数字信号处理绪论(I)

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1、数字信号处理DSPDigitalSignalProcessing绪论随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。它的重要性日益在各个领域的应用中表现出来。是把信号用数字或符号表示的序列，通过计算机或通用(专用)信号处理设备，用数字的数值计算方法处理以达到提取有用信息便于应用的目的。数字信号处理数字信号处理方法滤波、变换、压缩、增强、估计、识别等一、信号、系统和信号处理1．信号的定义信号是信息的物理表现形式，或说是传递信息的函数，而信息则是信号的具体内容。例如，交通红绿灯是信号，它传递的信息是；红——停止，绿——通行。根据裁体的不同，信号可以是电的、磁的、声的、光的、机

2、械的、热的等各种信号。从不同角度分类电信号（1）、一维信号、二维信号、矢量信号信号的变量可以是时间，也可以是领串、空间或其他的物理量。若信号是一个变量(例如时间)的函数，则称为一维信号；若信号是两个变量(例如空间坐标x，y)的函数，则称为二维信号；推而广之，若信号是多个(例如M个，M＞2)变量的函数，则称为多维(M维)信号。M维信号的表示表示成M维的矢量(式中为转置，n为时间变量)，则称它是一个M维的矢量信号。我们仅讨论一维信号。(2)周期信号和非周期信号若信号满足其中：T，N皆为正整数；它们都是周期信号，周期分别为T和N；否则就是非周期信号。(3)确定信号和随机信号若信号在任意时刻的取

3、值能精确确定，则称它为确定信号.若信号在任意时刻的取值不能精确确定，或说取值是随机的，则称为随机信号。(4)能量信号和功率信号若信号能量E有限，则称为能量信号.非周期信号的绝对可积（和）信号一定是能量信号。若信号功率P有限，则称为功率信号周期信号及随机信号一定是功率信号．(5)连续时间信号、离散时间信号和数字信号若变量(一般都看成时间)是连续的，则称为连续时间信号；若变量是离散数值．则称为离散时间信号。变量的取值方式有连续与离散两种信号幅值的取值方式又分为连续与离散两种方式(幅值的离散称之为量化).信号变量的取值与幅值的取值组合方式①连续时间信号：时间是连续的，幅值可以是连续的也可以是离

4、散(量化)的。②模拟信号；时间是连续的，幅值是连续的，这是上一种信号的待例。③离散时间信号(或称序列)：时间是离散的，幅值是连续的。④数字信号：时间是离散的，幅值是量化的。由于幅值是量化的，故数字信号可用一序列的数来表示，而每个数又可表示为二进制码的形式。2、系统定义：处理(或变换)信号的物理设备。或者进一步说，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。分类：系统有大小之分，一个大系统中又可细分为若干个小系统。实际上，因为系统是完成某种运算(操作)的，因而我们还可把软件编程也看成一种系统的实现方法。按所处理信号种类对系统分类(1)、模拟系统：处理模拟信号，系统输入、输出均为

5、连续时间连续幅度的模拟信号。(4)、数字系统：处理数字信号，系统输人、输出均为数字信号。(3)、离散时间系统：处理离散时间信号—序列、系统输入、输出均为离散时间信号。(2)、连续时间系统：处理连续时间信号，系统输入、输出均为连续时间信号。系统可分为线性的或非线性的。系统可分为时(移)不变或时(移)变的。3．信号处理信号处理：是研究用系统对含有信息的信号进行处理(变换)，以获得人们所希望的信号，从而达到提取信息、便于利用的目的。信号处理的内容包括滤波、变换、检测、语分拆、估计、压缩、识别等一系列的加工处理。模拟信号与数字信号处理得比较模拟信号处理难以做到高精度，受环境影响较大，可靠性差，且

6、不灵活等。注意：数字信号处理不可能完全取代模拟信号处理，只能说各有优缺点，可互相补充，取长补短。随着大规模集成电路与数字计算机的飞速发展，数字信号处理理论和技术的成熟和完善，用数字方法来处理信号，即数字信号处理，在许多方面有逐渐取代模拟信号处理的趋势。二、数字信号处理系统的基本组成前置预滤波器A/D变换器数字信号处理器D/A变换器模拟滤波器y(n)y(t)-30123435474nT2T-1y(n)01234n数字信号处理器：0y(t)D/A变换器：模拟滤波器：图2数字信号处理过程的波形图数字信号处理系统的组成部分前置滤波A/D转换数字信号处理器D/A转换低通滤波注意！实际的系统并不一定

7、要包括它的所有框图。数字直接输出：就可去掉D/A、滤波数字直接输入：就可去掉A/D、滤波纯数字系统，仅需要数字信号处理器。DSP芯片专用DSP芯片通用DSP芯片专用DSP芯片横向滤波器用的NMOS公司的A100，PLESSYGEC公司PDSPl6256，FFT的PLESSYGEC公司的PDSPl6510。Austek公司的A41102；通用DSP芯片TI公司：TMS320ClX／C2x／C2XX／C54x／C62x系列定点芯片TMS