第一章绪论(数字信号处理).pptVIP

数字信号处理学科包含范围 离散时间线性时不变系统分析 离散时间信号时域、频域分析、离散傅里叶变换理论 信号的采集（A/D、D/A、抽样、量化等） 数字滤波 谱分析与FFT 自适应信号处理 估计理论，包括功率谱估计及相关函数估计等 信号的压缩 信号的建模（AR、MA、ARMA等） 特殊算法（同态处理、抽取与内插、信号重建） 实现与应用 1.4 数字信号处理的特点 （1）灵活性高 模型参数决定系统性能，可通过改变参数来实现不同处理，比模拟系统方便 存贮方便 多工处理 信号变换形式多样，如重排、倒置、时移 数字信号处理的特点 （2）可实现性好 软件基础好 易实现大规模集成 （3）高技术指标 高精度（14位即可达10-4） 大频率范围 传输方便、干扰小 数字信号处理的特点 （4）可靠性高 数字系统：只有两个信号电平0，1受噪声及环境条件等影响小。 模拟系统：各参数都有一定的温度系数，易受环境条件，如温度、振动、电磁感应等影响，产生杂散效应甚至振荡等 且数字系统采用大规模集成电路，其故障率远远小于采用众多分立元件构成的模拟系统。 （5）易实现多维处理 1.5数字信号处理系统的基本组成 以下所讨论的是模拟信号的数字信号处理系统. 前置预 滤波器 A/D 变换器 数字信号 处理器 D/A 变换器 模拟 滤波器 模拟 Xa(t) 模拟 Ya(t) (1)前置滤波器 将输入信号xa(t)中高于某一频率的分量加以滤除。 (2)A/D变换器 由模拟信号产生一个二进制码。 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次xa(t)的幅度，抽样后的信号称为离散信号。 (3)数字信号处理器(DSP) 按照预定要求，在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n). (4)D/A变换器 由一个进制流产生一个阶梯波形，是形成模拟信号的第一步。 (5)后置滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号。 以滤除掉不需要的高频分量，生成所需的模拟信号ya(t). 1.6 应用 工业控制与自动化 仪器 滤波与变换 通信 语言语音 图像 消费电子 医疗 军事 1.7 数字信号处理的发展 随着计算机的出现而发展，上世纪五十年代用计算机处理复杂信号如地球物理信号 1965年Cooley与Tukey发表“快速傅里叶变换算法”一文，数字信号处理大发展里程碑 近年来： 确定性 随机性 一维 多维 线性 非线性 DSP技术的发展趋势，可用四个字“多快好省”来概括。 多。可从广度和深度看，广度是指DSP的型号越来越多。如TMS320C2x（控制）/5x（低功耗）/6x（高性能处理）.从深度讲是多CPU的糅合，一种多DSP的糅合，一种DSP的核和其他事务性处理的核的糅合在一起如RM核。 快，即运算的速度越来越快，指令速度越来越快，频率越来越高，功能越来越强。 好。主要是指性能价格比。 性价比符合摩尔定律：每隔18个月，芯片的速度提高一倍，价格是原来的一半。这是由于半导体工艺的发展，使得成本降低引起的。 省。功耗越来越低。 正是由于DSP多快好省的发展，DSP的应用范围越来越宽。 数字汇聚 远程会议系统 融合网络 数字图书馆 图文合一检索系统 多媒体通信 个人信息终端 数字信号处理 浙江大学机械能源学院 参 考 书 奥本海姆 数字信号处理 科学出版社 程佩青 数字信号处理教程 清华大学出版社 俞卞章 数字信号处理 西北工业大学出版社 第一章 绪论 数字信号处理学科的形成 数字信号处理：就是用数字的方法来 处理信号的一门新兴学科 1.1 信号 什么是信号 天、地、生、人类活动的各个领域，都存在各式各样的信号，如： 特点：包含客观对象的状态和特征有关的信息。 信号是信息的载体。 信息（维纳）：是人们在适应外部世界且使这种适应反作用于外界世界的过程中同外部世界进行交换的内容的统称。 信息（通用定义）：是事物存在的方式或运动状态，以及这种方式或状态的直接或间接的表述。 信息的性质：信息必须以某种物质作为媒介进行存储、传输和转换，在这个过程中又总是伴随着能量的传递和转换。信息既不是物质也不是能量，它只是物质的特殊属性，它可以传递和提供关于客观物质世界的知识，减少或消除对知识的不确定性。 美国数学家申农（香农）C.E. Shannon(1916-1948)《通讯中的数学理论》指出“通讯的基本问题就是精确地或近似地在一点复现另一点选择的信号”。信息论的创始人。 2 信号的分类 信号：随时间或空间变化的物