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时间:2018-09-14
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1、绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念。 0.1信号、系统与信号处理 1.信号 信号是信息的载体。分类:模拟信号、量化信号、抽样信号和数字信号。 2.系统 系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3.信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。 所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理。通过处理,往往可以达到两个目的: (1)对信号在时域及变换域内的特性进行分析,以便对信号有更清楚的认识。 (2)对信号实施处理,以改善其性能,比
2、如滤波。 0.2数字信号处理系统的基本组成 0.3数字信号处理的特点 (1)灵活性。 (2)高精度和高稳定性。 (3)便于大规模集成。 (4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4数字信号处理基本学科分支 数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术——DigitalSignalProcessing,另一层是狭义的理解,为数字信号处理器——DigitalSignalProcessor。0.5课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法,包括: (1)离散傅里叶变换及其快速算法。 (2)
3、滤波理论(线性时不变离散时间系统,用于分离相加性组合的信号,要求信号频谱占据不同的频段)。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”(AdvancedSignalProcessing35)。信号对象主要是随机信号,主要内容是自适应滤波(用于分离相加性组合的信号,但频谱占据同一频段)和现代谱估计。一、重点与难点 1.信号及其分类; 2.数字信号处理系统的基本组成。 二、具体讲解 1.信号及其分类 信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。 分类: 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号 能量信号/功率信号
4、连续时间信号/离散时间信号/数字信号 按自变量与函数值的取值形式不同分类: 2.数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理,而且也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 (1)前置滤波器 将输入信号xa(t)中高于某一频率(称折叠频率,等于抽样频率的一半)的分量加以滤除。 (2)A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次xa35(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。在A/D变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 (3)数字信号处理器(DSP) (4
5、)D/A变换器 按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步。 (5)模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号ya(t)。1.周期信号的傅里叶级数 复指数函数集是一种常见的完备正交函数集,周期信号可以表示为复指数函数的线性组合。 一般是复函数。 2.傅里叶变换 (1)定义 电信号:时域 频域 f(t) F(Ω) f(t)与F(Ω)之间的关系——傅里叶变换 正变换 积分因子: 反变换 积分
6、因子:35 (2)傅里叶变换性质 3.冲激函数δ(t) (1)定义 (2)性质 δ(t)=0, 当t≠0时 抽样性: 搬移性: 4.卷积 卷积积分 卷积的傅里叶变换 时域卷积 35 频域卷积 第一章:本章概念较多,需要理解和识记的内容较多,学习时要注意。 1.2离散时间信号 1.离散时间信号的定义 离散时间信号是指一个实数或复数的数字序列,它是整数自变量n的函数,表示为x(n)。离散时间信号也常用图形描述。 2.几种基本离散时间信号35 (1)单位采样序列 (2)单位
7、阶跃序列 (3)矩形序列 (4)实指数序列 (5)正弦序列 ω是正弦序列数字域的频率,单位是弧度。 对连续信号中的正弦信号进行采样,可得正弦序列。设连续信号为,它的采样值为,因此 这个式子具有一般性,它反映了由连续信号采样得到的离散序列,其数字频率与模拟频率的一般关系。另外需要说明的是,ω的单位为弧度,Ω的单位为弧度/秒。本书中,我们一律以ω表示数字域频
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