TS. Đỗ Công Hùng- Xử lý tín hiệu số
1
Tháng 12 - 2011
XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
GIẢNG VIÊN : T.s Đỗ Công Hùng
TLTK :
1. XLTHS - TS Nguyễn Quốc Trung. NXBKHKT
2. XLTHS – Ths. Đặng Hoài Bắc. HVBCVT
ĐẠI HỌC THÀNH ĐÔ
BÀI GIẢNG
MÔN HỌC2TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu sốChương I: TÍN HIỆU, NHIỄU VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ
Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Thông tin
-Thông tin (information) là sự phản ánh sự vật, sự việc, hiện tượng của thế giới
khách quan và các hoạt động của con người trong đời sống xã hội.
- Điều cơ bản là con người thông qua việc cảm nhận thông tin làm tăng hiểu biết
cho mình và tiến hành những hoạt động có ích cho cộng đồng.
- Lượng tin: Độ bất định bị thủ tiêu.
2.Tin tức
- Tin tức, là các thông tin về những gì đã, đang hoặc sẽ diễn ra trong xã hội.
- Một bản tin trên báo chí thường được tập hợp theo công thức 5W và 1H, có thể
được diễn giải như sau: What,Who,When,Where,Why và How.
3. Tín hiệu

4.2. Tín hiệu nhảy bậc đơn vị
4.3. Tín hiệu hàm số mũ
44. Tín hiệu hình sin
5. Định lý lấy mẫu

6TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số5. Nhiễu
5.1: Tạp âm (Noise):
- Theo nghĩa chung nhất: tạp âm là âm thanh không mong muốn. Trong truyền hình tạp âm
còn được biểu hiện là nền nhiễu (snow) trên màn hình tín hiệu.
- Trong hệ thống số và tương tự: Tạp âm là những thành phần tín hiệu hoặc dữ liệu không
mong muốn lẫn vào tín hiệu hoặc dữ liệu được truyền, mang tính ngẫu nhiên (VD tạp âm
Gauss).
-
Đại luợng đặc trưng: SNR
In common use, the word noise means any unwanted sound. In both analog and
digital electronics, noise is random unwanted perturbation to a wanted signal; it is called noise
as a generalisation of the acoustic noise ("static") heard when listening to a weak radio
transmission with significant electrical noise. Signal noise is heard as acoustic noise if the signal
is converted into sound (e.g., played through a loudspeaker); it manifests as "snow" on a
television or video image. High noise levels can block, distort, change or interfere with the
meaning of a message in human, animal and electronic communication.
In signal processing or computing it can be considered random unwanted data without meaning;
that is, data that is not being used to transmit a signal, but is simply produced as an unwanted
by-product of other activities. "Signal-to-noise ratio" is sometimes used to refer to the ratio of
useful to irrelevant information in an exchange.


- Hệ thống xử lý tín hiệu tương tự số (hệ thống kết hợp xử lý tín hiệu tương tự-số).
(Hình 1.3)

9TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu sốCác hệ thống xử lý tín hiệu rời rạc
3.1: Khái niệm
Hệ thống xử lý tín hiệu: Xác lập mối quan hệ nhân-quả giữa tín hiệu ra và tín hiệu
vào (đặc trưng bởi điều kiện ràng buộc-phép biến đổi [T].
- Tín hiệu vào: Tác động
- Tín hiệu ra: Đáp ứng
3.2. Phân loại
- Hệ XLTH tuyến tính (phép biến đổi T tuyến tính) : thoả mãn nguyên lý xếp
chồng
T[a.x1(n) + b. x2(n)]= a. y1(n)+b.y2(n).
a,b: hai hệ số tỷ lệ bất kỳ
Bao gồm:
- Hệ bất biến theo thời gian: thỏa mãn nếu đáp ứng y(n) của tác động x(n) thì đáp
ứng y(n-k) là đáp ứng của x(n-k) (nếu tín hiệu vào bị dịch đi một khoảng thời gian là k
thì tín hiệu ra cũng bị dịch đi một khoảng là k.
- Hệ phi tuyến : Không thoả mãn nguyên lý xếp chồng (không xét).

10TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu sốCÁC PHÉP TOÁN ĐỐI VỚI TÍN HIỆU RỜI RẠC
1. Các phép toán với số thựcx(0)=1; x(1)=3/4; x(2)=1/2; x(3)=1/4; x(4)=0
x(0)=1; x(1)=3/4; x(2)=1/2; x(3)=1/4; x(4)=0
1.2. Biểu diễn bằng đồ thị
1.2. Biểu diễn bằng đồ thị

12TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
c. Biểu diễn bằng dãy số

Ví dụ:
Ví dụ:
2.Một số tín hiệu rời rạc cơ bản
2.Một số tín hiệu rời rạc cơ bản
a.
a.
Tín hiệu đơn vị (xung Đi-rắc)
Tín hiệu đơn vị (xung Đi-rắc)
13TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
b. Dãy xung đơn vị
c. Dãy xung chữ nhật

14TS. Đỗ Công Hùng- Xử l

c. Năng lượng của dãy
c. Năng lượng của dãy

Ví dụ:
Ví dụ:
d. Công suất trung bình của một tín hiệu
d. Công suất trung bình của một tín hiệu
-
Nếu E hữu hạn thì P=0; nếu E vô hạn thì P có thể hữu hoặc vô
Nếu E hữu hạn thì P=0; nếu E vô hạn thì P có thể hữu hoặc vô
hạn
hạn
-
Nếu P hữu hạn và >0 thì tín hiệu được gọi là
Nếu P hữu hạn và >0 thì tín hiệu được gọi là
Tín hiệu công suất
Tín hiệu công suất
17TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
d. Tổng của 2 dãy:
d. Tổng của 2 dãy:Tổng của 2 dãy nhận được bằng cách cộng từng đôi một các giá trị

h. Trễ
Ta nói rằng dãy x2(n) là dãy bị trễ của dãy x1(n) nếu
X2(n)=x1(n-n0)

20TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
Ví dụ
Ví dụ
: Biểu diễn tín hiệu
: Biểu diễn tín hiệu
Nhận xét:
Nhận xét:
Một dãy x(n ) bất kỳ đều có thể biểu diễn dưới
Một dãy x(n ) bất kỳ đều có thể biểu diễn dưới
Dạng
Dạng

21TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
4. Các hệ thống tuyến tính bất biến
4. Các hệ thống tuyến tính bất biến
4.1 Các hệ thống tuyến tính
4.1 Các hệ thống tuyến tính
-
Dãy vào: Kích thích
Dãy vào: Kích thích
-
-Dãy ra: Đáp ứng
-Dãy ra: Đáp ứng
-

xung
23TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
b. Phương pháp tính tích chập
b. Phương pháp tính tích chập

Nguyên tắc:
Nguyên tắc:
-
Tìm từng giá trị của y(n) ứng với từng giá trị của n từ -
Tìm từng giá trị của y(n) ứng với từng giá trị của n từ -
∞ đến +∞
∞ đến +∞

Tính tích chập y(n) bằng đồ thị theo các bước sau:
Tính tích chập y(n) bằng đồ thị theo các bước sau:
1.
1.
Đổi biến n thành biến k, ta sẽ có x(k), h(k). Sau đó cố định h(k)
Đổi biến n thành biến k, ta sẽ có x(k), h(k). Sau đó cố định h(k)
2.
2.
Quay h(k) đối xứng qua trục tung để được h(-k)=h(0-k) ứng với n=0
Quay h(k) đối xứng qua trục tung để được h(-k)=h(0-k) ứng với n=0
3.
3.
Dịch chuyển h(-k) theo từng giá trị n (nếu n>0 dịch về phải và ngược

y(n) không đổi.
y(n) không đổi.

25TS. Đỗ Công Hùng- Xử l
ý tín hiệu số
Tính kết hợp
Tính kết hợp

Ý nghĩa:
Ý nghĩa:
Đáp ứng xung của hệ thống tổng bằng tích chập của đáp
Đáp ứng xung của hệ thống tổng bằng tích chập của đáp
ứng xung của 2 hệ thống ghép nối tiếp thành phần.
ứng xung của 2 hệ thống ghép nối tiếp thành phần.
(b)
(d)