dsp原理与开发第4讲.pptVIP

第一题 请用方框图描述一个你熟悉的实用数字信号处理系统，并做简要的分析；如果没有， 也可以自己设计一个简单的数字信号处理系统，并描述其功能及用途 第二题 数字滤波器的分类和结构特点 一、什么是数字滤波器 顾名思义：其作用是对输入信号起到滤波的作用； 即DF是由差分方程描述的一类特殊的 离散时间系统。 功能： 把输入序列通过一定的运算变换成输出 序列。不同的运算处理方法决定了滤波 器的实现结构的不同。 从实现方法上分：FIR、IIR IIR数字滤波器的结构特点：存在反馈环路，递归型结构 IIR有几种实现结构实现形式：直接型（直接Ⅰ型、直接Ⅱ型）；级联型（串联）、并联型、转置型 FIR数字滤波器的结构特点：不存在反馈环路，非递归型结构 IIR有几种实现结构实现形式：直接型；级联型；多相实现；线性相位 第二题：维基百科给出的解释 线性移不变的数字滤波器包括无限长脉冲响应滤波器（IIR滤波器）和有限长脉冲响应滤波器（FIR滤波器）两种。这两种滤波器的系统函数可以统一以Z变换表示为： 当 时，M就是IIR滤波器的阶数，表示系统中反馈环的个数。由于反馈的存在，IIR滤波器的脉冲响应为无限长，因此得名。若A(z) = 1，则系统的脉冲响应的长度为N+1，故而被称作FIR滤波器。 IIR滤波器的优点在于，其设计可以直接利用模拟滤波器设计的成果，因为模拟滤波器本身就是无限长冲激响应的。通常IIR滤波器设计的过程如下：首先根据滤波器参数要求设计对应的模拟滤波器（如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等等），然后通过映射（如脉冲响应不变法、双线性映射等等）将模拟滤波器变换为数字滤波器，从而决定IIR滤波器的参数。IIR滤波器的重大缺点在于，由于存在反馈其稳定性不能得到保证。另外，反馈还使IIR滤波器的数字运算可能溢出。 FIR滤波器最重要的优点就是由于不存在系统极点，FIR滤波器是绝对稳定的系统。FIR滤波器还确保了线性相位，这在信号处理中也非常重要。此外，由于不需要反馈，FIR滤波器的实现也比IIR滤波器简单。FIR滤波器的缺点在于它的性能不如同样阶数的IIR滤波器，不过由于数字计算硬件的飞速发展，这一点已经不成为问题。再加上引入计算机辅助设计，FIR滤波器的设计也得到极大的简化。基于上述原因，FIR滤波器比IIR滤波器的应用更广。 第二题：研究数字滤波器结构意义 滤波器的基本特性（如有限长脉冲响应FIR与无限长脉冲响应IIR）决定了结构上有不同的特点。 不同结构所需的存储单元及乘法次数不同，前者影响复杂性，后者影响运算速度。 有限精度（有限字长）实现情况下，不同运算结构的误差及稳定性不同。 好的滤波器结构应该易于控制滤波器性能，适合于模块化实现，便于时分复用。 第三题 IIR，FIR滤波器的异同 不同点： 由于IIR存在反馈，而FIR不存在，因此IIR单位脉冲响应为无限长，FIR单位脉冲响应为有限长 FIR不存在系统极点，是绝对稳定的系统，而IIR存在极点，实现起来有可能不稳定 IIR幅频特性精度很高，不是线性相位的，可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上；FIR幅频特性精度较之于IIR低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变 FIR有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要 相同点： 都是滤波器 第四题（1） DSP和通用处理器在结构上有什么不同，请你画出你熟悉的DSP结构图 根据微处理器的应用领域，微处理器大致可以分为三类：通用高性能微处理器（也称通用CPU）、嵌入式微处理器和数字信号处理器、微控制器（后两种也有统称嵌入式CPU）。 一般而言，通用处理器追求高性能，它们用于运行通用软件，配备完备、复杂的操作系统； 嵌入式微处理器强调处理特定应用问题的高性能，主要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操作系统，主要用于蜂窝电话、CD播放机等消费类家电； 微控制器价位相对较低，在微处理器市场上需求量最大，主要用于汽车、空调、自动机械等领域的自控设备。 DSP和通用处理器在结构上的不同： 存储器结构：改进的哈佛结构；冯·诺依曼结构 总线结构：多套总线；一套总线 第四题（2） 熟悉的DSP结构图 第五题 说说定点DSP和浮点DSP的定义 按数据格式分可分为定点芯片和浮点芯片两种。 定点DSP芯片按照定点的数据格式进行工作，其数据长度通常为16位、24位、32位。定点DSP的特点：体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高；但数值表