[信息与通信]数字信号处理1.ppt

* * 西安工业大学 * 主讲：张 峰、石现峰zf_zx963@163.com电信学院信通系 西安工业大学电子信息工程学院 课程内容特点概括 数字信号处理（Digital Signal Process）本质上是利用数学的方法和数字系统来实现信号及信息的处理，其应用的数学方法几乎涉及到了所有的数学分支，理论性强，内容丰富，发展迅速。 各种处理算法的研究，即建立数学模型 算法的实现，包括软件的和硬件的实现方法 序 言 一、课程发展及在课程体系中的地位 《数字信号处理》课程（学科)的基本理论基于经典的数值分析技术和采样理论而发展完善，并已经自成体系，成为一门独立的学科。 1969年第一本数字信号处理专著出版以来，陆续出版了许多数字信号处理著作和教材，课程也陆续在一些世界著名大学开设。目前，国内基本所有大学的电子信息、通信和计算机应用等专业都开设数字信号处理课程。 数字信号处理是信息领域一种重要的现代化工具，也是相关专业本科生的主要必修课和研究生的学位课，同时也是电子信息类大多数专业博士生的入学考试课程之一。 一、课程的主要内容 序 言 经典信号处理 现代信号处理 基本概念 变换域分析方法 系统函数与系统特性分析 信号采样（采样定理、窄带信号采样、正弦信号采样） DFT及其应用 各种快速算法的原理及实现(FFT、快速卷积、DCT) 数字滤波技术 随机信号分析 线性预测和最佳滤波 随机信号的功率谱估计技术 随机信号的时频分析方法（小波分析、HHT分析） 语音信号处理 振动信号分析 二、教材及参考书目 《数字信号处理》，张学智等，兵器工业出版社 离散时间信号处理， [美]A.V.奥本海姆，西安交通大学出版社，2001年第2版 胡广书，数字信号处理—理论、算法与实现，清华大学出版社。 数字信号处理－使用Matlab，[美]维纳.K.恩格尔、约翰.G.普罗克斯编著，刘树棠译，西安交通大学出版社 序 言 一、信号的概念及分类 信号，在数学上可定义为变量的函数，其带有有关某一物理系统的状态或特性的信息。按自变量和函数值是否连续，信号可如下分类： 1、连续时间信号：自变量是连续型的信号； 2、离散时间信号：自变量为离散型的信号，可表示为  数学上的序列； 3、模 拟 信 号：在时间（变量）和幅度（函数值） 上均连续的信号； 4、数 字 信 号：在时间（变量）和幅度（函数值） 上均离散的信号。 1、基本概念 二、系统的定义及分类 系统，在数学上可视为一种变换，其作用是把信号变换成某种更合乎要求的形式。按照系统的输入输出是哪一类信号，系统有下面的分类： 1、连续时间系统：输入和输出都是连续时间信号的  系统； 2、离散时间系统：输入和输出都是离散时间信号的 系统； 3、模拟系统：输入和输出都是模拟信号的系统； 4、数字系统：输入和输出都是数字信号的系统。 1、基本概念 三、数字信号处理系统组成 1、基本概念 抗混叠 时间离散 幅度离散 去伪存真 A/D器件 处理器及算法 幅度连续 时间连续 D/A器件 四、时域离散信号 时域离散信号是对模拟信号 进行等间隔采样获得的，采样间隔为T，得到： 整数 1、基本概念 注意n为非整数时 1、单位取样序列 2、单位阶跃序列 1、基本概念 3、矩形序列 观测信号 1、基本概念 4、正、余弦序列 1、正、余弦序列的周期性 由正弦函数的周期，必有： 即： （1） 是否为整分数成为序列周期性的判断准则 （2）如果周期，则周期为 为最简真分数的分母。 周期序列定义： 1、基本概念 2、正、余弦序列的角频率 （1）模拟角频率和数字角频率 ：表示连续时间信号的角频率，称为模拟角频率。 ：表示离散时间序列的角频率，称为数字角频率。 （2）数字角频率的特点 说明的数字角频率 是以 为周期的。 说明 关于 为奇对称，分析时取以下区间即可： 或者 1、基本概念 （3）数字角频率的高低 只考虑 ，把位于0附近的 值说成是低频范围，而把位于 附近的 值说成是高频区域。 （4）数字角频率和模拟角频率的关系 由于 因而 关系式在采样的前提下，具有普遍的意义。 采样周期 采样频率 1、基本概念 五、离散时间系统 定义：一个离散时间系统是把一个离散时间信号 映射为另一离散时间信号 的变换或算法，记为：