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《数字信号处理题解及电子课件》电子课件.ppt
一、 信号的抽取 二、信号的插值 解决方法 分别用一个低通滤波器H0(z)和一个高通滤波器H1(z)进行滤波 滤波器组的基本概念 一个滤波器组是指一组滤波器,它们有着共同的输入,或有着共同的相加后的输出 调相(PM) :待调制信号; :偏移常数; :载波的幅度,为常数。 调频(FM) 令 则 瞬时频率 频率调制后的信号 待调制信号 PM、FM统称角度调制,为非线性调制,特点是传输的带宽大,抗噪性能好。应用于高保真广播。 给定一低频正弦信号,可用modulate.m文件实现其不同形式的调制。结果如图。 例 FM PM Amdsb-sc Amdsb-tc Amssb Amdsb:双边带; Amssb单边带 信号的解调(Demodulation) 对幅度调制,其过程即是“包络检测”,使用的方法即是通过 Hilbert变换,求出解析信号,然后将频谱移位,得到低通包络信号。 窄带信号的抽样: 若: , 太大了! 窄带信号抽样定理 9.4 逆系统、反卷积及系统辨识 若 , 已知,求 ,正问题; 多数情况如此 若 , 已知,求 ,逆问题; 已知系统和输出,求源 心电逆问题,脑电逆问题 若 , 已知,求 ,逆问题; 已知输入输出,求系统 矿物勘探、地球物理 等领域 由输出求输出和系统这两种情况都要用到“逆系统”和“反卷积”的概念: 如果 互为逆系统 稳定的充要条件 最小相位系统 1. 若系统输入、输出已知,希望求系统 调整 的参数,使 接近等于 ,则 2. 若系统输入未知,输出已知,希望求系统 调整 的参数,使 接近等于 ,则 若系统输出已知,再知道输入或系统,欲 求另一个,可采用反卷积的方法: 依次递推 deconv.m 系统辨识-从频域求解: 谱分解 包含很多乘以零的运算,实际上是不需要的 法1 由 求 ,每两个点只要一个,即 白计算了 所以,在抽取与插值中,一定会有高效的计算方法,原则是: 插值时,乘以零的运算不要做; 抽取前,要舍弃的点就不要再计算。 的又一种表示形式: 表示 对模 求余 多相结构表示 法2 例 考查一个多抽样率系统是如何工作的 四、抽取和插值的滤波器实现 问题:卷积后有大量的数据被舍去,浪费了计算时间。改进:右图 假定: 分析一下和滤波器系数相乘的输入数据: 与 相乘的滤波器系数: 与 相乘的滤波器系数: 与 相乘的滤波器系数: 可把滤波器的系数分成 组, 每组 个系数 例 令 作 L=3 倍的插值; 作 M=4 倍的抽取; 作 L/M=3/4 倍的抽样率转换。 作为作业: 请编程实现该题的要求,并给出类似下页的图形 9.2 信号的子带分解及 滤波器组的基本概念 将信号的频谱均匀或非均匀地分解成若干部分,每一个部分都对应一个时间信号,我们称它们为原信号的子带信号 。 对信号x(n),我们欲将其传输,若用数字方 法,其传输过程包括数字化、量化、编码及 调制等步骤。若对该信号用抽样频率 fs 进行 抽样,每一个抽样数据为 16bit,那么其1秒数 据所需要的bit数是 16fs。 例 能否保证在传输 信号不失真的情况下,减少所用的bit数? 我们发现x(n)的频谱主要中在归一化频率0.08及0.12处,而从0.25~0.5处的能量很小。 H0(z) ↓2 H1(z) ↓2 由于: 的频带减小了一半; 所以:可以在它们后面跟一个二抽取环节; 这时: 的抽样频率为 含有较多的信号能量,每个抽样点仍用16 bit 含有较少的信号能量,每个抽样点用4 bit 总的bit数 原来 概念: 分析滤波器组 综合滤波器组 分析滤波器组 的作用: 将信号按频带分解,分解为低通、一系列带通和高通信号。按信号能量的分布,或按重要性,给以分别的处理。去除抽取时的混叠。 无混叠 有混
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