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數(shù)字信號處理-緒論

上傳人:san****019 文檔編號:15795586 上傳時間:2020-09-06 格式:PPT 頁數(shù):18 大?。?82.41KB
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1、緒論,一. 數(shù)字信號處理的基本概念 1.信號 2.信號分類 3.模擬信號 4. 數(shù)字信號 5. 二者關(guān)系 6. 數(shù)字信號處理,DSP(Digital Signal Processing)是近幾十年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。 DSP是利用計算機(jī)或?qū)S迷O(shè)備,以數(shù)值計算的方法對信號進(jìn)行采集、變換、綜合、估值、識別等加工處理,借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的的一門學(xué)科。 1、信號 信號是傳輸信息的函數(shù),是信息的物理表現(xiàn)形式;而信息是信號的具體內(nèi)容,通俗地講,信息就是有用的消息。 信息是一個十分抽象而又復(fù)雜的概念,它包含在消息之中,是通信系統(tǒng)中傳送的對象,是客觀世界的第三要素;其特點是無形的,

2、可共享的,無限的,可度量的。 消息不等于信息,同一消息可含有不同的信息量。 2、信號的分類 依載體:電信號、磁信號、聲信號、光信號、熱信號、 機(jī)械信號。 依變量個數(shù):一維、二維、多維(矢量)信號。,依周期性:周期信號x(t)=x(t+kT); 非周期信號。 依是否為確定函數(shù):確定信號;隨機(jī)信號。 依能量或功率是否有限:能量信號;功率信號。 無論是用模擬方法還是用數(shù)字方法,都是將所研究的信號先變成電信號,即所謂模擬信號。因此,可把信號分為模擬信號和數(shù)字信號兩類。 3.模擬信號 用電壓或電流去模擬其他物理量,如聲音、溫度、壓力、圖象等所得到的信號。

3、4.數(shù)字信號 在時間上和幅度上都是離散的信號。它可由模擬信號經(jīng)離散和量化得到,亦可客觀存在。本質(zhì)上,它只是一系列的“數(shù)”。 5.兩者關(guān)系 模擬經(jīng)A/D變換得數(shù)字;數(shù)字經(jīng)D/A變換得模擬。 6.數(shù)字信號處理 通俗地講,處理就是加工,因數(shù)字信號常表示成序列,加工實際上就是相加、相乘和位移。,二. 數(shù)字信號處理的學(xué)科概貌(研究內(nèi)容) 1. 信號的采集 實現(xiàn)信號的數(shù)字化,包括取樣、量化。 2. 信號的分析 信號描述與運算,各種變換,時、頻域分析。 3. 系統(tǒng)分析 線性系統(tǒng)與非,時變系統(tǒng)與非,線性時(移)不 變系統(tǒng),因果系統(tǒng)與非,線性時(移)不變因果系 統(tǒng)。

4、4. 快速算法 FFT, WFT,,快速卷積、相關(guān)算法。 5. 數(shù)字濾波技術(shù) (1) IIR數(shù)字濾波器的分析與設(shè)計; (2) FIR數(shù)字濾波器的分析與設(shè)計。,6. 信號的頻譜分析與估值 確定信號:譜分析;隨機(jī)信號:相關(guān)計算、 譜估計。 7. 特殊算法 反卷積,信號重構(gòu)。 8. 數(shù)字信號處理的實現(xiàn) (1) 在通用微機(jī)上,用軟件實現(xiàn); (2) 用單片機(jī)實現(xiàn); (3) 專用數(shù)字信號處理芯片DSP。,三. 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成 1. 框圖,,前置預(yù)濾波器,,A/D變換器,,數(shù)字信號處理器,,D/A變換器,,模擬濾波器,,y(n),y(t),2. 各單元的作用 前置預(yù)濾波器: 濾除

5、高于某一頻率的信號,防混迭。 A/D變換器: 完成抽樣和量化,實現(xiàn)數(shù)字化。如下圖所示:,數(shù)字信號處理器:,,,,,,,,,,y(n),0,1,2,3,4,n,D/A變換器: 模擬濾波器:,,,,四. 數(shù)字信號處理的特點 精度高 模擬系統(tǒng):由元器件確定(10-3);數(shù)字系統(tǒng):由字長確定。 2. 靈活性高 數(shù)字系統(tǒng)的性能主要由乘法器的系數(shù)決定。 3. 可靠性高 只有“0”和“1”兩個電平,受溫度噪聲影響小。 4. 容易集成 規(guī)范性高,電路參數(shù)要求不高。,5. 時分復(fù)用,6. 可獲得高性能指標(biāo) 如頻譜分析:模擬方法10Hz; 數(shù)字方法10-3Hz. 7.

6、 便于二維與多維處理 用存儲一禎或數(shù)禎圖象信號,實現(xiàn)二、多維 處理。 8. 速度不夠高,工作頻率也不夠高 幾十MHz以下。,五. 本課程的特點 1. 數(shù)學(xué)工具多 微積分,概率統(tǒng)計,隨機(jī)過程,高等代數(shù), 數(shù)值分析,積分變換,復(fù)變函數(shù)等。 2. 要求基礎(chǔ)強(qiáng) 網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)是本課程的理論基礎(chǔ)。 3. 與其它學(xué)科密切相連 與最優(yōu)控制、通信理論、故障診斷、計算機(jī)、 微電子技術(shù)不可分,又是人工智能、模式識別、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)之一。,六. 講授內(nèi)容與參考書 經(jīng)典的: 1. A.V.Oppenheim ,“Digital Signal Proce

7、ssing” , 1975. 中譯本有多種 2. W.D.Stanley , “Digital Signal Processing” , 1975.中譯本常迥譯1979. 3. 黃順吉等, 數(shù)字信號處理及其應(yīng)用 , 國防 工業(yè)出版社, 1982 4. 鄒理和, 吳北熊等,, 數(shù)字信號處理, 上、下冊, 國防工業(yè)出版社, 1985. 5.何振亞 , 數(shù)字信號處理的理論與應(yīng)用 , 上、下冊, 人民郵電出版社, 1985.,研究生用: 6.胡廣書, 數(shù)字信號處理--理論 算法與實現(xiàn) 清華大學(xué)出版社,1997. 7. 張貿(mào)達(dá) , 現(xiàn)代信號處理, 清華大學(xué) 1996. 8.王宏禹,隨機(jī)

8、數(shù)字信號處理,國防工業(yè)出版社,1994. 9.程乾生,信號數(shù)字處理的數(shù)學(xué)原理,石油工業(yè)出版社(第2版),1993.,較新的: 10.吳鎮(zhèn)揚,數(shù)字信號的原理與實現(xiàn),東 南大 學(xué),1997. 11.趙爾沅等,數(shù)字信號處理實用教程,人民郵 電,1999. 12.姚天任等,現(xiàn)代數(shù)字信號處理,華中理工, 1999. 13.丁玉美等,數(shù)字信號處理,西安電子科大, (第2版),2001. 14.A.V.奧本海姆,R.W.謝弗著,黃建國等譯, 離散時間信號處理,科學(xué)出版社,2000.,英文原版: S.J.Orfanidis, Introduction to signal processing, Copyright 1996 by Prentice Hell Comp. S.K.Mitra,Digital signal processing a computer- based approach,second edition,Copyright 2001 by McGraw-Hill Comp.,

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