dsp-ch1数字信号处理new

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1、数字信号处理卫国(wei@ustc.edu.cn)绪论田甜(ttbb@mail.ustc.edu.cn)廖晓光(xgliao@mail.ustc.edu.cn)魏鑫(wxin011@mail.ustc.edu.cn)冯军(fengj@mail.ustc.edu.cn)2006/9/51wei@ustc.edu.cn2006/9/52wei@ustc.edu.cn绪论数字信号常用的硬件实现方法A/D转换D/A转换处理器ò通用CPUIntel80x86系列，ARM系列òDSP芯片系统算法离散时间信号处理AD系列，TI系列ò可编程器

2、件通用CPUFPGA（FieldProgrammableGateArray）硬件实现DSP芯片ò专用芯片可编程器件ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）专用芯片2006/9/53wei@ustc.edu.cn2006/9/54wei@ustc.edu.cn绪论数字信号处理系统的基本设计过程与本课程的关系10ms特定任务需求扩频物理交织速率匹配信道编码帧专业理论与方法基站基带发送基带信道成型数字（通信、图像、语音…）滤波合成10ms算法设计扩频物理交织速率匹配信道编码帧离散时间信号的

3、算法编程（C，VHDL）ò算法设计基本理论与方法x8x7x6x5x4基本理论，基本方法，协议规范x1x2x3ò结构设计电路设计（逻辑门）基本方法，实现技巧s1s2s3s4c1c2c3c4ò硬件设计DSP硬件实现（CPU，FPGA，ASIC）结构，模块，计算单元2006/9/55wei@ustc.edu.cn2006/9/56wei@ustc.edu.cn11离散时间信号与系统1.1引言2006/9/57wei@ustc.edu.cn2006/9/58wei@ustc.edu.cn1.1引言1.1引言信号分类：信号分类：取值形式

4、；变化规律；能量特征·变化规律－确定信号·取值形式－时间与信号幅度－随机信号模拟信号：时间与幅度均连续连续时间信号：时间连续，幅度连续或离散·能量特征－能量信号离散时间信号：时间离散，幅度连续或离散能量有限，平均功率为零数字信号：时间与幅度均离散－功率信号平均功率有限，能量无限2006/9/59wei@ustc.edu.cn2006/9/510wei@ustc.edu.cn1.2连续时间信号的离散化对信号进行均匀取样：x(t)x*(t)=x(t)s(t)tt1.2连续时间信号的离散化s(t)τx(t)x*(t)=x(t)s(t

5、)ts(t)T2006/9/511wei@ustc.edu.cn2006/9/512wei@ustc.edu.cn21.2连续时间信号的离散化1.2连续时间信号的离散化两个重要因素：ß取样周期T对取样信号的影响11)取样周期T，或取样频率fs=T2)取样脉冲宽度τ设s(t)为理想冲激取样脉冲，τ<

6、4wei@ustc.edu.cn1.2连续时间信号的离散化1.2连续时间信号的离散化1∞x*(t)的功率谱：X*(jΩ)=∑X[j(Ω−nΩs)]Tn=−∞∞

7、X(jΩ)

8、

9、X*(jΩ)

10、X*(jΩ)=x*(t)e−jΩtdt∫Ωs>2Ωh−∞ΩΩ-ΩhΩh-ΩhΩhΩs2Ωs1∞

11、X*(jΩ)

12、=∑X[j(Ω−nΩs)]Ωs<2ΩhTn=−∞ΩΩs2Ωs2π这里Ωs=2πfs=，X(jΩ)为x(t)的功率谱结论：经过取样，原信号的频谱被周期性地扩展，T当Ωs<2Ωh时，发生频谱混迭。2006/9/515wei@ustc.ed

13、u.cn2006/9/516wei@ustc.edu.cn1.2连续时间信号的离散化1.2连续时间信号的离散化取样定理的证明：取样定理在Ω<Ωh的范围内，X(jΩ)可用Fourier序列表示，设信号x(t)的频谱为X(jΩ)，且当

14、Ω

15、≥

16、Ωh

17、时，∞−jnΩπ/ΩhX(jΩ)=∑xneX(jΩ)＝0，则x(t)可由其均匀取样值重建，n=−∞1ΩhjnΩπ/Ωhxn=∫X(jΩ)edΩ−Ωh∞sinΩ(t−nT)2Ωhhx(t)=∑x(nT)⋅n=−∞Ωh(t−nT)πQX(jΩ)=0，当Ω≥Ωh2π1∞这里T=jnΩπ/Ωh

18、∴xn=⋅∫X(jΩ)edΩΩh2Ωh2π−∞πΩh：信号x(t)的截止频率（最高频率）=Tx(nT)，T=Ωh2006/9/517wei@ustc.edu.cn2006/9/518wei@ustc.edu.cn31.2连续时间信号的离散化1.2连续时间信号的离散化∞ß取样