數(shù)字信號處理(王震宇張培珍編)緒論(編輯修改稿)
2025-05-25 05:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號處理理論基礎的核心 （ A mathematical Theory of Communication, Shannon1948） 被工程師們公認為影響這個世界的最重要的公式之一（根據(jù)一項非正式的調(diào)查顯示，抽樣定理列于該調(diào)查所排列的 10個最重要公式中。注意，第一位是牛頓第二定律，第二位是萬有引力定律，第五位是 Maxwell方程組，抽樣定理列第八，這足以說明它的重要性。） 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成 前置預濾波器： 濾除高于某一頻率（ 抽樣頻率的一半 )的信號，防混迭。 數(shù)字信號處理 A/D變換器：完成抽樣和量化和編碼，實現(xiàn)數(shù)字化。如圖 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號 數(shù)碼 量化電平 模擬信號 采樣保持信號 量化電平 數(shù)字信號處理器 (DSP)： 按照預定要求，在處理器中將信號序列 x(n)進行加工處理得到輸出信號 y(n). y(n) 0 1 2 3 4 n )()( nynx ?數(shù)字信號處理 D/A變換器 ： 經(jīng)過 D/A變換器，將數(shù)字信號序列反過來變換成模擬信號，這些信號在時間點 0， T，2T… nT， … 上的幅度應等于序列 y(n)中相應數(shù)碼所代表的數(shù)值大小。 即由一個進制流產(chǎn)生一個階梯波形，是形成模擬信號的第一步。 數(shù)字信號處理 模擬濾波器（ 后置濾波器 ）： 把階梯波形平滑成預期的模擬信號。 以濾除掉不需要的高頻分量，生成所需的模擬信號 y(t). )t(y數(shù)字信號處理 X(t) Y(t) C R 模擬高通濾波器 延時 a 數(shù)字高通濾波器 例：最簡單的模擬和數(shù)字濾波器 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號處理的特點 1） 精度高 模擬系統(tǒng)：由元器件確定（很難達到 103）； 數(shù)字系統(tǒng)：由字長確定， 17位字長就可達 105精度 。 2） 靈活性強 數(shù)字系統(tǒng)的性能主要由乘法器的系數(shù)決定。 只需改 變 存儲的系數(shù)，就可得到不同的系統(tǒng)，比改變模擬系統(tǒng) 方 便得多。 3） 可靠性高 只有 “ 0” 和 “ 1” 兩個電平，受溫度噪聲影響小。 數(shù)字信號處理 4） 容易集成 ,規(guī)范性高， 便于大規(guī)模集成，大規(guī)模生產(chǎn)，對電路參數(shù)要求不嚴，故產(chǎn)品成品率高。 5） 實現(xiàn)多維信號處理： 利用 DSP同時處理幾個通道的信號。 存儲單元龐大，可以存儲二維的圖像信號和多維的陣列，實現(xiàn)二維或多維濾波及譜分析等。 6） 可獲得高性能指標或特性 數(shù)字信號處理可以完成許多模擬信號處理所達不到的功能，如線性相位響應。還有一些模擬信號不能處理的問題如無損壓縮、糾錯編碼等。 數(shù)字信號處理 7）局限性 a）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。 (因為抽樣頻率要滿足奈奎斯特準則定理 ) b）另 外，數(shù)字系統(tǒng)的設計和結(jié)構(gòu)復雜，價格較高，對一些要求不高的應用來說，還不宜使用。 c）系統(tǒng)功率消耗比較大 數(shù)字信號處理 信號處理的實現(xiàn)方法： 1）軟件實現(xiàn)方法 2）硬件實現(xiàn)方法： 3）采用專用的數(shù)字信號處理芯片 DSP： DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。 是目前發(fā)展最快、應用最廣的一種方法。 它即有硬件實現(xiàn)法實時的優(yōu)點，又具有軟件實現(xiàn)的靈活性優(yōu)點 。 數(shù)字信號處理 數(shù)字信號處理 數(shù)字處理的產(chǎn)生、發(fā)展、應用 ： 奠定這一理論基礎的是 1948年美國著名信息論專家香農(nóng)的一篇論文 “ 通訊的數(shù)學理論 ” ，他第一次提出數(shù)字化信息的基本單位： 比特 （尼葛洛龐帝把比特比喻作信息領域的 DNA）； 并由此出發(fā)提出了一系列近代信息論基本思想。 由于受硬件條件的限制，信號的數(shù)字化處理真正開始于六十年代初。 1965年 快速傅里葉變換算法 ，為數(shù)字信號處理開端的里程碑。 數(shù)字信號處理的發(fā)展 數(shù)字信號處理 1946年當馮 諾伊曼 等計算機專家研制成功第一臺電子計算機 ENIAC時，其總重量為 30噸，占地面積相當于一個小的體育館，平均每 7分鐘就有一個電子管失效。它的耗電量驚人，在它工作時，整個費城就燈光暗淡。 1971年英特爾公司 推出了第一個微處理芯片 4001，其功能大體上和世界上第一臺電子計算機 ENIAC相當。此后，微處理芯片的發(fā)展就異常迅速，它基本上遵從所謂的摩爾定律，這就是微處理芯片每隔 18個月性能提高一倍、價格降低到原來的 1/2。 而 1977年生產(chǎn)的微處理器體積僅是 ENIAC
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1