数字信号处理dsp_绪论课件

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1、绪论罗江陶kenjt@163.com进入21世纪之后，数字化浪潮正在席卷全球，数字信号处理器DSP（DigitalSignalProcessor）正是这场数字化革命的核心，无论在其应用的广度还是深度方面，都在以前所未有的速度向前发展。绪论主要对数字信号处理进行简要介绍。首先对数字信号处理进行了概述，介绍了DSP的基本知识；接着介绍了DSP芯片的特点及应用领域；然后对DSP芯片的现状和发展方向做了简要介绍；最后介绍了DSP应用系统的设计和开发过程。信号：随时间变化的物理量。信号处理：用一系列的数表

2、示现实世界的信号，用数学方法将其转化或从中提取信息。数字信号处理概述模拟信号与数字信号不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号(AnalogSignal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号(DigitalSignal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。当模拟信号采用连续变化的电磁波来表

3、示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。模拟信号与数字信号之间的相互转换模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过PCM脉码调制(PulseCodeModulation)方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，

4、例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，实用中常采取24位或30位编码；数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。强调的是对以数字形式表现的信号进行处理和研究的方法。是一门涉及许多学科且广泛应用于许多领域的新兴学科。什么是DSP？DSP包括两层概念:1.数字信号处理（Digit

5、alSignalProcessing——DSP）本课程属于这一层概念，所涉及内容为如何利用DSP芯片进行数字信号的处理。研究的内容为DSP芯片的结构和特点，如何通过程序编写，实现对数字信号的处理。2.数字信号处理器（DigitalSignalProcessor——DSP）强调的是通过专用集成电路芯片，利用数字信号处理理论，在芯片上运行目标程序，实现对信号的某种处理。数学工具：微积分、复变函数、概率统计、随机过程、数值分析、高等代数、线性代数、泛函数等。基础理论：网络理论、信号与系统、现代控制理论

6、（包括人工智能、模式识别、神经网络、模糊控制）、现代通信理论、故障理论和现代测量等。数字信号处理的理论基础1.在通用的微型计算机（PC机）上用软件（如C、Fortran语言）实现。缺点是：速度慢2.用单片机（如MCS-51、96系列等）实现。缺点是：只用于简单数字信号处理。3.用通用的可编程DSP芯片实现。DSP芯片有更适合于数字信号处理的软件和硬件资源，非常适合于通用数字信号处理的开发，为数字信号处理的应用打开了新局面。数字信号处理的实现方法4.用于极高速信号处理的专用DSP芯片。缺点：灵活性

7、差，开发工具不完善。5.在通用的计算机系统中加上加速卡实现。缺点：需核心含DSP的用户加速卡。6.用FPGA等产品实现数字信号处理算法。缺点：专用性太强，而且这种方法的研发工作也主要不是由一般的用户来完成的。抗混叠滤波器A/DD/ADSP芯片低通滤波器输入输出典型的DSP系统DSP系统的特点1.精度高难17位字长模拟网络元件（R、L、C等）模拟网络系统数字系统DSP、D/A精度10-3精度10-32.可靠性强信号信号放大器A放大器B计算机A计算机B只要误差不超过0、1判决电平A、B结果可能不同A

8、、B结果果相同3.集成度高表面贴装ASIC芯片DSP系统DSPCPLDFPGA开发压缩体积降低成本4.接口方便以现代数字技术为基础的系统或设备都是兼容的，系统接口方便。5.灵活性好DSP系统DSPCPLDFPGA可编程可编程可编程改变软件不同的功能硬件更简单DSP系统开发周期大大缩短6.保密性好DSP系统DSPCPLDFPGA保密性好保密性好保密性好隐蔽内部总线地址变化做成ASIC保密性能几乎无懈可击7.时分复用系统n信道1信道2信道n信号的采样频率与DSP系统的运算速度相比较低的场合。实时性要