[理学]dsp-第0章绪论.ppt

数字信号处理－绪论 数字信号处理Digital Signal Processing 主讲：张弘 smezh@163.com 西安电子科技大学微电子学院 课程介绍 课堂教学46学时 平时作业＋上机练习 教材：《数字信号处理（第三版）》 高西全 丁玉美 编著 西安电子科技大学出版社 参考书： 《Signals and Systems》（英文版） Alan S.Oppenheim，Alan S.Wil 电子工业出版社 《离散时间信号处理》 A.V.奥本海姆，R.W.谢弗，J.R.巴克 西安交通大学出版社 《数字信号处理》 陆光华，张林让 西安电子科技大学出版社 2004 绪论 数字信号处理基本概念 DSP系统的实现方式 发展研究方向 一、数字信号处理基本概念 信号表现形式有电、磁、机械振动以及热、光、声等。几乎在所有的工程技术领域都涉及到信号处理问题。 一、数字信号处理基本概念 如：滤波、放大、谱分析、调制解调等。 一、数字信号处理基本概念 一、数字信号处理基本概念 （1）模拟信号 （连续信号） 一、数字信号处理基本概念 （2）时域离散信号 一、数字信号处理基本概念 （3）幅度离散信号 一、数字信号处理基本概念 （4）数字信号 一、数字信号处理基本概念 数字系统特点 1、可编程性： 模拟系统：调整硬件设计 数字系统：调整软件 例如：模拟滤波器，数字滤波器，自适 应滤波器 数字系统特点 2、精确性： 模拟系统：精确性依元器件不同而有所差异。 数字系统：精度由机器字长，算法等决定。 例如，求对数运算，数字运算精度可任意高，而对于模拟电路，1%的精度就很难达到。 数字系统特点 3、稳定性： 模拟系统：模拟元器件（电阻、电容、运算放大器等）的特性随着环境温度、湿度的改变而变化。 数字系统：只要在门限范围内，不会随着温度的变化而变化。 数字系统特点 4、抗噪声能力： 模拟系统：存在噪声积累 数字系统：不存在噪声积累 5、便于大规模集成，系统小型化， 比如，ASIC, FPGA 数字系统特点 6、纠错、加密/解密: 信号在传输过程中，存在传输出错的可能，或者信息安全的问题，当数据采用数字系统传输时，可以很容易地在数据流中插入“冗余码”进行纠错或者加密/解密。 数字系统特点 7、数据压缩、传输和存储： 例如：Internet、 Compact Disc (CD)、 Digital Video Disc (DVD) 模拟系统的优势 1、实时性（ Real-Time Processing）： 模拟系统：除去电路延时，系统的处理速度具有实时性。 数字系统：由处理器速度决定。 2、能够处理超高频信号： 模拟系统：能够处理微波、光信号等。 数字系统：根据Nyquist准则，处理速度受限于最低采样频率, A/D 和处理器速度. 绪论 数字信号处理基本概念 DSP系统的实现方式 发展研究方向 二、DSP系统的实现方式 （1）软件实现 用一台通用的数字计算机按照原理和算法，编写或运行数字信号处理程序。优点是经济，一机可以多用；缺点是处理速度慢 二、DSP系统的实现方式 （2）硬件实现 针对特定的应用目标和要求，经优化，采用运算器、延时器、控制器、存储器、I/O等部件设计专用的软硬件系统。优点是容易做到实时处理，缺点是设备只能专用。 二、DSP系统的实现方式 （3）片上系统实现 SOC要充分考虑如何合理划分软件和硬件所实现的系统功能以及如何实现软、硬件之间的信息传递。SOC将是数字信号处理系统一个新型实现方法。 绪论 数字信号处理基本概念 DSP系统的实现方式 发展研究方向 三、DSP的发展研究方向 三、DSP的发展研究方向 三、DSP的发展研究方向 一般来说，数字信号处理限于线性时不变系统理论，并假设信号及背景是高斯平稳的，信号的分析基于二阶矩，数字滤波和FFT是常用方法。 目前DSP研究热点： 时变系统 非平稳信号 非高斯信号 非线性信号 三、DSP的发展研究方向 处理方法的发展： 自适应滤波 离散小波变换 高阶矩分析 信号盲处理 分形、混沌理论 目的：数学模型更加符合实际，或者降低对信号先验知识的要求，充分利用观测信号中的一切有用信息，提高信息利用率。 * 1）什么是信号 (Signal)？ 任何承载信息的事务都是信号信号是信息的物理表示。 2）什么是信号处理？ 对所关心