数字信号处理数字信号分析绪论

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1、数字信号分析(DigitalSignalAnalysis)绪论数字信号处理的发展计算机的诞生，为信号的数字处理提供了实现的可能，50年代前期的研究工作1965年FFT的提出，是DSP发展的里程碑离散变换的进展：65年FFT，70年余弦变换，80年代中期小波变换滤波器设计技术：IIR、FIR数字滤波器，多采样处理和滤波器组理论统计和自适应信号处理，阵列处理等器件和系统数字信号处理（DigitalSignalProcessing:DSP）教学的演变1969年Rader和Gold第一本DSP书1975年Oppenheim&Schafer第一本教科书，主要面向研

2、究生1989年Oppenheim&Schafer的离散时间信号处理（DiscreteTimeSignalProcessing）出版，1999年修订版我国也出版了大量DSP教材内容的基本原理部分基本稳定，应用不断扩大从研究生进入本科生阶段，重要的专业基础课教材和参考书课程教材：丁玉美、高西全,数字信号处理（第二版），西安电子科技大学出版社,2005.主要参考教材：(1)程佩青著，数字信号处理教程（第三版），清华大学出版社,2007(2)S.K.Mitra,DigitalSignalProcessing:AComputer-BasedApproach,Thi

3、rdEdition,Mcgraw-Hill,2001(3)JohnG.Proakis,DimitrisG.Manolakis,DigitalSignalProcessing,Principles,Algorithms,andApplications,FourthEdition,PrenticeHall,2007(4)JohnG.ProakisandVinayK.Ingle,DigitalSignalProcessingUsingMATLAB,2003.(5)胡广书，数字信号处理：理论、算法与实现，清华大学出版社，2003DSP(DigitalSignal

4、Processing)是近几十年发展起来的一门新兴学科。DSP是利用计算机或专用设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值、识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的的一门学科。一、数字信号处理的基本概念信号:信号是一个或多个独立变量的函数,该函数含有物理系统的信息或表示物理系统状态或行为。(e.g.:i(t),v(t),g(x,y)).独立变量:时间、距离、速度、位置、温度和压力等信号分类（1）按独立变量（自变量）分；（2）按信号取值定义值域（因变量）分。按独立变量个数可分成：1-dimensional(1-D),2-D,toM-D.

5、1-D信号：单个独立变量的一维函数,e.g.语音信号。2-D信号：两个独立变量的二维函数,e.g.图象信号。M-D信号：多个独立变量的多维函数,e.g.彩色视频信号(RGB)。波形:信号幅度随独立变量变化的函数，通常1-D信号的独立变量为时间。1.信号概述——按独立变量连续性分：按独立变量定义域和信号值域可分成：连续时间信号、模拟信号、离散时间信号和数字信号——CTS、AS、DTS和DS（Continuous-TimeSignals→AnalogSignals;Discrete-TimeSignals→DigitalSignals）.连续时间信号(CTS

6、)：独立时间变量连续有定义(e.g.,x(t))。离散时间信号(DTS)：独立时间变量在离散时间点有定义{x(nT)}。模拟信号(AS)：独立时间变量连续有定义，且信号幅值连续有定义。数字信号(DS)：独立时间变量在离散时间点有定义、信号幅值仅取离散值，且通常用二进制编码表示。模拟信号和数字信号（AnalogSignalandDigitalSignal）模拟信号：指幅度连续的信号，通常指时间和幅度上都是连续的信号。数字信号：时间和幅度上都是离散的信号。x(t)tx(tn)tnx(n)n采样模数保持转换二、数字信号处理系统的基本组成前置预滤波器A/D变换

7、器数字信号处理器D/A变换器模拟滤波器模拟Xa(t)PrFADCDSPDACPoF模拟Ya(t)(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：由模拟信号产生一个二进制流。在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次xa(t)的幅度，抽样后的信号称为离散信号。(3)数字信号处理器(DSP)：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).(4)D/A变换器：由一个进制流产生一个阶梯波形，是形成模拟信号的第一步。(5)后置滤波器：把阶梯波形平滑成预期的模拟

8、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).数字信号处理实现方