数字信号处理总纲课件

数字信号处理

（DigitalSignalProcessing：DSP）什么是信号处理信号处理的目的总是从我们测量到的信号记录中提取出对我们有用的信息模拟信号处理数字信号处理数字信号处理的发展计算机的诞生，为信号的数字处理提供了实现的可能.20世纪初至50年代有许多前期的研究工作,从采样定理的建立到声码器的数字仿真实验等,奠定了理论基础.1965年FFT的提出，是DSP发展的里程碑(但其源头可追溯到高斯时代)离散变换的进展：65年FFT，70年代余弦变换，80年代中后期小波变换滤波器设计技术：IIR、FIR数字滤波器，多采样处理和滤波器组理论，专用滤波器设计,小波滤波统计和自适应信号处理，阵列处理等,从统计学引入信号处理发展的另一条主线--现代信号处理器件和系统的发展对数字信号处理有积极推动教材和参考书教材：A.V.Oppenheim，R.W.Schafer,Discrete-TimeSignalProcessing,Prentice-Hill,1999,SecondEdition(清华出版社影印)应启珩等著，离散时间信号分析和处理，清华大学出版社，2001版参考书1.S.K.Mitra,DigitalSignalProcessing:AComputer-BasedApproach,SecondEdition,Mcgraw-Hill,20012.胡广书，数字信号处理：理论、算法与实现，清华大学出版社，20033.J.G.Proakis,D.G.Manolakis,DigitalSignalProcessing:Principles,Algorithms,andapplications,PH,1996考试要求平时作业：15％课程报告：15％期末考试：70％期末考试为开卷考试课程名称：数字信号处理（OR）离散时间信号处理离散时间信号处理：不考虑样本的量化效应，不考虑系数与运算过程的有限字长效应的影响。用离散信号处理的概念，易于导出各种理论结果，有各种闭式的分析工具，具有指导性的分析和设计方法。当考虑了量化效应和有限字长的计算和存储效应后，就变成数字信号处理两个课程名称：数字信号处理/离散时间信号处理都是合适的，强调了该课程的两个方面。从应用方面看，除特殊场合下用声表面波器件或开关电容网络直接做离散信号处理外，绝大多数离散信号处理的实现是通过数字系统实现的。一个处理连续时间信号的离散时间系统C/D:Continuous/DiscreteConverter连续时间信号的数字处理系统该框图是一个完整的处理连续信号的数字信号处理系统，实际系统可能是这个完整系统的一部分。如果前端和（或）后端构成一个独立子系统，这个子系统称为数据采集系统第1个要注意的参数T由连续信号获得离散信号时，采样周期T（或采样频率F）是必须有记录的参数，由T结合DSP结果，一般才能给出正确的物理解释例：第1个要注意的参数T（续）将会看到，用DSP进行信号分析时，其频率是归一化的，要得到对连续信号的正确物理解释，需要参数T。分析例子可以看到，连续角频率和离散角频率的关系连续信号的离散处理过程，均将有限频率范围映射到归一化的频率范围，映射尺度就是采样参数（T或F）数字信号处理的优缺点（优点）不敏感于元器件的外部容限参数，例如温度、老化等容易进行比较准确的精度控制多系统共享单处理器（分时处理）容易自适应地、实时地控制和改变系统参数容易实现模拟系统很困难、甚至不能实现的复杂运算长时间、大容量、无损地保留信息数字系统比较容易处理甚低频信号，例如地球物理信号，模拟系统需要大尺寸的电感和电容数字信号处理的优缺点（缺点）系统可能更加复杂处理速度和频率限制（例：音频级、视频级、雷达、声纳等，超高速）数字信号处理系统一般采用有源器件，模拟系统可能采用无源器件实现，一般数字系统需要更多的功耗。（例如：数码相机必须采用大容量或专用充电电池）功能简单的系统，仍以模拟为主，复杂系统采用数字系统实现。例－－模拟：普通收音机，指针式万用表。数字：手机、数码相机，MP3。电视：从模拟向数字迈进。关于DSPDSP：DigitalSignalProcessingDSP:DigitalSignalProcessorDSPs:DigitalSignalProcessingSolution课程内容介绍信号的表示：各种离散变换、快速算法、谱分析应用离散系统分析和设计：主要是数字滤波器结构、分析、设计。有限字长效应：影响与对策信号的表示：时域表示复频域表示；频域表示时－频表示表示之间的等价与反映不同特征1.2时域离散信号－序列1.2时域离散信号－序列（续）序列表示2－数学表达式序列表示3－数据集合（例：采样序列）几种常用序列1.单位抽样信号（Kronecker

函数）？如何表达2.单位阶跃实指数序列单边双边周期序列正弦型序列离散信号的频率与周期（续）正弦信号的周期离散信号的频率与周期（续）离散信号的频率与周期（续）例子：但角频率越大，包络变化越快是仍成立的。离散信号的频率与周期（续）以N周期的、可区分的正弦（余弦、复指数）频率数目只有N个。（Why？）序列的运算