ),xx xn⇒ ……
01
,, ,,
n
tt t…
1818
Tín hiệu tương tự và tín hiệu rời rạc
 Tín hiệu tương tự: miền giá trị
bao gồm các phạm vi liên tục
 Tín hiệu rời rạc: miền giá trị là
một tập giá trị rời rạc
 Trường hợp đặc biệt: miền giá
trị thuộc tập số nguyên (sau khi
lượng tử hóa)
()xt ∈ 
()xt ∈ 
t
x(t)
0
1
t

0: () 0txt∃ < ≠
():xt t
−
∈ 
hoặc
() 0, 0xt t=>
20
t
x(t)
t
x(t)
t
x(t)
0
0
0
21
Tín hiệu tiền định và tín hiệu ngẫu nhiên
 Tín hiệu tiền định:
 một giá trị duy nhất tương ứng với
một tham số thời gian/vị trí
 mô tả được trực tiếp bằng một
hàm xác định (theo thời gian, vị
trí)
 Tín hiệu ngẫu nhiên:
 có giá trị ngẫu nhiên với một tham
số thời gian/vị trí nhất định
 mô tả gián tiếp thông qua các hàm
đặc trưng như phân bố, kỳ vọng,
phương sai,

t = −∞
23
1.3 Kích cỡ/chuẩn của tín hiệu
 Đặc trưng nào của tín hiệu có thể dùng để so sánh, đánh giá
một tín hiệu lớn hay nhỏ hơn so với một tín hiệu khác?
 Biên độ (biến thiên theo thời gian)?
 Kích cỡ tín hiệu có thể được định nghĩa dựa trên các chuẩn
mực khác nhau => chuẩn tín hiệu
 Chuẩn bậc p:
 Ví dụ chuẩn tín hiệu
 Chuẩn vô cùng: Biên độ lớn nhất
 Chuẩn bậc 1: Diện tích giữa tín hiệu và trục hoành
 Chuẩn bậc 2: Bình phương của năng lượng tín hiệu
23
1
() ()
p
p
p
xt xt dt
⎡
⎤
=
⎢
⎥
⎣
⎦
∫
24
Chuẩn vô cùng: Biên độ lớn nhất