张旭东（清华大学）数字信号处理：第1章 DSP-Chp11.pptVIP

序列的运算（续） 用冲激和卷积表示序列 这也是诸多信号分解中的一种，将信号分解成基本 “粒子”之和 数字信号处理（Digital Signal Processing：DSP） 张旭东 清华大学电子工程系 什么是信号处理 信号处理的目的总是从我们测量到的 信号记录中提取出对我们有用的信息 模拟信号处理 数字信号处理 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. 20世纪初至50年代有许多前期的研究工作,从采样定理的建立到声码器的数字仿真实验等,奠定了理论基础. 1965年FFT的提出，是DSP发展的里程碑 (但其源头可追溯到高斯时代) 离散变换的进展：65年FFT，70年代余弦变换，80年代中后期小波变换 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，专用滤波器设计,小波滤波 统计和自适应信号处理，阵列处理等, 从统计学引入信号处理发展的另一条主线--现代信号处理 器件和系统的发展对数字信号处理有积极推动 数字信号处理（Digital Signal Processing:DSP）教学的演变 1969年Rader和Gold第一本DSP书 1975年OppenheimSchafer第一本有广泛影响的教科书，主要面向研究生 1989年OppenheimSchafer的《离散时间信号处理》（Discrete Time Signal Processing）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，原理部分以适当的速度有所更新和扩充，应用领域不断扩大 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 教材： A. V. Oppenheim，R. W.Schafer, Discrete-Time Signal Processing, Prentice-Hill, 1999, Second Edition(清华出版社影印) 应启珩等著，离散时间信号分析和处理，清华大学出版社，2001版 S. K. Mitra, Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, Second Edition, Mcgraw-Hill,2001 J. G. Proakis, D. G. Manolakis, Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and applications, PH,1996,2007 参考书（略） 考试要求 平时作业：20％ 课程报告：10％ 期末考试：70％ 期末考试为“有限制”开卷考试 第1章：时域离散信号和系统 1.1 引言 一个处理连续时间信号的离散时间系统 C/D:Continuous/Discrete Converter 连续时间信号的数字处理系统 该框图是一个完整的处理连续信号的数字信号处理系统， 实际系统可能是这个完整系统的一部分。 如果前端和（或）后端构成一个独立子系统， 这个子系统称为数据采集系统 第1个要注意的参数T 由连续信号获得离散信号时，采样周期T（或采样频率F）是必须有记录的参数，由T结合DSP结果，一般才能给出正确的物理解释 例： 第1个要注意的参数T（续） 可以看到，两个频率相差很大的连续信号，用不同频率采样后，得到完全相同的离散信号。 第1个要注意的参数T（续） 将会看到，用DSP进行信号分析时，其频率是归一化的，要得到对连续信号的正确物理解释，需要参数T。 分析例子可以看到，连续角频率和离散角频率的关系 连续信号的离散处理过程，均将有限频率范围映射到归一化的 频率范围，映射尺度就是采样参数（T或F） 发展与挑战 VLSI的发展，不断突破人们原有的预测，速度更快、功耗更低的数字集成电路使数字处理更加便捷。 对于数字信号处理，专用DSP处理器，已成为最重要的嵌入式系统的处理核心。 从1982年DSP处理器问世时10MPIS，到今天单片超过1GPIS，单片运算速度增加1000倍以上，每MPIS功耗和价格大大下降。 A/D转换器已有突破20GHz的单片转换器。 模拟与数字系统是构成完整信息处理系统均不可缺少的单元，趋势是：核心处理部分采用数字处理，外围接口仍采用模拟系统 随着软件无线电、软件雷达等技术进展，越来越多功能采用DSP实现，但仍不可能完全抛弃模拟系统，有些专用功能还是仅用模拟系统实现。 课程内容介绍 信号的表示：各种离散变换、快速算法、谱分析应用 离散系统分析和设计：主要是数字滤波器结构、分析、设计。 多采样率信号处理 自适应滤波初步 有限字长效应：影响与对策 信号的表示： 时域表示 复频域表示；频域表示 时－频表示 表示之间的等价与反映不同特征 1.2 时域