Tín Hiệu Và Hệ Thống: Chương 1: Tín Hiệu Liên Tục - Tài Liệu Text

Tải bản đầy đủ (.pdf) (44 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Giáo án - Bài giảng
>>
3. Cao đẳng - Đại học

Tín hiệu và hệ thống: Chương 1: Tín hiệu liên tục

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.05 MB, 44 trang )

TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNGCHƯƠNG 1: Tín hiệu liên tục MỤC LỤC• Mở đầu: Tín hiệu và hệ thống là gì ?• Tín hiệu• Phân loại tín hiệu• Các phép biến đổi tín hiệu cơ bản• Các tín hiệu tiêu biểu MỞ ĐẦU• Ví dụ về tín hiệu và hệ thống (hệ thống điện)-Bộ chia áp• Tín hiệu vào: x=5V• Tín hiệu ra: y=Vout• Tín hiệu đầu ra của hệ thống bằng 1 phân số của tín hiệu đầu vào (y =R2x)R1 + R2 MỞ ĐẦU-Đồng hồ vạn năng• Tín hiệu vào: điện áp của ắc quy• Tín hiệu ra: điện áp đọc trên màn hình LCD• Hệ thống đo hiệu điện thế giữa 2 điểm- Radio và điện thoại di động• Tín hiệu vào: tín hiệu điện từ• Tín hiệu ra: tín hiệu âm thanh• Hệ thống nhận tín hiệu điện từ và biến đổi nó thành tín hiệu âm thanh MỞ ĐẦU• Ví dụ về tín hiệu và hệ thống (hệ thống sinh học)- Hệ thần kinh trung ương (Central nervous system - CNS)• Tín hiệu vào: một dây thần kinh ở đầu ngón tay cảm nhận được nhiệt độ cao và gửi một tínhiệu thần kinh đến hệ thần kinh trung ương• Tín hiệu ra: hệ thần kinh trung ương sẽ phát ra những tín hiệu đầu ra đến những cơ khác nhauở bàn tay• Hệ thống xử lí tín hiệu thần kinh đầu vào và sau đó tạo ra những tín hiệu thần kinh đầu ra dựatrên những tín hiệu đầu vào MỞ ĐẦU- Võng mạc• Tín hiệu vào: ánh sáng• Tín hiệu ra: tín hiệu thần kinh• Tế bào cảm quang hay cịn được gọi là tế bào nón và tế bào que trong võng mạc biến đổi nănglượng ánh sáng tới thành tín hiệu và sau đó được gửi tới não bằng dây thần kinh thị giác MỞ ĐẦU• Ví dụ về tín hiệu và hệ thống (các thiết bị y sinh)- Cảm biến điện não (EEG)• Tín hiệu vào: tín hiệu của não• Tín hiệu ra: tín hiệu điện• Chuyển đổi từ tín hiệu não sang tín hiệu điện- Chụp cộng hưởng từ (MRI)• Tín hiệu vào: khi tạo ra một từ trường dạo động ở một tần số nào đó, nguyên tửhidro trong cơ thể chúng ta sẽ phát ra tín hiệu tần số vơ tuyến và tín hiệu này có thểđo được bằng máy MRI• Tín hiệu ra: hình ảnh của một bộ phận nào đó trong cơ thể• Sử dụng từ trường mạnh và sóng vơ tuyến để tạora các hình ảnh của các bộ phận trong cơ thể MỞ ĐẦU• Tín hiệu và hệ thống- Mặc dù có rất nhiều loại tín hiệu và hệ thống khác nhaunhưng giữa chúng vẫn có những đặc điểm chung- Trong mơn học này chúng ta sẽ học:• Cách biểu diễn một tín hiệu và hệ thống• Các đặc điểm của tín hiệu• Các đặc điểm của hệ thống• Cách xử lí tín hiệu với hệ thống- Các lý thuyết (kiến thức) này có thể được áp dụng cho bất kì tínhiệu và hệ thống nào như: điện, y sinh, cơ khí, kinh tế,… Mục lục• Giới thiệu: Tín hiệu và hệ thống là gì ?• Tín hiệu• Phân loại tín hiệu• Các phép biến đổi tín hiệu cơ bản• Các tín hiệu tiêu biểu TÍN HIỆU VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU• Tín hiệu là gì?- Là đại lượng vật lý mang thơng tin và thay đổi theo thời gian- Ví dụ: tiếng nói, hình ảnh vô tuyến, điện báo TÍN HIỆU VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU• Tín hiệu điện- Mang thông tin với các đại lượng điện (điện áp, dịng điện)- Tất cả các loại tín hiệu đều có thể chuyển đổi thành tín hiệu điện- Giọng nói -> micro -> tín hiệu điện -> loa -> giọng nóiTín hiệu thay đổi theo thời gian TÍN HIỆU VÀ CÁC LOẠI TÍN HIỆU• Biểu diễn tốn học của tín hiệu-Tín hiệu có thể biểu diễn dưới dạng một hàm số theo thời gian tt1≤ 𝑡 ≤ 𝑡2s(t)- Miền xác định :-VD:-VD:t1≤ 𝑡 ≤ 𝑡2vàlà 2 tín hiệu khác nhau !-Biểu diễn tốn học của tín hiệu gồm 2 thành phần:*Phương trình: s(t)*Khoảng thời gian: t1≤ 𝑡 ≤ 𝑡2Khoảng thời gian có thể bỏ qua nếu : -∞ < 𝑡 < +∞VD: s1(t)=sin(2t) Mục lục• Tín hiệu và hệ thống là gì ?• Tín hiệu• Phân loại tín hiệu• Các phép biến đổi tín hiệu cơ bản• Các tín hiệu tiêu biểu TÍN HIỆU VÀ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU• Phân loại tín hiệu-Tín hiệu liên tục và rời rạc theo thời gian-Tín hiệu tương tự và tín hiệu số-Tín hiệu vơ hạn và hữu hạn thời gian-Tín hiệu chẵn và tín hiệu lẻ-Tín hiệu tuần hồn và tín hiệu khơng tuần hồn-Tín hiệu cơng suất và tín hiệu năng lượng TÍN HIỆU:LIÊN TỤC VÀ RỜI RẠC• Tín hiệu liên tục theo thời gian• -Nếu một tín hiệu được định nghĩa tại tất cả các thời điểm trong một khoảng thời gian thì tín hiệuđó là tín hiệu liên tục (theo thời gian)• VD: tín hiệu sin s(t)=sin(4t)• VD: tín hiệu giọng nói• VD: hàm xung chữ nhật𝐴, 0 ≤ 𝑡 ≤ 1p 𝑡 =ቊ0, 𝑡 𝑘ℎá𝑐 TÍN HIỆU VÀ CÁC LOẠI TÍN HIỆU• Tín hiệu rời rạc-Nếu thời gian t chỉ lấy các giá trị rời rạc như:t = kTsk = 0, 1, 2,...thì tín hiệu s(t) = s(kTs) là tín hiệu rời rạc (theo thời gian)-E.g: lượng mưa trung bình hàng tháng ở Fayetteville• Tín hiệu không liên tục theo thời gian không xác định khi t  kTs• Thường được biểu diễn dưới dạng s(k) TÍN HIỆU:TƯƠNG TỰ VÀ SỐ• Tín hiệu tương tự và tín hiệu số-Tín hiệu liên tục• Thời gian liên tục,biên độ liên tục-VD: tín hiệu giọng nói• Thời gian liên tục,biên độ rời rạc-VD: tín hiệu đèn giao thơng-Tín hiệu rời rạc• Thời gian rời rạc,biên độ rời rạc =>tín hiệu sốVD: điện báo, văn bản, đổ xúc sắc• Thời gian rời rạc, biên độ liên tụcVD: Các mẫu của tín hiệu tương tự nhiệt độ trung bình hàngtháng TÍN HIỆU: CHẴN VÀ LẺ• Chẵn và lẻ-x(t) là tín hiệu chẵnx(t)=x(-t)• E.g: x(t)=cos(2t)-x(t) là tín hiệu lẻ nếu• E.g: x(t)=sin(2t)x(-t)= -x(t)-Một số tín hiệu khơng chẵn,khơng lẻt• E.g: x(t)= ex(t)=cos(2t), (t>0)-Mọi tín hiệu đều có thể tách thành tổng của một tín hiệu chẵn và một tín hiệu lẻy(t)=ye (t) + yo(t)Chẵnye(t)= 0.5 [y(t) +y(-t)]yo(t)= 0.5 [y(t) -y(-t)]Lẻ TÍN HIỆU: TÍN HIỆU CHẴN VÀ TÍN HIỆU LẺ• E.g:Tìm thành phần chẵn và lẻ của tín hiệu saux(t)=et• E.g:Tìm thành phần chẵn và lẻ của tín hiệu saux(t ) ={2sin(4t),0,tt>0khác TÍN HIỆU:TUẦN HỒN VÀ KHƠNG TUẦN HỒN• Tín hiệu tuần hồn/khơng tuần hồn- Một tín hiệu liên tục là tuần hồn nếu• Tồn tại một giá trị T dương thỏa mãn s(t)=s(t+nT)• Đúng với mọi giá trị của t −  t  - Chu kì cơ sở T0 : giá trị dương T0 nhỏ nhất thỏa mãns(t)=s( t+nT0 )• VD: T1=2T0s(t+nT1)=s(t+2nT0)=s(t)=> T1 là một chu kỳ của s(t) nhưng không là chu kỳ cơ sở của s(t) TÍN HIỆU:TUẦN HỒN VÀ KHƠNG TUẦN HỒN• Ví dụ- Tìm chu kỳ của s(t)=Acos( 0 t+-biên độ: A-tần số góc: 0-pha ban đầu: -chu kỳ: T0 =-tần số thường: f 0 =)−  t   TÍN HIỆU:TUẦN HỒN VÀ KHƠNG TUẦN HỒN• Tín hiệu mũ phức- Cơng thức Euler-Tín hiệu mũ phức:ejx=cos(x)+jsin(x)-Tín hiệu mũ phức là tuần hồn với chu kỳ:𝟐𝝅Ω𝟎T0=Chứng minh:*Tín hiệu mũ phức có cùng chu kỳ với tín hiệu sin! TÍN HIỆU:TUẦN HỒN VÀ KHƠNG TUẦN HỒN• Tổng của hai tín hiệu tuần hồn- x(t) có chu kỳ: T1- y(t) có chu kỳ: T2- Định nghĩa: z(t)=ax(t)+by(t)- z(t) có tuần hồn hay khơng ?z(t+T)=ax(t+T)+by(t+T)• Để x(t)=x(t+T), T phải thỏa mãn T=kT1• Để y(t)=y(t+T), T phải thỏa mãn T=lT2• Vì vậy, nếu T= kT1 = lT2z(t+T)=ax(t+ kT1)+by(t+ lT2)=ax(t)+by(t)=z(t)Tổng của hai tín hiệu tuần hoàn là tuần hoàn khi và chỉ khi tỷ số của hai chu kỳ có thể được biểuthị dưới dạng số hữu tỷ.T1l=T2kChu kỳ của tín hiệu tổng là : T=kT1=lT2 TÍN HIỆU:TUẦN HỒN VÀ KHƠNG TUẦN HỒN• Ví dụx(t ) = sin( t )32y (t ) = exp( jt)92z (t ) = exp( j t )9-Tìm chu kỳ của x(t), y(t), z(t)-2x(t)-3y(t) có tuần hồn khơng? Nếu có,tìm chu kỳ-x(t)+z(t) có tuần hồn khơng? Nếu có,tìm chu kỳ-y(t)z(t) có tuần hồn khơng? Nếu có,tìm chu kỳ• Tín hiệu khơng tuần hồn: khơng phải là tín hiệu tuần hồn TÍN HIỆU:NĂNG LƯỢNG VÀ CƠNG SUẤT• Tín hiệu năng lượng-Giả sử x(t) biểu diễn điện áp qua một điện trở R-Dòng điện(định luật ohm): i (t ) = x (t ) / R2-Công suất tức thời: p(t ) = x (t ) / R-Cơng suất của tín hiệu:cơng suất khi R=1ohm:p(t)=𝒙𝟐 (𝒕)-Năng lượng của tín hiệu tại: [ tn , tn +  t]En  p (tn ) t-Tổng năng lượng:E = lim  p(tn ) tt →0nE =  x (t ) dt2−Nhắc lại: Tích phân của tín hiệu là diện tích phía dưới tín hiệu

Tài liệu liên quan

• BIỂU DIỄN TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG TRONG MIỀN TẦN SỐ LIÊN TỤC
  • 33
  • 2
  • 12
• Mô hình hóa và nhận dạng hệ thống - Chương 1
  • 24
  • 844
  • 3
• Phân tích thiết kế hệ thống- Chương 1
  • 40
  • 479
  • 1
• Tài liệu Tài liệu Lập trình hệ thống - Chương 1: KIẾN TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ VI XỬ LÝ / MÁY TÍNH pptx
  • 32
  • 664
  • 0
• Tài liệu MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG -Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính ppt
  • 68
  • 1
  • 25
• Sửa chữa bảo trì máy tàu và hệ thống điện 1
  • 84
  • 435
  • 1
• Tín Hiệu và Hệ Thống - Bài 1: Giới thiệu chung về tín hiệu và hệ thống pdf
  • 55
  • 2
  • 48
• TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ BỘ LỌC TƯƠNG TỰ
  • 15
  • 1
  • 5
• bài tập chương 1 giới hạn liên tục
  • 2
  • 392
  • 1
• chương 1 giới hạn liên tục
  • 17
  • 495
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(1.05 MB - 44 trang) - Tín hiệu và hệ thống: Chương 1: Tín hiệu liên tục Tải bản đầy đủ ngay ×