《數字信號處理》緒論

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1、課程緒論一.數字信號處理的基本概念1.信號2.信號分類3.模擬信號4.數字信號5.二者關系6.數字信號處理DSP(DigitalSignalProcessing)是近幾十年發(fā)展起來的一門新興學科。DSP是利用計算機或專用設備，以數值計算的方法對信號進行采集、變換、綜合、估值、識別等加工處理，借以達到提取信息和便于應用的目的的一門學科。1、信號信號是傳輸信息的函數，是信息的物理表現形式；而信息是信號的具體內容，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

2、世界的第三要素；其特點是無形的，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、機械信號。依變量個數：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：確定信號；隨機信號。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

3、、溫度、壓力、圖象等所得到的信號。4.數字信號在時間上和幅度上都是離散的信號。它可由模擬信號經離散和量化得到，亦可客觀存在。本質上，它只是一系列的“數”。5.兩者關系模擬經A/D變換得數字；數字經D/A變換得模擬。6.數字信號處理通俗地講，處理就是加工，因數字信號常表示成序列，加工實際上就是相加、相乘和位移。二.數字信號處理的學科概貌（研究內容）1.信號的采集實現信號的數字化，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)

4、與非~，線性時（移）不變因果系統(tǒng)。4.快速算法FFT,WFT,,快速卷積、相關算法。5.數字濾波技術(1)IIR數字濾波器的分析與設計；(2)FIR數字濾波器的分析與設計。6.信號的頻譜分析與估值確定信號：譜分析；隨機信號：相關計算、譜估計。7.特殊算法反卷積，信號重構。8.數字信號處理的實現(1)在通用微機上，用軟件實現;(2)用單片機實現;(3)專用數字信號處理芯片DSP。三.數字信號處理系統(tǒng)的基本組成1.框圖前置預濾波器A/D變換器數字信號處理器D/A變換器模擬濾波器y(n)y(t)2.各單元的作用前置預濾波器：

5、濾除高于某一頻率的信號，防混迭。A/D變換器：完成抽樣和量化，實現數字化。如下圖所示：-30123435474nT2T-1數字信號處理器：y(n)01234nD/A變換器：模擬濾波器：0y(t)四.數字信號處理的特點精度高模擬系統(tǒng)：由元器件確定（10-3）；數字系統(tǒng)：由字長確定。2.靈活性高數字系統(tǒng)的性能主要由乘法器的系數決定。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，電路參數要求不高。5.時分復用數字信號處理器同步多路開關多路開關輸出輸入......6.可獲得高性能指標如頻譜分析

6、：模擬方法10Hz;數字方法10-3Hz.7.便于二維與多維處理用存儲一禎或數禎圖象信號，實現二、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.數學工具多微積分，概率統(tǒng)計，隨機過程，高等代數，數值分析，積分變換，復變函數等。2.要求基礎強網絡理論、信號與系統(tǒng)是本課程的理論基礎。3.與其它學科密切相連與最優(yōu)控制、通信理論、故障診斷、計算機、微電子技術不可分，又是人工智能、模式識別、神經網絡等新興學科的理論基礎之一。六.講授內容與參考書經典的：1.A.V.Oppenheim，“Digital

7、SignalProcessing”,1975.中譯本有多種2.W.D.Stanley,“DigitalSignalProcessing”,1975.中譯本　常迥譯　1979.3.黃順吉等，數字信號處理及其應用,國防工業(yè)出版社，19824.鄒理和，吳北熊等，,數字信號處理,上、下冊,國防工業(yè)出版社,1985.5.何振亞，數字信號處理的理論與應用，上、下冊，人民郵電出版社，1985.研究生用：6.胡廣書，數字信號處理--理論算法與實現清華大學出版社，1997.7.張貿達，現代信號處理，清華大學1996.8.王宏禹，隨機數字

8、信號處理，國防工業(yè)出版社，1994.9.程乾生，信號數字處理的數學原理，石油工業(yè)出版社（第2版），1993.較新的：10.吳鎮(zhèn)揚，數字信號的原理與實現，東南大學，1997.11.趙爾沅等，數字信號處理實用教程，人民郵電，1999.12.姚天任等，現代數字信號處理，華中理工，1999.13.丁玉美等，數字信號處理，西安電子科大，（第