2012数字信号处理讲课.ppt

信号处理 数字滤波器 数字滤波器是指输入、输出均为数字信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。 数字滤波器的实现方法： 在专用数字信号处理硬件电路上实现 通过编写程序在计算机上实现 信号处理 数字滤波器 数字滤波器描述 一个数字滤波器可以用差分方程来描述： 对应的系统函数： 信号处理 数字滤波器 实现数字滤波器的三种基本运算单元： 加法器 单位延迟器 常数乘法器 基本的单元两种表示法： 方框图法 信号流图法 信号处理 数字滤波器－表示法 差分方差： 滤波器如何表示呢？ 信号处理 数字滤波器－功能分类 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 信号处理 数字滤波器－脉冲响应分类 无限脉冲响应（IIR）滤波器 差分方程 系统函数 IIR滤波器在结构上存在输出到输入 的反馈 有限脉冲响应（FIR）滤波器 差分方程 系统函数 FIR滤波器的结构上不存在输出到输入的反馈，信号流图中不存在环路 。 信号处理 数字滤波器－设计步骤 模拟原型低通滤波器 模拟（高通、带通或带阻）滤波器 数字（高通、带通或带阻）滤波器 频率 变换 脉冲响应不变法 双线性变换法 模拟原型低通滤波器 数字 低通 滤波器 数字（高通、带通或带阻）滤波器 脉冲响应不变法 双线性变换法 频率 变换 总结 数字信号处理是一门涉及众多学科，又应用与众多领域的新兴学科，它既有较完整的理论体系，又以最快的速度形成自己的产业。由于各人水平和时间的关系只能从基本概念上给大家做下简单的普及，希望随着数字信号处理在汽车电子领域的应用，我们可以有更多的机会与时间来探讨，欢迎大家对以上内容提出宝贵意见！ * Thank you! * 信号处理 标乘运算 设序列为x(n)，a为常数(a≠ 0)，则序列 y(n)= ax(n) 表示将序列x(n)的标乘，定义为各序列值均乘以a，使新序列的幅度为原序列的a倍。 信号处理 标乘运算 信号4·X(n)为多少呢？ 信号处理 翻转运算 设序列为x(n)，则序列 y(n)= x(-n) 表示以n= 0的纵轴为对称轴将序列x(n)加以翻转。 信号处理 翻转运算 信号X(-n)为多少呢？ 信号处理 累加运算 设序列为x(n)，则序列 定义为对x(n)的累加，表示将n 以前的所有x(n)值求和。 信号处理 差分运算 前向差分：将序列先进行左移，再相减 Δx(n) = x(n+1)- x(n) 后向差分：将序列先进行右移，再相减 ▽x(n) = x(n)- x(n-1) 由此，容易得出 ▽x(n) = Δx(n-1) 信号处理 多阶差分运算 二阶前向差分 二阶后向差分 单位延迟算子D，有 Dy(n)= y(n-1) ▽y(n)= y(n)- y(n-1)= y(n)- Dy(n)= (1- D)y(n) ▽= 1-D k 阶后向差分 (按二项式定理展开) 二阶后向差分 信号处理 时间尺度变换运算 设序列为x(n)，m为正整数，则序列 抽取序列 y(n)= x(mn) x(mn) 和x(n/m)定义为对x(n)的时间尺度变换。 插值序列 信号处理 时间尺度变换运算－抽取 x(mn)：对x(n)进行抽取运算 不是简单在时间轴上按比例增加到m倍 以1/m倍的取样频率每隔m-1个点抽取1点。 保留 x(0) 信号处理 时间尺度变换运算－插值 x(n/m) ：对x(n)进行插值运算 表示在原序列x(n)相邻两点之间插入m-1个零值点 保留 x(0) 信号处理 信号能量 设序列为x(n)，则序列 定义为序列的能量，表示序列各取样值的平方之和； 若为复序列，取模值后再求平方和。 信号处理 卷积和运算 设序列为x(n)和z(n)，则序列 定义为x(n)和z(n)的卷积和。卷积和又称为离散卷积或线性卷积，是很重要的公式。 信号处理 卷积和运算－四个步骤 翻转：x(m) ，z(m) →z(-m) 移位：z(-m) → z(n-m) n为正数时，右移n位 n为负数时，左移n位 相乘：z(n-m) ? x(m) （