數(shù)字信號(hào)處理digitalsignalprocessing(dsp)(已修改)
2024-10-27 17:06 本頁(yè)面
【正文】 數(shù)字信號(hào)處理 Digital Signal Processing(DSP) 教師：張中兆 馬永奎 Tel:86413513 Email: 參考書(shū) [美 ] 科學(xué)出版社 (丁玉美，高西奎 ) 西安電子科技大學(xué)出版社 －學(xué)習(xí)指導(dǎo)系列 (海因斯 ) 科學(xué)出版社 講授內(nèi)容 1. 緒論 DSP的發(fā)展和應(yīng)用 2. 離散時(shí)間信號(hào)分析 DFT 3. 快速付里葉變換 FFT 4. Walsh變換 5. IIR DF的設(shè)計(jì) (無(wú)限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) ) 6. FIR DF 的設(shè)計(jì) (有限長(zhǎng)單位脈沖濾波器的設(shè)計(jì) ) 7. 自適應(yīng)數(shù)字濾波器 第一章 緒論 ? 為何要上數(shù)字信號(hào)處理 ? 在過(guò)去的數(shù)十年中，數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的領(lǐng)域，無(wú)論在理論上還是技術(shù)上都有非常重要的發(fā)展。 由于工業(yè)上開(kāi)發(fā)和利用廉價(jià)的硬件和軟件，使不同領(lǐng)域的新工藝和新應(yīng)用現(xiàn)在都想利用 DSP算法。 第一節(jié) 什么是數(shù)字信號(hào)處理 一、數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) (Digital Signal Processing) ? 凡是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ脭?shù)字硬件、對(duì)數(shù)字信號(hào)所進(jìn)行的 一切變換或按預(yù)定規(guī)則所進(jìn)行的一切加工處理運(yùn)算 。 ? 例如：濾波、檢測(cè)、參數(shù)提取、頻譜分析等。 ? 對(duì)于 DSP:狹義理解可為 Digital Signal Processor 數(shù)字信號(hào)處理器。廣義理解可為Digital Signal Processing 譯為數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。在此我們討論的 DSP的概念是指廣義的理解。 (復(fù)習(xí) ) ? 信號(hào)是一種物理體現(xiàn)。在信號(hào)處理領(lǐng)域中，信號(hào)被定義為一個(gè)隨機(jī)變化的物理量。 ? 例如：為了便于處理，通常都使用傳感器把這些真實(shí)世界的物理信號(hào) 電信號(hào)，經(jīng)處理的電信號(hào) 傳感器 真實(shí)世界的物理信號(hào)。 如現(xiàn)實(shí)生活中最常見(jiàn)的傳感器是話筒、揚(yáng)聲器 話筒 (將聲壓變化 )電壓信號(hào) 空氣壓力信號(hào) (揚(yáng)聲器 ) ? 頻率和幅度 ? 330kHz:Very low frequency VLF(潛水艇導(dǎo)航 ) ? 30300kHz:Low frequency LF(潛水艇 通信 ) ? 300~3000kHz:Medium frequency(調(diào)幅廣播 ) ? 330MHz:High frequency(HF)(無(wú)線電愛(ài)好者，國(guó)際廣播，軍事通信 無(wú)繩電話，電報(bào)，傳真 ) ? 30300MHz:Very High frequency(VHF)(調(diào)頻 FM， VHF電視 ) ? ~3GHz:Ultra high frequency(UHF)(UHF電視，蜂窩電話，雷達(dá)，微波，個(gè)人通信 ) ? 頻率低 20Hz范圍，稱為次聲波，它不能被聽(tīng)到，當(dāng)強(qiáng)度足夠大，能被感覺(jué)到。 (處于 VLF Very low frequency) ? 頻率 20Hz~20KHz稱為聲波， Low frequency (處于 LF) ? 頻率 20KHz稱為超聲波 ，具有方向性，可以成束 (處于 LF) ? 連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào) ? 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) ? 確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) (1)連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào) ? 連續(xù)信號(hào)：指隨時(shí)間信號(hào)而連續(xù)變化的信號(hào)。 ? 離散信號(hào)：只有在離散的時(shí)間點(diǎn)有確定的值。它通常都是通過(guò)對(duì)連續(xù)信號(hào)采樣而得到的。 (2)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) ? 模擬信號(hào)：指幅度連續(xù)的信號(hào)，通常指 時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的信號(hào)。 ? 數(shù)字信號(hào)：時(shí)間和幅度上都是離散的信 號(hào)。 x(t) t x(tn) tn x(n) n 采樣 模數(shù) 保持 轉(zhuǎn)換 (3)確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) ? 確定性信號(hào)：它的每一個(gè)值可以用有限個(gè)參量來(lái)唯一地加以描述。 例：直流信號(hào)：僅用一個(gè)參量可以描述。 階躍信號(hào)：可用幅度和時(shí)間兩個(gè)參量描述。 正弦波信號(hào)：可用幅度、頻率和相位三個(gè)參量 來(lái)描述。 ? 隨機(jī)信號(hào)：不能用有限的參量加以描述。也無(wú)法對(duì)它的未來(lái)值確定地參預(yù)測(cè)。它只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)描述 (概率密度函數(shù)來(lái)描述 )。 例：許多自然現(xiàn)象所發(fā)生的信號(hào)、語(yǔ)音信號(hào)、圖象信號(hào)、噪聲都是隨機(jī)信號(hào)。它們具有幅度 (能量 )隨機(jī)性、或具有發(fā)生時(shí)間上的隨機(jī)性或二都兼有之 。 ? 濾波 ? 變換 ? 壓縮 ? 估計(jì) ? 識(shí)別 信號(hào)處理的運(yùn)算 ? 時(shí)域 /空域運(yùn)算 ? 頻域運(yùn)算 ? 實(shí)時(shí)運(yùn)算 ? 離線運(yùn)算 時(shí)域信號(hào)運(yùn)算 基本運(yùn)算 ? 尺度運(yùn)算 :增益 –放大 –衰減 ? 延遲 / 超前 ? 相加 初等運(yùn)算 ? 積分 / 求和 ? 微分 / 差分 ? 乘法 ? 卷積 ? 相關(guān) 濾波 濾波器參數(shù) ? 通帶 Passband ? 阻帶 Stopband ? 過(guò)渡帶 Transition band ? 截止頻率 Cutoff frequency ? 基本濾波器類(lèi)型 –低通 Lowpass –高通 Highpass –帶通 Bandpass –帶阻Bandstop/band eject
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