數(shù)字信號處理 第0章緒論

數(shù)字信號處理DigitalSignalProcessing

參考教材：《數(shù)字信號處理》第2版.

主編：陳后金,胡健,薛健,高等教育出版社,2008年.緒論1．數(shù)字信號處理的基本概念幾乎在所有的工程技術(shù)領(lǐng)域中都會涉及到信號處理問題其信號表現(xiàn)形式有電、磁、機械以及熱、光、聲等信號處理一般包括數(shù)據(jù)采集以及對信號進行分析、變換、綜合、估值與識別等信號類別連續(xù)信號(即模擬信號)，它的幅度和時間都取連續(xù)變量時域離散信號，其幅度取連續(xù)變量，而時間取離散值幅度離散信號，其時間變量取連續(xù)值，幅度取離散值數(shù)字信號，它的幅度和時間都取離散值常用的模擬器件：晶體管、運算放大器、電阻、電容、電感等數(shù)值計算數(shù)字信號處理模擬信號模擬器件處理有A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號處理系統(tǒng)也可以處理模擬信號。圖(a)所示的是一個簡單的模擬高通濾波器，它是由電阻R和電容C組成的而圖(b)所示的則是一個簡單的數(shù)字高通濾波器，它是由一個加法器、一個乘法器和一個延時器組成的。數(shù)字信號處理就是用數(shù)值計算的方法對信號進行處理(運算)處理對象：模擬信號和數(shù)字信號數(shù)值計算數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理軟件實現(xiàn)按照原理和算法，自己編寫程序或者采用現(xiàn)成的程序在通用計算機上實現(xiàn)硬件實現(xiàn)按照具體的要求和算法，設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)圖，用乘法器、加法器、延時器、控制器、存儲器以及輸入輸出接口等基本部件實現(xiàn)的一種方法2．數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法處理方法對比軟件實現(xiàn)（適合于算法研究和仿真）優(yōu)點：靈活，如只要改變圖(b)中的參數(shù)a，數(shù)字濾波器可能就是低通、帶通或高通濾波器缺點：但是運算速度慢，一般達不到實時處理硬件實現(xiàn)優(yōu)點：運算速度快，可以達到實時處理要求缺點：不靈活單片機屬于軟硬結(jié)合實現(xiàn)優(yōu)點：功能也很強，配以數(shù)字信號處理軟件，既靈活，速度又比軟件方法快，這種方法適用于數(shù)字控制等。數(shù)字信號處理芯片(DSP芯片)是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的一種方法。發(fā)展：DSP芯片已由最初的8位發(fā)展為16位、32位，且性能優(yōu)良的高速DSP不斷面市，價格也在不斷下降?？梢哉f，用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字信號處理，正在變成或已經(jīng)變成工程技術(shù)領(lǐng)域中的主要實現(xiàn)方法。優(yōu)點：它結(jié)合了數(shù)字信號處理的特點，內(nèi)部配有乘法器和累加器，結(jié)構(gòu)上采用了流水線工作方式以及并行結(jié)構(gòu)、多總線，且配有適合數(shù)字信號處理的指令，是一類可實現(xiàn)高速運算的微處理器。

對于更高速的實時系統(tǒng)，DSP的速度也不滿足要求時，應(yīng)采用可編程超大規(guī)模器件或開發(fā)專用芯片來實現(xiàn)。

數(shù)字信號處理實際應(yīng)用于發(fā)展軟件實現(xiàn)硬件實現(xiàn)指的是選用合適的DSP芯片，配有適合芯片語言及任務(wù)要求的軟件，實現(xiàn)某種信號處理功能的一種方法。優(yōu)點：最佳的數(shù)字信號處理系統(tǒng)

3．數(shù)字信號處理的特點相對模擬信號處理，數(shù)字信號處理主要有以下優(yōu)點：

（1）靈活性表現(xiàn)：由于性能取決于參數(shù)，系統(tǒng)的性能容易改變，甚至通過參數(shù)的改變，系統(tǒng)可以變成各種完全不同的系統(tǒng)。

數(shù)字系統(tǒng)可以分時復(fù)用，用一套數(shù)字系統(tǒng)分時處理幾路信號。數(shù)字系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能系統(tǒng)的功能，可以根據(jù)環(huán)境條件、用戶需求，自動選擇最佳的處理算法。例如：軟件無線電的基本思想就是:

將寬帶A/D變換器及D/A變換器盡可能