数字信号处理-绪论.ppt

数字信号处理（Digital Signal Processing：DSP） 数字信号处理的发展 计算机的诞生，为信号的数字处理提供了实现的可能，50年代前期的研究工作 1965年FFT的提出，是DSP发展的里程碑 离散变换的进展：65年FFT，70年余弦变换，80年代中期小波变换 滤波器设计技术：IIR、FIR数字滤波器，多采样处理和滤波器组理论 统计和自适应信号处理，阵列处理等 器件和系统 数字信号处理（Digital Signal Processing:DSP）教学的演变 1969年Rader和Gold第一本DSP书 1975年OppenheimSchafer第一本教科书，主要面向研究生 1989年OppenheimSchafer的离散时间信号处理（Discrete Time Signal Processing）出版，1999年修订版 我国也出版了大量DSP教材 内容的基本原理部分基本稳定，应用不断扩大 从研究生进入本科生阶段，重要的专业基础课 教材和参考书 1. 教材：程佩青著，数字信号处理教程（第三版），清华大学出版社 2. 参考书：丁玉美、高西全,数字信号处理（第二版），西安电子科技大学出版社,2001年1月. 3. S. K. Mitra, Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, Third Edition, Mcgraw-Hill,2001 4． John G. Proakis and Vinay K.Ingle, Digital Signal Processing Using MATLAB, 2003. 5. 胡广书，数字信号处理：理论、算法与实现，清华大学出版社，2003 模拟信号和数字信号 模拟信号：指幅度连续的信号，通常指 时间和幅度上都是连续的信号。 数字信号：时间和幅度上都是离散的信 号。 (1)前置滤波器：将输入信号xa(t)中高于某一频率(称折叠频率，等于抽样频率的一半)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流。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). 数字信号处理实现方法 1.采用大、中小型计算机和微机。 2.用单片机。 3.利用通用DSP芯片 4.利用特殊用途的DSP芯片 （1）采用大、中小型计算机和微机 工作站和微机上各厂家的数字信号软件，如有各种图象压缩和解压软件。 用这一方法优点：可适用于各种数字信号处理的应用场合，很灵活。 （2）用单片机 由于单片机发展已经很久，价格便宜，且功能很强。 优点：可根据不同环境配不同单片机，其能达实时控制，但数据运算量不能太大。 （3）利用通用DSP芯片 DSP芯片较之单片机有着更为突出优点。 如内部带有乘法器，累加器，采用流水线工作方式及并行结构，多总线速度快。配有适于信号处理的指令(如FFT指令)等。 目前市场上的DSP芯片有： 美国德州仪器公司(TI):TMS320CX系列 占有90% 还有ATT公司dsp16,dsp32系列 Motorola公司的dsp56x,dsp96x系列 AD公司的ADSP21X,ADSP210X系列 （4）利用特殊用途的DSP芯片 市场上推出专门用于FFT,FIR滤波器，卷积、相关等专用数字芯片。 如：BB公司：DF17XX系列 MAXIM公司：MAXIM27X ,MAXIM28X National公司：National-SEMI系列：MF系列。 其软件算法已在芯片内部用硬件电路实现，使用者只需给出输入数据，可在输出端直接得到数据。 四、数字信号处理的特点 与模拟系统(ASP)相比，数字系统具有如下特点： 精度高 可靠性 灵活性大 易于大规模集成 时分复用 可获得高性能指标 二维与多维处理 1.精度高 在模拟系统中，它的精度是由元件决定，模拟元器件的精度很难达到10-3以上。而数字系统中，17位字长就可达10-5精度，所以在高精度系统中，有时只能采用数字系统。 2.可靠性强 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