數(shù)字信號(hào)處理ppt課件(編輯修改稿)
2024-11-30 22:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 括 AR， MA， ARMA等各種模型。 （ 10）其他特殊算法（同態(tài)處理、抽取與內(nèi)插、信號(hào)重建等） （ 11）數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)。 （ 12)數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用。 以上（ 1）（ 2）（ 3）三點(diǎn)是理論和技術(shù)分析的基礎(chǔ)，是最基本的，（ 4）（ 5）（ 6）為本課程教學(xué)內(nèi)容。 其中濾波技術(shù)又可分為經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。經(jīng)典濾波為本科階段學(xué)。主要為 FIR 和 IIR數(shù)字濾波器。 自適應(yīng)信號(hào)處理作為簡介。 第二節(jié) 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn) 數(shù)字信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)方法 ? 、中小型計(jì)算機(jī)和微機(jī)。 ? 。 ? DSP芯片 ? DSP芯片 ? 也有更一種分法： ? ? ? ＊ 法 — 是目前重要的數(shù)字信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)方法，它即有硬件實(shí)現(xiàn)法實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，又具有軟件實(shí)現(xiàn)的靈活性優(yōu)點(diǎn)。 、中小型計(jì)算機(jī)和微機(jī) ? 工作站和微機(jī)上各廠家的數(shù)字信號(hào)軟件，如有各種圖象壓縮和解壓軟件。 ? 用這一方法優(yōu)點(diǎn)：可適用于各種數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用場(chǎng)合，很靈活。 ? 由于單片機(jī)發(fā)展已經(jīng)很久，價(jià)格便宜，且功能很強(qiáng)。 ? 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。 DSP芯片 ? DSP芯片較之單片機(jī)有著更為突出優(yōu)點(diǎn)。 ? 如內(nèi)部帶有乘法器，累加器，采用流水線工作方式及并行結(jié)構(gòu)，多總線速度快。配有適于信號(hào)處理的指令 (如 FFT指令 )等。 ? 目前市場(chǎng)上的 DSP芯片有： ? 美國德州儀器公司 Texas Instrument（ TI):TMS320C202 TMS320C5X、TMS320C6X 占有 70% ? Analog Devices的 ADSP21xx、 TigerSharc DSP、 SHARC DSP ? Lucent 的 DSP16xx、 DSP 16000 ? Motorola的 DSP56800、 DSP 563xx ? 還有 ATamp。T公司 dsp16,dsp32系列 ， AD公司的ADSP21X,ADSP210X系列 DSP芯片 ? 市場(chǎng)上推出專門用于 FFT,FIR濾波器，卷積、相關(guān)等專用數(shù)字芯片。 ? 如： BB公司： DF17XX系列 ? MAXIM公司： MAXIM27X ,MAXIM28X ? National公司： NationalSEMI系列： MF系列。 ? 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)。 第三節(jié) 數(shù)據(jù)信號(hào)處理的特點(diǎn) ? 與模擬系統(tǒng) (ASP)相比，數(shù)字系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： ? 精度高 ? 可靠性高 ? 靈活性大 ? 易于大規(guī)模集成 ? 時(shí)分復(fù)用 ? 可獲得高性能指標(biāo) ? 二維與多維處理 ? 在模擬系統(tǒng)中，它的精度是由元件決定，模擬元器件的精度很難達(dá)到 103以上。而數(shù)字系統(tǒng)中， 17位字長就可達(dá) 105精度，所以在高精度系統(tǒng)中，有時(shí)只能采用數(shù)字系統(tǒng)。 ? 數(shù)字系統(tǒng)：只有兩個(gè)信號(hào)電平 0， 1受噪聲及環(huán)境條件等影響小。 ? 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)。 ? 數(shù)字系統(tǒng)的性能主要決定于乘法器的各系數(shù)，且系數(shù)存放于系數(shù)存儲(chǔ)器內(nèi)，只需改變存儲(chǔ)的系數(shù)，就可得到不同的系統(tǒng)，比改變模擬系統(tǒng)方便得多。 ? 數(shù)字部件：高度規(guī)范性，便于大規(guī)模集成，大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)電路參數(shù)要求不嚴(yán)，故產(chǎn)品成品率高。 ? 例： (尤其 )在低頻信號(hào)：如地震波分析，需要過濾幾 Hz~幾十 Hz的信號(hào)，用模擬系統(tǒng)處理其電感器、電容器的數(shù)值，體積，重量非常大，且性能亦不能達(dá)到要求，而數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)在這個(gè)頻率處卻非常優(yōu)越(顯示出體積，重量和性能的優(yōu)點(diǎn)。 ? 利用 DSP同時(shí)處理幾個(gè)通道的信號(hào)。 ? 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，算完一路信號(hào)后，再算另一路信號(hào)，因而處理器運(yùn)算速度越高，能處理的信道數(shù)目也就越多。 多路器 DSP 分 路 器 同步 1 2 3 n 1 2 3 n ? 例：對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析 ? 模擬頻譜儀在頻率低端只能分析到 10Hz以上頻率，且難于做到高分辨率 (也即足夠窄的帶寬 )。 ? 但在數(shù)字的譜分析中，已能做到 103Hz的譜分析。 ? 又例：有限長沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器，則可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的線性相位特性，這在模擬系統(tǒng)中是很難達(dá)到的。 ? 利用龐大的存儲(chǔ)單元，可以存儲(chǔ)一幀或數(shù)幀圖象信號(hào)，實(shí)現(xiàn)二維甚至多維信號(hào)包括二維或多維濾波，二維及多維譜分析等。 ? 數(shù)字系統(tǒng)的速度還不算高，因而不能處理很高頻率的信號(hào)。 (因?yàn)槌闃宇l率要滿足奈奎斯特準(zhǔn)則定理 ) ? 另外，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，對(duì)一些要求不高的應(yīng)用來說，還不宜使用。 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。 ? 數(shù)字信號(hào)處理大致可分為： ? 信號(hào)分析 ? 信號(hào)濾波 一、信號(hào)分析 ? 任務(wù)：涉及信號(hào)特性的測(cè)量。它通常是一個(gè)頻域的運(yùn)算。
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