數(shù)字信號(hào)處理概述(3)(編輯修改稿)
2025-05-26 08:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guó)德州儀器公司 (TI):TMS320CX系列占有 90%（ TMS320VC5402開發(fā)套件 ） 還有 ATamp。T公司 dsp16,dsp32系列； Motorola公司的 dsp56x,dsp96x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)。 DSP技術(shù)的發(fā)展方向 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)成熟 ,正在獲得廣泛的應(yīng)用。ＤＳＰ在電子和通信領(lǐng)域的數(shù)字化革命中扮演著主要角色 , 它為新體制、新原理和新算法提供了最佳的實(shí)現(xiàn)條件。 DSP技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是“多快好省”。 ?多： DSP的型號(hào)越來(lái)越多，功能越來(lái)越多 ?快：運(yùn)算的速度越來(lái)越快，指令速度越來(lái)越快，頻率越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng) ?好：主要是指性能價(jià)格比 ??。汗脑絹?lái)越低 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 1. 信號(hào)的描述 1. 信號(hào) 信號(hào)處理 可以理解為是對(duì)信號(hào)進(jìn)行的某種加工或變換， 其目的是消弱信號(hào)中的多余內(nèi)容，濾除混雜的噪聲和干擾，或?qū)⑿盘?hào)變換成容易分析與識(shí)別的形式，便于估計(jì)和選擇它的特征參量。 信號(hào) 是隨著某些參數(shù)變化的某種物理量。通?？梢员硎緸橐粋€(gè)或多個(gè)變量的函數(shù)。通信技術(shù)中，語(yǔ)言、文字、圖像等信息必須借助一定形式的物理信號(hào)（如：聲、光、電等）才能實(shí)現(xiàn)快速傳輸和各種處理。因此，信號(hào)是信息的表現(xiàn)形式，是通信傳輸?shù)目陀^對(duì)象，而信息是信號(hào)的具體內(nèi)容，它蘊(yùn)藏在信號(hào)之中。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 1. 信號(hào)的描述 2. 信號(hào)的特性 信號(hào)的時(shí)間特性 ：任何信號(hào)都可以表示為隨時(shí)間變化的函數(shù)。主要表現(xiàn)在隨時(shí)間 t的變化，其波形幅值的大小、持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短、變化速率的快慢、波動(dòng)的速度及重復(fù)周期的大小等都發(fā)生改變。 信號(hào)的頻率特性 ：任何信號(hào)都可以分解為許多不同頻率的正弦分量之和。主要表現(xiàn)在各頻率正弦分量所占比重的大小、主要頻率分量所占有的頻率范圍等都不同。 不同形式的信號(hào)具有不同的時(shí)間特性和頻率特性，而信號(hào)的時(shí)間特性和頻率特性有著密切的聯(lián)系，都包含了信號(hào)的全部信息。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 2. 信號(hào)的分類 1. 確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào) 按信號(hào)是否可以預(yù)知?jiǎng)澐譃榇_定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)。 可以表示為確定的時(shí)間函數(shù)的信號(hào)稱為 確定性信號(hào) 。 如： 對(duì)于某一時(shí)刻 t，信號(hào)都有一確定的值與之對(duì)應(yīng)。信號(hào)可以表示為某些變量的函數(shù)形式。 wtAtfetf t s i n)(,2)( ?? ?不能表示為確定的時(shí)間函數(shù)，通常僅知道取某一數(shù)值的概率，這樣的信號(hào)稱為 隨機(jī)信號(hào) 。如噪聲和干擾信號(hào)。 隨機(jī)信 號(hào)帶有不確定性和不可預(yù)知性，通常用概率和統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行研究。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 2. 信號(hào)的分類 2. 一維信號(hào)和 n維信號(hào) 按信號(hào)可以表示為幾個(gè)變一維信號(hào)和 n維信號(hào)。 一維信號(hào) 是指信號(hào)只是一個(gè)變量的函數(shù)。 如： f(t)是 t的函數(shù)， K和 a為常數(shù)。 atKetf ??)(n維信號(hào) 是指信號(hào)是 n個(gè)變量的函數(shù)。如：靜止平面圖像信號(hào)為平面坐標(biāo) (x,y)的函數(shù)，是二維信號(hào)。運(yùn)動(dòng)的平面圖像是 (x,y,t)的函數(shù)，稱為三維信號(hào)。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 2. 信號(hào)的分類 3. 時(shí)限信號(hào)和非時(shí)限信號(hào) 按信號(hào)的持續(xù)時(shí)間劃分為時(shí)限信號(hào)和非時(shí)限信號(hào)。 存在于有限時(shí)間范圍之內(nèi)的信號(hào)稱之為 時(shí)限信號(hào) ，即有始有終信號(hào)。 存在于無(wú)限時(shí)間范圍內(nèi)的信號(hào)稱之為 非時(shí)限信號(hào) 。 常細(xì)分為有始、有終、無(wú)始無(wú)終信號(hào)。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 2. 信號(hào)的分類 4. 連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào) 按信號(hào)是否是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)劃分為連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)。 幅值隨時(shí)間做連續(xù)變化的連續(xù)時(shí)間信號(hào)稱為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)的時(shí)間和幅值均為連續(xù)的。 只在某些離散的時(shí)刻有定義的信號(hào)稱之為 離散信號(hào) 。 為了研究和處理方便，將連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行抽樣，得到離散時(shí)間信號(hào)，即只取有代表性的離散時(shí)刻的信號(hào)數(shù)值。離散信號(hào)中時(shí)間離散、幅值連續(xù)的信號(hào)稱之為抽樣信號(hào)；經(jīng)過(guò)量化后的離散信號(hào)，其時(shí)間和幅值均離散，稱為 數(shù)字信號(hào) 。 167。 1． 2 信號(hào)的描述與分類 2. 信號(hào)的分類 4. 連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào) 模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化后形成數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字芯片只能處理二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，可以將一般數(shù)字信號(hào)編碼，得到二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。 167。 正弦信號(hào) 指數(shù)信號(hào) 抽樣信號(hào) 奇異信號(hào) 正弦信號(hào) 在電路理論中已經(jīng)介紹了許多正弦信號(hào)的知識(shí) ， 只不過(guò)當(dāng)時(shí)將其稱為電壓或電流而已 。 正弦信號(hào)和余弦信號(hào)統(tǒng)稱為正弦信號(hào) 。一般表示為： 其三要素為振幅 、 角頻率和初相位 )s i n ()( ?? ?? tKtf0t)( tfKT??0t?)( tfK?2? （ a） （ b） 圖 1 正弦信號(hào) ??2T ?其中周期 指數(shù)信號(hào) 在電路理論中曾用到衰減指數(shù)信號(hào) ， 其中 是時(shí)間常數(shù)。一般指數(shù)信號(hào)可以 表示 為： 其中 K和
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