第1页:绪论
绪论数字信号处理基本概念数字信号处理系统及其实现数字信号处理的基本内容数字信号处理的特点及其应用。
第2页:信号与信号处理基本概念
- 数字信号处理基本概念 信号:信号是承载、传输信息的媒介或者物理表示,它随时间或空间的变化而变化,是可测量的。
- 信号是信息的载体,几乎所有的工程技术领域都要涉及信号问题。
- 信号处理:信号处理的目的就是要从一大堆混合的、杂乱的信息中提取或增强有用的信息。
- 实质上,信号处理就是提取、增强、存储和传输有用信息的一种运算。
- 信号处理的内容主要包括滤波、变换、频谱分析、压缩、识别与合成等。
- 数字信号处理:数字信号处理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)的信号处理设备,用数字的数值计算方法处理(例如滤波、变换、压缩、增强、估值与识别等),以达到提取有用信息便于应用的目的。
第3页:数字信号处理系统组成
数字信号处理系统数字信号处理系统并不是孤立的数字系统,一般是以数字处理系统为核心,结合A/D(模拟-数字)和D/A(数字-模拟)转换器、滤波和放大器等子系统构成,处理内容主要包括滤波、变换、频谱分析、压缩、估计与识别等。数字信号处理系统及其实现 模拟信号的数字信号处理系统框图。
第4页:数字信号处理的实现方法
- 软件实现方法:是按照数字信号处理的原理和算法,编写程序或利用现有程序在计算机上实现,其中Mathworks公司的MATLAB软件(一种交互式和基于矩阵的体系,主要用于科学工程数值计算和可视化)可以说是这方面成功的范例。
- 数字信号处理的实现 硬件实现:是按照具体的要求和算法设计硬件结构图,用乘法器、加法器、延时器、控制器、存储器以及I/O接口部件实现的一种方法,特点是运算速度快,可以达到实时处理要求,但是不灵活。
- 软硬件结合的实现方法:首先可以利用单片机的硬件环境配以恰当的信号处理软件来实现,可以直接用于工程实际,例如数控机床、医疗仪器设备等。
- 其次,可以使用专用数字信号处理芯片,即数字信号处理器(DSP),经过简单编程来实现。
第5页:数字信号处理的基本内容
- (1)信号采集理论,主要包括A/D,D/A转换理论,抽样、多率抽样理论,量化噪声理论等。
- (2)离散信号分析理论,包括对离散信号的时域、频域、时频域分析,变换、傅里叶变换等各种变换技术、信号特征的描述等。
- (3)离散系统分析理论,包括对线性时不变离散时间系统(Linear Time-Invariant System,LTI)的时域分析、系统的单位抽样响应、系统的频率响应及系统函数等。
- (4)各种快速算法,例如快速傅里叶变换(Fast FourierTransform, FFT)、快速卷积(Fast Convolution)计算及其他快速算法等。
- (5)数字滤波技术,即巴特沃思、切比雪夫等各种滤波器的设计算法及实现技术。
- (6)-(11)等数字信号处理的基本内容。
第6页:数字信号处理的特点与应用
- 数字信号处理的特点及其应用 数字信号处理的主要优点:(1)软件可实现。
- (2)精度高。
- (3)可靠性高,便于加密处理和进行纠错编码。
- (4)便于集成化。
- (5)灵活性强,可重复利用。
- (6)二维与多维处理。
- 数字信号处理的不足:(1)存在带宽限制和有限运算速度。
- (2)增加了系统的复杂性。
- (3)DSP芯片由大量的晶体管等有源器件构成,其功耗相对较大。
- (4)数字信号处理器的高频时钟可能带来一定的高频干扰和电磁泄漏。
- (5)在系统分析与设计过程中,要求具备较高的数字处理技能和大量的数学知识。
- 数字信号处理的应用范围。