数字信号处理 主讲
数字信号处理 主讲
主要教学内容 绪论 时域离散信号和时域离散系统 时域离散信号和系统频域分析 离散傅里叶变换(DFT) 快速付里叶变换(FFT) 数字滤波器的设计
主要教学内容 • 绪论 • 时域离散信号和时域离散系统 • 时域离散信号和系统频域分析 • 离散傅里叶变换（DFT） • 快速付里叶变换（FFT） • 数字滤波器的设计
绪论 、数字信号处理的基本概念 信号处理的目的: 对信号进行分析、变换、综合、估值与识别。 信号的分类: 模拟信号:又称连续信号,它的幅度和时间都取连续变量。 数字信号:它的幅度和时间都取离散值 信号处理的方式: 数字信号处理是采用数值计算的方法,完成对信号的处理,而模拟信 号处理则是通过一些模拟器件,例如晶体管、电阻、电容、电感等,完成 对信号的处理。当然可以在系统中增加数模转换器和模数转换器,这样数 字信号处理系统也可以处理模拟信号,模拟信号处理系统也可以处理数字 信号 二、信号处理的实现方法 三、数字信号处理的特点
绪 论 一、数字信号处理的基本概念 信号处理的目的： 对信号进行分析、变换、综合、估值与识别。 信号的分类： 模拟信号：又称连续信号，它的幅度和时间都取连续变量。 数字信号：它的幅度和时间都取离散值。 信号处理的方式： 数字信号处理是采用数值计算的方法，完成对信号的处理，而模拟信 号处理则是通过一些模拟器件，例如晶体管、电阻、电容、电感等，完成 对信号的处理。当然可以在系统中增加数模转换器和模数转换器，这样数 字信号处理系统也可以处理模拟信号，模拟信号处理系统也可以处理数字 信号。 二、信号处理的实现方法 三、数字信号处理的特点
模拟高通滤波器与数字髙通滤波器的比较 y(n) x, (t) 延时 R
模拟高通滤波器与数字高通滤波器的比较 x (t) 延时 a y (t) a c R x(n) y (n) a
信号处理的实现方法 基本上分为两种方法,一种是软件实现方法,另一种是硬 件实现方法。软件实现方法指的是按照原理和算法,自己编写 程序或者采用现成的程序在通用计算机上实现。硬件实现指的 是按照具体的要求和算法,设计硬件结构图,用乘法器、加法 器、延时器、控制器、存储器以及输入输岀接口部件实现的 种方法。前者灵活,但速度慢,达不到实时处理要求;后者速 度快,但是不够灵活。 采用专用的数字信号处理芯片(DSP)是目前发展最快、应 用最广的一种方法。它内部配有乘法器和累加器,结构上采用 流水线工作方式以及并行结构、多总线,且配有适合数字信号 处理的指令,这种产品已经进入市场,速度高、体积小、性能 优良,价格也在不断下降
信号处理的实现方法 基本上分为两种方法，一种是软件实现方法，另一种是硬 件实现方法。软件实现方法指的是按照原理和算法，自己编写 程序或者采用现成的程序在通用计算机上实现。硬件实现指的 是按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法器、加法 器、延时器、控制器、存储器以及输入输出接口部件实现的一 种方法。前者灵活，但速度慢，达不到实时处理要求；后者速 度快，但是不够灵活。 采用专用的数字信号处理芯片（DSP）是目前发展最快、应 用最广的一种方法。它内部配有乘法器和累加器，结构上采用 流水线工作方式以及并行结构、多总线，且配有适合数字信号 处理的指令，这种产品已经进入市场，速度高、体积小、性能 优良，价格也在不断下降
数字信号处理的特点 (1)灵活性—可以通过改变数字信号处理系统的参数来改变系 统的性能;另外灵活性还表现在数字系统可以分时复用,用 套数字系统部件分时处理几路信号。 (2)高精度—数字系统的特性不受环境的变化而变化,计算精 度是模拟系统所无法相比的,运算位数由8位提高到16、32、 64位 (3)便于集成——数字部件具有高度的规范性,容易大规模集成 和大规模生产,数字系统体积小、重量轻、可靠性强。 (4)可存储—对数字信号可以存储、运算,系统可以获得高性 能指标
数字信号处理的特点 （1）灵活性——可以通过改变数字信号处理系统的参数来改变系 统的性能；另外灵活性还表现在数字系统可以分时复用，用 一套数字系统部件分时处理几路信号。 （2）高精度——数字系统的特性不受环境的变化而变化，计算精 度是模拟系统所无法相比的，运算位数由8位提高到16、32、 64位。 （3）便于集成——数字部件具有高度的规范性，容易大规模集成 和大规模生产，数字系统体积小、重量轻、可靠性强。 （4）可存储——对数字信号可以存储、运算，系统可以获得高性 能指标
第一章时域离散信号和时域离牧系统 1.11引言 信号通常是一种函数,包括一个自变量或几个自变量。如果仅 有一个自变量,则称为一维信号;如果有两个以上的自变量,则称 为多维信号。本书仪介绍以时间为自变量的一维信号。针对信号的 自变量和函数值的取值,可分为三种信号 a1模拟信号自变量和函数值都是连续的,如语音信号、电 视信号等。 (2)时域离散信号--自变量取离散值,而函数值连续。这种信 号来源于对模拟信号的采样 (3)数字信号--自变量和函数值均取离散值。它是信号幅度离 散化了的时域离散信号 按照系统的输入输出是哪一类信号,系统也有模拟系统、时域 离散系统和数字系统之分
第一章 时域离散信号和时域离散系统 1.1 引言 信号通常是一种函数，包括一个自变量或几个自变量。如果仅 有一个自变量，则称为一维信号；如果有两个以上的自变量，则称 为多维信号。本书仅介绍以时间为自变量的一维信号。针对信号的 自变量和函数值的取值，可分为三种信号： （1）模拟信号------自变量和函数值都是连续的，如语音信号、电 视信号等。 （2）时域离散信号------自变量取离散值，而函数值连续。这种信 号来源于对模拟信号的采样。 （3）数字信号------自变量和函数值均取离散值。它是信号幅度离 散化了的时域离散信号。 按照系统的输入输出是哪一类信号，系统也有模拟系统、时域 离散系统和数字系统之分
12时域离散信号 时域离散信号是对模拟信号x(t)进行等间隔采样获得的,采 样间隔为T,得到: xa(tlien=x(nT), 0<n<00 这里n取整数。对于不同的n值,x()是一个有序的数字序列, 该数字序列就是时域离散信号。注意,这里的n取整数,非整数时 ●无定义,另外,在数值上它等于信号的采样值,即 x(m)=x2(n7 00<n<00 时域离散信号的表示方法:公式表示法 图形表示法 集合符号表示法,如 x(n)={.1,2,3,7:.9,}
1.2 时域离散信号 时域离散信号是对模拟信号 进行等间隔采样获得的，采 样间隔为T，得到： 这里n取整数。对于不同的n值， 是一个有序的数字序列， 该数字序列就是时域离散信号。注意，这里的n取整数，非整数时 无定义，另外，在数值上它等于信号的采样值，即 时域离散信号的表示方法：公式表示法 图形表示法 集合符号表示法，如 xa (t) t=n T = xa (nT), − n x (t) a x (t) a x(n) = xa (nT ), − n x(n) = ...1,2,3,7,8,9,...
1.2.1常用的典型序列 1、单位采样序列注:任意序列,常用单位采样序 列的位移加权和表示。即 x()0=x(m)(=-m)式中(n-m)=,nm n=-00 例如 x(n)=-28(n+2)+0.58(n+1)+ x(n) 26(m)+(n-1)+26(n-2) 6(n-4)+26(m-5)+6(n-6) 0
1.2 .1 常用的典型序列 1、单位采样序列 注：任意序列，常用单位采样序 列的位移加权和表示。即 例如 = = − = =− n m n m x n x m n m n m m 0, 1, ( ) ( ) ( ) 式中 ( - ) －2 －1 0 1 2 3 4 5 6 1 2 －1 －2 x(n) ( 4) 2 ( 5) ( 6) 2 ( ) ( 1) 2 ( 2) ( ) 2 ( 2) 0.5 ( 1) − − + − + − + − + − = − + + + + n n n n n n x n n n
1.2.1常用的典型序列(续) 2、单位阶跃序列 3、矩形序列 4、实指数序列 5、正弦序列 6、复指数序列 7、周期序列
1.2 .1 常用的典型序列（续） 2、单位阶跃序列 3、矩形序列 4、实指数序列 5、正弦序列 6、复指数序列 7、周期序列