數(shù)字信號處理 緒論部分

數(shù)字信號處理

DigitalSignalProcessing(DSP)精選課件教科書：數(shù)字信號處理教程（第四版）程佩青清華大學(xué)出版社公共郵箱:dsp2011dianzi@163.com密碼:dsp2011精選課件參考書1.數(shù)字信號處理[美]A.V奧本海姆R.W.謝弗編科學(xué)出版社2.數(shù)字信號處理---理論、算法與實(shí)現(xiàn)胡廣書清華大學(xué)出版社3.基于Matlab的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)--信號處理樓順天李博菡編著西安電子科大出版社4.數(shù)字信號處理劉益成編著電子工業(yè)出版社精選課件講授內(nèi)容1.緒論2.Z變換3.離散時(shí)間信號分析(DFT)4.快速付里葉變換(FFT)5.數(shù)字濾波器(DF)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法6.IIRDF的設(shè)計(jì)(無限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì))7.FIRDF的設(shè)計(jì)(有限長單位脈沖濾波器的設(shè)計(jì))精選課件緒論為何要上數(shù)字信號處理?在過去的數(shù)十年中，數(shù)字信號處理(DSP)領(lǐng)域，無論在理論上還是技術(shù)上都有非常重要的發(fā)展。由于工業(yè)上開發(fā)和利用廉價(jià)的硬件和軟件，使不同領(lǐng)域的新工藝和新應(yīng)用現(xiàn)在都想利用DSP算法、使它成為教學(xué)內(nèi)容。精選課件一、數(shù)字信號處理(DSP)

(DigitalSignalProcessing)定義：利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ脭?shù)字硬件對數(shù)字信號所進(jìn)行的一切變換/加工處理運(yùn)算。包括濾波、檢測、參數(shù)提取、頻譜分析等。對于DSP狹義：理解為DigitalSignalProcessor數(shù)字信號處理器。廣義：理解為DigitalSignalProcessing（數(shù)字信號處理技術(shù)）。在此我們討論的DSP的概念是指廣義的理解。精選課件1.信號信號是傳載信息的函數(shù)，在數(shù)學(xué)上表達(dá)為一個(gè)或者幾個(gè)變量的函數(shù)。例如：語音信號為時(shí)間t的函數(shù)，圖像信號為二元函數(shù)f(x,y)，函數(shù)值為灰度。為了便于處理，通常使用傳感器把這些真實(shí)世界的物理信號------>電信號--->經(jīng)處理的電信號--->傳感器--->真實(shí)世界的物理信號。如話筒、揚(yáng)聲器：話筒(將聲壓變化)--->電壓信號-->空氣壓力信號(揚(yáng)聲器)精選課件2.信號分類時(shí)域連續(xù)信號和時(shí)域離散信號模擬信號和數(shù)字信號確定性信號和隨機(jī)信號精選課件時(shí)域連續(xù)信號和時(shí)域離散信號時(shí)域連續(xù)信號：時(shí)間上連續(xù)，幅度上可以連續(xù)也可以離散。時(shí)域離散信號：時(shí)間上離散（通過對一個(gè)時(shí)域連續(xù)信號取樣而得到），幅度連續(xù)。精選課件模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：時(shí)間和幅度上都是離散的信號（量化）。精選課件確定性信號和隨機(jī)信號確定性信號：它的每一個(gè)值可以用有限個(gè)參量來唯一地加以描述。例如直流信號僅用一個(gè)參量可以描述。正弦波信號可用幅度、頻率和相位三個(gè)參量來描述。隨機(jī)信號：不能用有限的參量加以描述。也無法對它的未來值確定性地預(yù)測。它只能通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來描述(概率密度函數(shù)來描述)。例：許多自然現(xiàn)象所發(fā)生的信號、語音信號、圖象信號、噪聲都是隨機(jī)信號。精選課件3.信號處理：是研究用系統(tǒng)對含有信息的信號進(jìn)行處理（變換），以獲得人們所希望的信號，從而達(dá)到提取信息，便于利用的一門學(xué)科。由于模擬信號難以做到高精度，可靠性差，不靈活，隨著大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號處理技術(shù)的成熟和發(fā)展，用數(shù)字方法處理信號（即數(shù)字信號處理）已取代模擬信號處理。精選課件二、數(shù)字信號處理的學(xué)科概貌1.數(shù)字信號處理的產(chǎn)生在國際上一般把1965年由Cooley-Turkey提出快速付里葉變換(FFT)作為數(shù)字信號處理這一學(xué)科的產(chǎn)生。而它的歷史可以追溯到17世紀(jì)--18世紀(jì)，也即牛頓和高斯的時(shí)代。精選課件2.數(shù)字信號處理領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)數(shù)字信號處理的基本工具：微積分，概率統(tǒng)計(jì)，隨機(jī)過程，高等代數(shù)，數(shù)值分析，近世代數(shù)，復(fù)變函數(shù)。數(shù)字信號處理的理論基礎(chǔ)：線性移不變(LSI)系統(tǒng)理論，離散付里葉變換(DFT)。精選課件3.數(shù)字信號處理是一些學(xué)科的理論基礎(chǔ)在學(xué)科發(fā)展上，數(shù)字信號處理又和最優(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)。精選課件三、數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成討論數(shù)字信號處理系統(tǒng)模擬前置預(yù)濾波器A/D變換器數(shù)字信號處理器D/A變換器模擬濾波器模擬Xa(t)ADCDSPDACYa(t)精選課件(1)前置濾波器將輸入模擬信號中高于某一頻率(稱折疊頻率，等于抽樣頻率的一半)的分量加以濾除，使進(jìn)入A/D中的信號在某一頻率范圍內(nèi)。(2)A/D變換器由模擬信號產(chǎn)生數(shù)字信號。每隔T秒(抽樣周期)對模擬信號進(jìn)行采樣，采樣后的信號稱為離散信號。A/D變換器將采樣值變換成數(shù)字信號（即進(jìn)行量化），變成數(shù)字信號。精選課件(3)數(shù)字信號處理器(DSP)對輸入的數(shù)字信號x(n)進(jìn)行變換，加工處理得到輸出信號y(n).(4)D/A變換器將數(shù)字