數(shù)字信號(hào)處理-緒論

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1、緒論一.數(shù)字信號(hào)處理的基本概念1.信號(hào)2.信號(hào)分類3.模擬信號(hào)4.數(shù)字信號(hào)5.二者關(guān)系6.數(shù)字信號(hào)處理DSP(DigitalSignalProcessing)是近幾十年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。DSP是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ迷O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、綜合、估值、識(shí)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(hào)信號(hào)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(hào)的具體內(nèi)容，通俗地講，信息就是有用的消息。信息是一個(gè)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(duì)象，是客觀世界的第三要素；其特點(diǎn)是無形的，可共享的，無限

2、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(hào)的分類依載體：電信號(hào)、磁信號(hào)、聲信號(hào)、光信號(hào)、熱信號(hào)、機(jī)械信號(hào)。依變量個(gè)數(shù)：一維、二維、多維（矢量）信號(hào)。依周期性：周期信號(hào)x(t)=x(t+kT);非周期信號(hào)。依是否為確定函數(shù)：確定信號(hào)；隨機(jī)信號(hào)。依能量或功率是否有限：能量信號(hào)；功率信號(hào)。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(hào)先變成電信號(hào)，即所謂模擬信號(hào)。因此，可把信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩類。3.模擬信號(hào)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(hào)。4.數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和幅度上都是離散的信號(hào)。它可由模擬

3、信號(hào)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(hào)處理通俗地講，處理就是加工，因數(shù)字信號(hào)常表示成序列，加工實(shí)際上就是相加、相乘和位移。二.數(shù)字信號(hào)處理的學(xué)科概貌（研究內(nèi)容）1.信號(hào)的采集實(shí)現(xiàn)信號(hào)的數(shù)字化，包括取樣、量化。2.信號(hào)的分析信號(hào)描述與運(yùn)算，各種變換，時(shí)、頻域分析。3.系統(tǒng)分析線性系統(tǒng)與非~，時(shí)變系統(tǒng)與非~，線性時(shí)（移）不變系統(tǒng)，因果系統(tǒng)與非~，線性時(shí)（移）不變因果系統(tǒng)。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

4、設(shè)計(jì)；(2)FIR數(shù)字濾波器的分析與設(shè)計(jì)。6.信號(hào)的頻譜分析與估值確定信號(hào)：譜分析；隨機(jī)信號(hào)：相關(guān)計(jì)算、譜估計(jì)。7.特殊算法反卷積，信號(hào)重構(gòu)。8.數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)(1)在通用微機(jī)上，用軟件實(shí)現(xiàn);(2)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn);(3)專用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP。三.數(shù)字信號(hào)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(hào)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：濾除高于某一頻率的信號(hào)，防混迭。A/D變換器：完成抽樣和量化，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。如下圖所示：-30123435474nT2T-1數(shù)字信號(hào)處理器：y(n)01234nD/A變換器：

5、模擬濾波器：0y(t)四.數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn)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(gè)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(shí)分復(fù)用數(shù)字信號(hào)處理器同步多路開關(guān)多路開關(guān)輸出輸入......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.便于二維與多維處理用存儲(chǔ)一禎或數(shù)禎圖象信號(hào)，實(shí)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(diǎn)1.數(shù)學(xué)工具多微積分，概率統(tǒng)計(jì)，隨機(jī)過程，

6、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(hào)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(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)不可分，又是人工智能、模式識(shí)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，“DigitalSignalProcessing”,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(shù)字信號(hào)處理及其應(yīng)用,國防工業(yè)出版社，19824.鄒理和，吳北熊等，

7、,數(shù)字信號(hào)處理,上、下冊(cè),國防工業(yè)出版社,1985.5.何振亞，數(shù)字信號(hào)處理的理論與應(yīng)用，上、下冊(cè)，人民郵電出版社，1985.研究生用：6.胡廣書，數(shù)字信號(hào)處理--理論算法與實(shí)現(xiàn)清華大學(xué)出版社，1997.7.張貿(mào)達(dá)，現(xiàn)代信號(hào)處理，清華大學(xué)1996.8.王宏禹，隨機(jī)數(shù)字信號(hào)處理，國防工業(yè)出版社，1994.9.程乾生，信號(hào)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(yáng)，數(shù)字信號(hào)的原理與實(shí)現(xiàn)，東南大學(xué)，1997.11.趙爾沅等，數(shù)字信號(hào)處理實(shí)用教程，人民郵電，1999.12.姚天任等，現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理，華中理工，1999.13.丁玉美等

8、，數(shù)字信號(hào)處理，西安電子科大，（第2版