[FONT="]HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

[FONT="]Môn học: [FONT="]XỬ LÝ SỐ TÍN HIỆU

[FONT="]MỤC LỤC

[FONT="]MỤC LỤC 1

[FONT="]MỞ ĐẦU 3

[FONT="]BÀI 1.

[FONT="]MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ TÍN HIỆU RỜI RẠC BẰNG MATLAB 5

[FONT="]A. GIỚI THIỆU VỀ MATLAB: 5

[FONT="]B. TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC Ở MIỀN THỜI GIAN RỜI RẠC [FONT="]N [FONT="] 7

[FONT="]1. Yêu cầu trước khi làm thí nghiệm . 7

[FONT="]2. Mục đích của phần thí nghiệm 7

[FONT="]3. Tóm tắt lý thuyết 7

[FONT="]4. Một số lệnh và hàm của MATLAB 10

[FONT="]5. Các bước thực hành 11

[FONT="]6. Mở rộng 15

[FONT="]C. TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC Ở MIỀN Z, MIỀN TẦN SỐ LIÊN TỤC ω,

[FONT="]VÀ MIỀN TẦN SỐ RỜI RẠC [FONT="]K [FONT="] . 16

[FONT="]1. Yêu cầu trước khi làm thí nghiệm . 16

[FONT="]2. Mục đích của phần thí nghiệm 16

[FONT="]3. Tóm tắt lý thuyết 16

[FONT="]4. Một số lệnh và hàm của MATLAB 21

[FONT="]5. Các bước thực hành 21

[FONT="]6. Mở rộng 27

[FONT="]BÀI 2.

[FONT="]THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ BẰNG MATLAB . 28

[FONT="]A. THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ CÓ ĐÁP ỨNG XUNG CHIỀU DÀI HỮU HẠN (BỘ

[FONT="]LỌC SỐ FIR) 28

[FONT="]1. Yêu cầu trước khi làm thí nghiệm . 28

[FONT="]2. Mục đích của phần thí nghiệm 28

[FONT="]3. Tóm tắt lý thuyết 28

[FONT="]4. Một số lệnh và hàm của MATLAB 42

[FONT="]5. Các bước thực hành 43

[FONT="]6. Mở rộng 51

[FONT="]B. THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐ CÓ ĐÁP ỨNG XUNG CHIỀU DÀI VÔ HẠN (BỘ LỌC

[FONT="]SỐ IIR) 51

[FONT="]1. Yêu cầu trước khi làm thí nghiệm . 51

[FONT="]2. Mục đích của phần thí nghiệm 52

[FONT="]3.Tóm tắt lý thuyết 52

[FONT="]4.Một số lệnh và hàm của MATLAB 60

[FONT="]5.Các bước thực hành 60

[FONT="]6.Mở rộng 66

[FONT="]BÀI 3.GIỚI THIỀU VỀ DIGITAL SIGNAL PROCESSOR . 67

[FONT="]1.Mục đích: 67

[FONT="]2.Cơ sở lý thuyết. . 67

[FONT="]3.Yêu cầu thiết bị 73

[FONT="]BÀI 4.LÀM QUEN VỚI BỘ THÍ NGHIỆM LABVOLT - DSP . 74

[FONT="]1.Mục đích 74

[FONT="]2.Thảo luận 74

[FONT="]3.Tiến trình thí nghiệm . 76

[FONT="]4.Kết luận . 78

[FONT="]5.Câu hỏi ôn tập . 79

[FONT="]TÀI LIỆU THAM KHẢO: . 80

[FONT="]LINKS 80

[FONT="]

[FONT="]MỞ ĐẦU

[FONT="]Xử lý số tín hiệu là môn học nghiên cứu về các phương trình toán học, các giải

[FONT="]thuật và các tính toán dựa trên phương pháp tính gần đúng cho các tín hiệu và hệ thống

[FONT="]rời rạc. Nội dung môn học Xử lý số tín hiệu được giảng dạy tại Khoa Điện tử - Viễn

[FONT="]thông trường Đại học bách khoa Hà nội, chịu trách nhiệm chính bởi bộ môn Mạch và Xử

[FONT="]lý tín hiệu, tập trung vào bao trùm các vấn đề sau:

ã

[FONT="]Phân tích tín hiệu và hệ thống

ã

[FONT="]Thiết kế bộ lọc.

[FONT="]Phương pháp học tốt nhất để sinh viên hiểu, nhớ, vận dụng và tự đánh giá được

[FONT="]các kiến thức lý thuyết là trực tiếp bắt tay vào giải quyết các bài tập. Để hỗ trợ thêm cho

[FONT="]việc nhìn nhận các vấn đề một cách trực quan, đồng thời giúp sinh viên hiểu sâu hơn về

[FONT="]lý thuyết của môn học, chúng tôi đã biên soạn phần thực hành này. Phần thực hành bao

[FONT="]gồm 2 phần lớn: 1. phân tích tín hiệu số và thiết kế hệ thống xử lý tín hiệu số bằng

[FONT="]MATLAB; 2. làm quen với công việc thực hiện phát triển các hệ thống xử lý số tín hiệu

[FONT="]bằng bộ xử lý tín hiệu số với tên gọi Digital Signal Processor – DSP.

[FONT="]Hiện nay có rất nhiều các công cụ phần mềm tiện ích rất mạnh để hỗ trợ tính toán.

[FONT="]Hai trong số đó là MATHCAD của Mathsoft và MATLAB của MathWorks. Chúng là 2

[FONT="]gói phần mềm có thể dễ dàng kiếm được ở Việt Nam vào thời điểm hiện nay. Ngoài ra,

[FONT="]gói phần mềm MATHEMATICA của Wolfram cũng được giới khoa học và kỹ thuật trên

[FONT="]thế giới ưa dùng. Khả năng tính toán dựa trên các phương pháp tính gần đúng chính là

[FONT="]điểm mạnh của các phần mềm này. Phần mềm MATHCAD có đặc điểm là hiển thị ngay

[FONT="]kết quả tính toán sau khi người dùng trực tiếp đánh công thức vào giao diện người sử

[FONT="]dụng. Tuy nhiên sử dụng phần mềm này có khó khăn khi người dùng muốn đóng gói rồi

[FONT="]kế thừa và tái sử dụng các thiết kế trước đó. Về điểm này phần mềm MATLAB là tương

[FONT="]đối mạnh, cho phép người dùng thiết kế phần mềm thông qua các câu lệnh, dễ dàng

[FONT="]môđun hoá dưới dạng các kịch bản và các hàm để có thể sử dụng, hoặc phát triển qua các

[FONT="]quá trình thiết kế và các bài toán thiết kế khác nhau. Vì lý do đó, MATLAB được lựa

[FONT="]chọn cho phần thí nghiệm này.

[FONT="]Tốc độ xử lý nhanh trên các DSP cũng như tính linh hoạt và sự hỗ trợ đầy đủ của

[FONT="]các phần mềm phát triển, dùng để khởi tạo các đề án, viết chương trình nguồn, gỡ rối và

[FONT="]tối ưu hoá chương trình, của Texas Instrument (TI) đã làm một số lượng lớn các nhà

[FONT="]nghiên cứu và phát triển về xử lý tín hiệu số lựa chọn DSP của TI như một công cụ dùng

[FONT="]để nghiên cứu và phát triển sản phẩm của mình. Bằng chứng được thể hiện trên sự tăng

[FONT="]trưởng của các con số tiêu thụ sản phẩm và thị phần DSP của TI được đăng ở các tạp chí

[FONT="]chuyên ngành. Tốc độ xử lý của DSP được cải thiện không ngừng. Vào thời điểm hiện

[FONT="]nay, dòng sản phẩm DSP mới nhất của Texas Instrument là TMS320C64xx thậm chí có

[FONT="]thể thực hiện với xung đồng hồ lên đến 1GHz, không thua xa lắm so với các bộ vi xử lý

[FONT="]mục đích chung thông thường và bù lại về tốc độ xung đồng hồ thì DSP có cấu trúc

[FONT="]chuyên biệt cho các chức năng phục vụ xử lý số tín hiệu. Bộ DSP được sử dụng trong bài

[FONT="]thí nghiệm là TSM320C50 được nhúng trong bo thí nghiệm của LABVOLT.

[FONT="]Về tổ chức các bài thí nghiệm, thí nghiệm Xử lý số tín hiệu được chia làm 2 bài:

ã

[FONT="]Bài 1: Mô phỏng hệ thống và tín hiệu rời rạc bằng MATLAB

ã

[FONT="]Bài 2: Thiết kế bộ lọc số bằng MATLAB

ã

[FONT="]Bài 3: Giới thiệu về Digital Signal Processor

ã

[FONT="]Bài 4: Làm quen với bộ thí nghiệm LABVOLT - DSP

[FONT="]Mỗi bài thí nghiệm lại chia làm một số phần. Phần A của bài 1 giới thiệu những

[FONT="]đặc điểm chính của MATLAB, giúp sinh viên làm quen với công cụ tiện ích này. Phần B

[FONT="]và phần C của bài 1 lần lượt trình bày các yêu cầu làm thí nghiệm để mô phỏng với tín

[FONT="]hiệu và hệ thống ở miền thời gian và các miền gián tiếp bao gồm: miền Z, miền ω, [FONT="]và

[FONT="]miền k. Phần A và phần B của bài 2 lần lượt trình bày các yêu cầu thí nghiệm để thiết kế

[FONT="]bộ lọc FIR và bộ lọc IIR.

[FONT="]Với mỗi phần thí nghiệm được tổ chức theo các mục, lần lượt nêu rõ các yêu cầu

[FONT="]về kiến thức cần chuẩn bị trước mối phần, mục đich sinh viên cần đạt được tại mỗi phần,

[FONT="]một số lệnh và hàm của MATLAB có thể được sử dụng trong phần đó, các bước cần phải

[FONT="]giải quyết trong buổi thí nghiệm và cuối cùng là gợi ý các thực hành có thể mở rộng cho

[FONT="]phần này.

[FONT="]Đối với vấn đề làm quen với bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor), bài 3

[FONT="]và bài 4 cũng được chia làm một số mục nhằm làm sinh viên quen dần với phần cứng,

[FONT="]việc xử lý bằng phần mềm, đo đạc và đánh giá kết quả trên bo mạch thí nghiệm.

[FONT="]Trong điều kiện cơ sở vật chất của phòng thí nghiệm bộ môn Mạch và Xử lý tín

[FONT="]hiệu điện tử, khi thực hành sinh viên có thể chia làm các nhóm từ 3 đến 5 sinh viên cùng

[FONT="]nhau giải quyết các bước đưa ra trong mục [FONT="]Các bước thực hành [FONT="]ở mỗi phần. Chúng tôi

[FONT="]cho rằng để hoàn thành tốt mỗi phần thí nghiệm, mỗi sinh viên cần chuẩn bị ở nhà [FONT="]ít nhất

[FONT="]1 giờ đồng hồ [FONT="]cho phần thí nghiệm đó. Công việc chuẩn bị có thể bao gồm: Đọc và tổng

[FONT="]kết lại các kiến thức lý thuyết trong sách giáo trình, tìm hiểu kỹ yêu cầu, mục đích của

[FONT="]bài thí nghiệm, xem lai phần tóm tắt lý thuyết được trình bày trong phần thí nghiệm đó và

[FONT="]hình dung các công việc phải làm trong buối thực hành. Nếu có điều kiện và có máy tính,

[FONT="]đồng thời có phần mềm MATLAB sinh viên có thể chuẩn bị trước một số bước sẽ làm

[FONT="]trong buổi thí nghiệm.

[FONT="]Đánh giá kết quả của mỗi bài thực hành dựa trên hai tiêu chí: phần thực hành đã

[FONT="]hoàn thành và trả lời các câu hỏi được đặt ra bởi các giáo viên hướng dẫn thí nghiệm. Sau

[FONT="]buổi thực hành, mỗi nhóm sinh viên cần nộp một báo cáo trong đó trình bày lại các

[FONT="]chương trình, các kết quả và các đồ thị theo từng câu hỏi của các phần [FONT="]Các bước thực

[FONT="]hành. [FONT="]Tại cuối mỗi buổi thực hành từng sinh viên phải trả lời các câu hỏi do giáo viên

[FONT="]hướng dẫn đặt về các vấn đề sau:

ã

[FONT="]Kiến thức lý thuyết về Xử lý số tín hiệu trong bài thực hành

ã

[FONT="]Các câu lệnh và hàm của MATLAB sinh viên sử dụng trong bài thực hành.

[FONT="]Phần viết báo cáo được đánh giá với thang điểm tối đa là 40 dành cho tất cả các

[FONT="]thành viên trong nhóm, phần trả lời câu hỏi được đánh giá với thang điểm tối đa là 60

[FONT="]dành cho mỗi cá nhân. Nếu đạt được ít nhất 60 điểm của tổng cộng cả hai phần, sinh viên

[FONT="]coi như đạt yêu cầu của bài thực hành