›
›

Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Chương 7: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI và thiết kế bộ lọc tương tự - Trần Quang Việt

pdf 17 trang ngocly 30
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Chương 7: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI và thiết kế bộ lọc tương tự - Trần Quang Việt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_tin_hieu_va_he_thong_chuong_7_dap_ung_tan_so_cua_h.pdf

Nội dung text: Bài giảng Tín hiệu và hệ thống - Chương 7: Đáp ứng tần số của hệ thống LTI và thiết kế bộ lọc tương tự - Trần Quang Việt

  1. Ch-7: áp ng tn s ca h th ng LTI và thi t k b lc tư ng t Lecture-13 7.1. áp ng tn s ca h th ng LTI: bi u Bode 7.2. Thi t k b lc tư ng t Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1. áp ng tn s ca h th ng LTI: bi u Bode 7.1.1. áp ng tn s ca h th ng LTI 7.1.2. Bi u Bode Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 1
  2. 7.1.1. áp ng tn s ca h th ng LTI  áp ng ca h th ng LTI có hàm truy n H(s) vi tín hi u est f(t)=est→ y(t)=H(s)e st , vi H(s) là bi n i Laplace ca h(t)  Khi h th ng n nh và ROC ch a tr c o thì ta có th thay s bi jω có ưc H(j ω)=H( ω)  áp ng tn s, và ta có: f(t)=ejt→ y(t)=H(j )e j t 1jt 1 − j t Ví d: f(t)=cos t→ y(t)=2 H(j )e + 2 H( − j )e f(t)=cos t→ y(t)=Re[H(j )ejt ] f(t)=cos t→ y(t)=|H(j )|cos [t+ ∠ H(j )] Tng quát: f(t)=cos( t+ )→ y(t)=|H(j )|cos [t+ + ∠ H(j )] Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.1. áp ng tn s ca h th ng LTI  |H(j ω)| là t s biên ca ng ra vi ng vào  li ca h th ng. Mt khác |H(j ω)| có giá tr khác nhau các tn s khác nhau  áp ng biên ca h th ng  ∠H(j ω) là sai pha ca ng ra vi ng vào và ∠H(j ω) có giá tr khác nhau các tn s khác nhau  áp ng pha ca h th ng Vi c v th ca áp ng tn s là cn thi t trong k thu t!!! Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 2
  3. 7.1.2. Bi u Bode K(s+a )(s+a )  Xét h th ng vi hàm truy n: 1 2 H(s)= 2 s(s+b1 )(s +b 2 s+b 3 ) Ka12 a (s/a 1 +1)(s/a 2 +1) H(s)= 2 b13 b s(s/b 1 +1)(s /b 323 +b s/b +1) Ka a (j /a +1)(j /a +1) H(j )= 12 1 2 b b 2 1 3 j(j /b1 +1)[() j /b 3 +j ()b 23 /b +1) Ka a |j /a +1||j /a +1| |H(j )|= 12 1 2 b b 2 1 3 |j ||j /b1 +1||()() j /b 3 +j b 23 /b +1| 2 ()j b ∠H(j )= ∠ (j +1)+ ∠ (j +1) −∠−∠ j (j +1) −∠ [ +j2 +1] aa1 2 b1 bb 3 3 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode  Bi u di n áp ng biên theo thang Logarit: 20log|H(j )|=20logKa1 a 2 +20log|j +1|+20log|j +1| bb13 a 1 a 2 2 ()j b − 20log|j | − 20log|j +1| − 20l og| +j2 +1| b1 b 3 b 3 Th nguyên ca áp ng biên theo thang Logarit là dB  Hng s: Ka 1a2/b 1b2:  20log [Ka 1a2/b 1b2]: hng, không dch pha Pole:− 20log|j |= − 20log = − 20u  Pole (ho c zero) ti gc: Zero: 20log|j |=20log =20u u=log Pole: ∠ − j =-90 0 zero: ∠ j =90 0 Cn bi u di n trên thang tn s Logarit!!! Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 3
  4. 7.1.2. Bi u Bode Pole:− 20log|j |= − 20log = − 20u  Pole (ho c zero) ti gc: Zero: 20log|j |=20log =20u u=log Zero ω Pole Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode 0  Pole (ho c zero) ti gc: Pole: ∠ − j =-90 zero: ∠ j =90 0 Zero Pole Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 4
  5. 7.1.2. Bi u Bode j j  Pole (ho c zero) bc 1: Pole: -20log|1+a |; zero: 20log|1+ a | Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode j j  Pole (ho c zero) bc 1: Pole: − ∠ (1+a ); zero: ∠ (1+ a ) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 5
  6. 7.1.2. Bi u Bode 2  Pole (ho c zero) bc 2: -20log|1+j2 +j | n( n ) ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.3 ζ = 0.5 ζ = 0.707 ζ =1 ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.3 ζ = 0.5 ζ = 0.707 ζ = 1 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode 2  Pole (ho c zero) bc 2: ∠[1+j2 +j ] n( n ) ζ = 0.1 ζ = 0.2 ζ = 0.5 ζ = 0.3 ζ = 0.707 ζ =1 Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 6
  7. 7.1.2. Bi u Bode 20s(s+100)  Ví d 1: H(s)= (s+2)(s+10) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode 20s(s+100)  Ví d 1: H(s)= (s+2)(s+10) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7
  8. 7.1.2. Bi u Bode 10(s+100)  Ví d 2: H(s)= (s2 +2s+100) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.1.2. Bi u Bode 10(s+100)  Ví d 2: H(s)= (s2 +2s+100) Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 8
  9. 7.2. Thi t k b lc tư ng t 7.2.1. B lc th c t và các yêu cu thi t k 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.1. B lc th c t và các yêu cu thi t k Lowpass Highpass filter filter Bandstop Bandpass filter filter Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 9
  10. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Xét h th ng vi hàm truy n H(s): P(s) (s-z1 )(s-z 1 ) (s-z n ) H(s)= =b n Q(s) (s- 1)(s- 1) (s- n ) Kh o sát áp ng tn s  s=j ω: r r r 1 2 n |H(j )|=b n d1 d 2 d n ∠H(j )=φ + φ + + φ 1 2 n - 1- 2- - n Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Tng li bng mt pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 10
  11. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Tng li bng mt pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Tng li bng mt pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 11
  12. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Tng li bng mt pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Tng li bng mt pole: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 12
  13. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Gi m li bng mt zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Gi m li bng mt zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 13
  14. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Gi m li bng mt zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Gi m li bng mt zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 14
  15. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  Gi m li bng mt zero: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  B lc thông th p: Butterworth Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 15
  16. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  B lc thông cao: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  B lc thông dãi: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 16
  17. 7.2.2. S ph thu c ca áp ng tn s theo poles và zeros  B lc ch n dãi: Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11 17