【正文】 科學(xué)出版社 Processing 信號(hào)處理導(dǎo)論 Sophocles (奧法尼索斯 ) 清華大學(xué)出版社 Matlab的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 信號(hào)處理 樓順天 李博菡 編著 西安電子科大出版社 講授內(nèi)容 DSP的發(fā)展和應(yīng)用 （書上第一章及第二章部分） DFT(書上第三章） FFT（ 書上第四章） (DF)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法（書第五章） DF的設(shè)計(jì) (無限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) )（書第六章） DF 的設(shè)計(jì) (有限長單位沖激響應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì) )（書第七章） [A/D 、 DF(主要介紹 )、 FFT 、 D/A]（ 書第八章） （補(bǔ)充見張?jiān)獏⒖紩? 第一章 緒論 第一節(jié) 什么是數(shù)字信號(hào)處理 數(shù)字信號(hào)處理 （ DSP） （ Digital signal processing) ? 數(shù)字信號(hào)處理 : 是 20世紀(jì) 60年代，隨著信息學(xué)科和計(jì)算機(jī)學(xué)科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。 ? 連續(xù)時(shí)間信號(hào)：其時(shí)間是連續(xù)的，幅值可以是連續(xù)的也可以是離散（量化）的。其有兩個(gè)過程： 抽樣和保持 。 ? 數(shù)字信號(hào)處理的基本工具：微積分，概率統(tǒng)計(jì)，隨機(jī)過程，高等代數(shù)，數(shù)值分析，近代代數(shù)，復(fù)雜函數(shù)。 ? 。 ? 模擬系統(tǒng)：各參數(shù)都有一定的溫度系數(shù)，易受環(huán)境條件，如溫度、振動(dòng)、電磁感應(yīng)等影響，產(chǎn)生雜散效應(yīng)甚至振蕩等 ? 且數(shù)字系統(tǒng)采用大規(guī)模集成電路，其故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用眾多分立元件構(gòu)成的模擬系統(tǒng)。 ? 通過快速付氏變換 (FFT)方便地實(shí)現(xiàn)這種變換或反變換。 語音壓縮 ? 在ＧＳＭ手機(jī)中用ＤＳＰ可將語音壓縮至 13ｋ bsp,在 Inmarsat Ｍ衛(wèi)星電話中用ＤＳＰ將語音壓縮至 bps后 ,仍具有良好的清晰度。 回聲抵消裝置 ? 利用通信衛(wèi)星打越洋長途電話時(shí) ,因靜止衛(wèi)星離地球表面 36000ｋｍ ,通信延時(shí)為 ,就會(huì)在話機(jī)中聽到自己的講話 ,影響正常通話 ,現(xiàn)在采用了ＤＳＰ做的回聲抵消器 ,可把回聲抑制掉。出現(xiàn)全身掃描，心臟活動(dòng)立體圖形，腦腫瘤異物，人體軀干圖像重建。這是由于半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，使得成本降低引起的。 ? 。 ? ，即運(yùn)算的速度越來越快，指令速度越來越快，頻率越來越高，功能越來越強(qiáng)。可選用基于 IFFT/FFT的OFDM實(shí)現(xiàn)方法 .近年來， OFDM作為一種可以有效對(duì)抗信號(hào)波形間干擾的高速傳輸技術(shù)將被更廣泛應(yīng)用于寬帶移動(dòng)通信領(lǐng)域。 ? 雷達(dá)系統(tǒng)主要信號(hào)處理功能包括： ? 信號(hào)產(chǎn)生、匹配濾波、門限比較、目標(biāo)參數(shù) (如射程、方位和速度 )估計(jì)。 ? 儀器儀表：頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、數(shù)據(jù)采集、地震處理等。 第四節(jié) 數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 自 20世紀(jì) 60年代以來，數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用已成為一種明顯的趨勢(shì)，這與它突出優(yōu)點(diǎn)分不開的。 ? 其軟件算法已在芯片內(nèi)部用硬件電路實(shí)現(xiàn)，使用者只需給出輸入數(shù)據(jù)，可在輸出端直接得到數(shù)據(jù)。經(jīng)典濾波為本科階段學(xué)。 ? 以濾除掉不需要的高頻分量，生成所需的模擬信號(hào) ya(t). t ya(t) 實(shí)際數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng) ? 實(shí)際系統(tǒng)并不一定要包括它的所有框圖。 ? 隨著大規(guī)模集成電路以及數(shù)字計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，加之從 60年代末以來數(shù)字信號(hào)處理理論和技術(shù)的成熟和完善， 用數(shù)字方法來處理信號(hào)，即數(shù)字信號(hào)處理，已逐漸取代模擬信號(hào)處理 。 (處于 VLF Very low frequency)甚低頻 ? 頻率 20Hz~20KHz稱為聲波， Low frequency (處于 LF)低頻 ? 頻率 20KHz稱為超聲波 ，具有方向性，可以成束 (處于 LF) （ 2）信號(hào)分類 ? 同一種信號(hào)，如電信號(hào)，可從不同角度進(jìn)行分類： （ a） 一維信號(hào)、二維信號(hào)、矢量信號(hào) （ b） 周期信號(hào)和非周期信號(hào) （ c） 確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) （ d） 能量信號(hào)和功率信號(hào) （ e） 連續(xù)信號(hào)、離散信號(hào) （ f） 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) （ d） 能量信號(hào)和功率信號(hào) ? 若信號(hào)能量 E有限，則稱為能量信號(hào)； ? 若信號(hào)功率 P有限，則稱為功率信號(hào)； ? 信號(hào)能量 E可表示為 ???????????nnxEdttxE22)()(?????????????1022)(1lim)(1limNnNTnxNPdttxTP? 信號(hào)功率 P可表示為 ? 周期信號(hào)及隨機(jī)信號(hào)一定是功率信號(hào)； ? 非周期的絕對(duì)可積（和）信號(hào)一定是能量信號(hào)。 ? 對(duì)于 DSP:狹義理解可為 Digital Signal Processor 數(shù)字信號(hào)處理器。 x(t) t x(tn) tn x(n) n 采樣 模數(shù) 保持 轉(zhuǎn)換 系統(tǒng) (復(fù)習(xí) ) ? 系統(tǒng)：處理信號(hào)的物理設(shè)備。用 x(n)表示。 （ 4）數(shù)字濾波技術(shù) （ 5）譜分析與快速付里葉變換（ FFT），快速卷積與相關(guān)算法。 ? 優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)不同環(huán)境配不同單片機(jī)，其能達(dá)實(shí)時(shí)控制，但數(shù)據(jù)運(yùn)算量不能太大。 ? 某一路信號(hào)的相鄰兩抽樣值之間存在很大的空隙時(shí)間，因而在同步器的控制下，在此時(shí)間空隙中送入其他路的信號(hào)，而各路信號(hào)則利用同一 DSP，后者在同步器的控制下，算完一路信