unit-09-譯文(已修改)
2025-08-16 09:33 本頁面
【正文】 Unit 9 數(shù)字信號和信號處理Unit 91第一部分：數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理（DSP）是研究數(shù)字表示的信號以及這些信號的處理方法。數(shù)字信號處理和模擬信號處理是信號處理的子領(lǐng)域。數(shù)字信號處理包括音頻及語音信號處理、聲納和雷達信號處理、傳感器陣列處理、譜估計、統(tǒng)計信號處理、圖像處理、通信信號處理、生物醫(yī)學信號處理等子領(lǐng)域。數(shù)字信號處理的目標通常是測量連續(xù)的真實世界的模擬信號或?qū)ζ錇V波，因此，第一步常常是使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號從模擬形式轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。通常，要求的輸出信號為另一個模擬輸出信號，這就需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器。數(shù)字信號處理的算法有時通過使用專用計算機來實現(xiàn)，它們（專用計算機）利用被稱為數(shù)字信號處理器的專用微處理器（簡稱DSP）。這些數(shù)字信號處理器實時處理信號，通常是針對具體目的而設(shè)計的專用集成電路（ASIC）。當靈活性和快速開發(fā)比大批量生產(chǎn)的成本更重要時，DSP算法也可以用現(xiàn)場可編程門陣列來實現(xiàn)。數(shù)字信號處理域在數(shù)字信號處理中，工程師通常在下面幾個域的一個域中來研究數(shù)字信號：時域（一維信號），空域（多維信號），頻域，自相關(guān)域以及小波域。他們按照某些依據(jù)來猜測（或試驗不同的可能性）那一個域能夠最好地表示信號的本質(zhì)特性來選擇在其中進行信號處理的域。從測量設(shè)備得到的樣本序列產(chǎn)生（信號的）時域或空域表示，而離散Fourier變換則產(chǎn)生頻域表示即頻譜。自相關(guān)定義為信號與其自身經(jīng)過時間或空間間隔變化后的互相關(guān)。信號采樣隨著計算機應(yīng)用的增長，數(shù)字信號處理的使用和需求日益增多。為了能夠在計算機上使用模擬信號，必須使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對其進行數(shù)字化。采樣通常分兩步實現(xiàn)：離散化和量化。在離散化階段，信號空間被分割為相等的區(qū)間，用相應(yīng)區(qū)間的代表性信號值代替信號本身。在量化階段，用有限集中的值來近似代表性的信號值。為了能夠正確地重建被采樣的模擬信號，必須滿足奈奎斯特香農(nóng)采樣定理。定理規(guī)定：采樣頻率必須大于兩倍的信號帶寬。實際應(yīng)用中，采樣頻率通常遠大于信號帶寬的兩倍。最常用的帶寬是：DC~BW（基帶）；以及fc177。BW，即以載波頻率為中心的頻帶（直接調(diào)制）。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）用來將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換回模擬信號。數(shù)字計算機的使用是數(shù)字控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。時域和空域時域和空域中最普通的處理方法是用一種叫做濾波的方法增強輸入信號。濾波通常由在輸入或輸出信號當前樣本周圍的許多樣本的某種變換組成。有很多表示濾波器特性的方法，例如：l “線性”濾波器是對輸入樣本的線性變換；其他的濾波器為非線性的。線性濾波器滿足疊加條件，就是說，如果輸入是不同信號的加權(quán)線性組合，輸出就是（各信號）相應(yīng)輸出的同樣加權(quán)線性組合。l “因果”濾波器僅使用
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