數(shù)字信號(hào)處理ppt課件-在線瀏覽
2024-12-21 22:14本頁面
【正文】 tal 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。它的重要性日益在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)出來。 ? 例如：濾波、檢測(cè)、變換、增強(qiáng)、估計(jì)、識(shí)別、參數(shù)提取、頻譜分析等。廣義理解可為Digital Signal Processing 譯為數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。 二、信號(hào)、系統(tǒng)和信號(hào)處理 (復(fù)習(xí) ) ? 信號(hào)是一種物理體現(xiàn)。而信息是信號(hào)的具體內(nèi)容。 (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)。 ? 時(shí)間取值方式可分為連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間兩種。 ? 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。 (f)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) ? 模擬信號(hào)：指 時(shí)間連續(xù) 、 幅度連續(xù) 的信號(hào)。故數(shù)字信號(hào)可用一序列的數(shù)表示，而每個(gè)數(shù)又可表示為二制碼的形式?；蛘哒f，凡是能將信號(hào)加以變換以達(dá)到人們要求的各種設(shè)備稱之。 系統(tǒng) 處理 y(t) x(t) (1)信號(hào)處理的內(nèi)容 ? 濾波 ? 變換 ? 檢測(cè) ? 譜分析 ? 估計(jì) ? 壓縮 ? 識(shí)別 ? 等一系列的加工處理。 ? 以前都是研究模擬信號(hào)處理的理論和實(shí)現(xiàn)。 ? 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 。 三、數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的基本組成 ? 以下所討論的是模擬信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng) . 前置預(yù) 濾波器 A/D 變換器 數(shù)字信號(hào) 處理器 D/A 變換器 模擬 濾波器 模擬 xa(t) PrF ADC DSP DAC PoF 模擬 ya(t) x(n) y(n) (1)前置濾波器 ? 將輸入信號(hào) xa(t)中高于某一頻率 (稱折疊頻率，等于抽樣頻率的一半 )的分量加以濾除。其有兩個(gè)過程： 抽樣和保持 。它只表示時(shí)間點(diǎn) 0，T,2T…,nT,… 上的值 xa(0),xa(T),xa(2T)…,x a(nT)….. 。 ? 經(jīng)過 A/D變換器后，不但時(shí)間離散化了，幅度也量化了，這種信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)。 例子 ? 如 4位碼，只能表示 24=16種不同的信號(hào)幅度，這些幅度稱為量化電平。 ? 所以經(jīng)過 A/D變換器后，不但時(shí)間離散化了，而且幅度也量化了，產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制流。 ? 即由一個(gè)進(jìn)制流產(chǎn)生一個(gè)階梯波形，是形成模擬信號(hào)的第一步。 ? 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。 二、數(shù)字信號(hào)處理的學(xué)科概貌 ? 在國(guó)際上一般把 1965年由 CooleyTurkey提出快速付里葉變換 (FFT)的問世，作為數(shù)字信號(hào)處理這一學(xué)科的開端 。 ? 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)。 3.“數(shù)字信號(hào)處理”又成為一些學(xué)科的理論基礎(chǔ) ? 在學(xué)科發(fā)展上，數(shù)字信號(hào)處理又和最優(yōu)控制，通信理論，故障診斷等緊緊相連，成為人工智能，模式識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字通信等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)。 （ 3）信號(hào)的采集，包括 A/D,D/A技術(shù)，抽樣，多率抽樣，量化噪聲理論等。 （ 6）自適應(yīng)信號(hào)處理 （ 7）估計(jì)理論，包括功率譜估計(jì)及相關(guān)函數(shù)估計(jì)等。 （ 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)。 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。經(jīng)典濾波為本科階段學(xué)。 自適應(yīng)信號(hào)處理作為簡(jiǎn)介。 ? 。 、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。 ? 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)。 DSP芯片 ? DSP芯片較之單片機(jī)有著更為突出優(yōu)點(diǎn)。配有適于信號(hào)處理的指令 (如 FFT指令 )等。T公司 dsp16,dsp32系列 ， AD公司的ADSP21X,ADSP210X系列 DSP芯片 ? 市場(chǎng)上
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