西安石油大学电子工程学院DSP原理及应用课件 第一章.pptVIP

第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 * TMS320系列DSP原理、结构及应用 第一章 绪论 1.1信号处理技术基础——重要概念 （1）信号和信息 信号是信息的载体。 所谓信息是指人类对外界事物的感知，如温度、声音、图像等都是信息的表现形式。 随着技术的进步，对信息的表达、获取、传递的能力也在不断地发生着变换，例如从远古时代的手势、击鼓、烽火、旗语变化到今天的电报、电话、广播、电视、多媒体、互联网等。 信号分类 时间连续性：连续信号（模拟信号）、时域离散信号和数字信号。 信号的函数表示：确定信号和随机信号 信号的周期性：周期信号和非周期信号 信号 的能量：功率信号和能量信号。 （2）系统 系统是指信号处理过程中硬件设备的总称，它把感知的信息处理成人们可以直接观察的形式。若信号的处理是通过模拟部件实现的，则称为模拟系统；若信号的处理是通过数字部件完成的，则称为数字系统。 （3）信号处理 信号处理是指将信号从一种形式变成另一种形式的算法或结构，比如将信号从时域转化为频域，从模拟信号转换为数字信号等。信号处理的内容涉及广泛，尤其信号的数字处理为信号处理带来了广阔的前景。 由信号、系统和信号处理的定义，可以清晰地看到它们之间的关系，即信号分析是基础，系统分析是桥梁，信号处理是手段，系统综合是目的。信号处理作为手段，贯穿信号分析、系统分析、系统综合的始终。 1.1信号处理技术基础——重要概念 1.1信号处理技术基础——数字信号处理 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、变换、滤波、估算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。与模拟信号处理相比，数字信号处理具有精确、灵活、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、易于大规模集成等优点。 DSP可以代表数字信号处理技术（Digital Signal Processing）也可以代表数字信号处理器（Digital Signal Processor），其实两者是密切相关的，前者是理论和计算方法上的技术，后者是指实现这些技术的通用或专用可编程微处理器芯片。本书中，DSP这一英文缩写是指数字信号处理器。 数字信号处理是以众多学科为理论基础的，所涉及的范围极其广泛。如在数学领域中，微积分、概率统计、随机过程、数字分析等都是数字信号处理的基础工具。它与网络理论、信号与系统、控制理论、通信理论、故障诊断等密切相关。近年来，一些新兴学科，如人工智能、模式识别、神经网络等都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是将许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。 1.1信号处理技术基础——数字信号处理 数字信号处理包括算法研究和实现方法两个方面的内容： 1．算法研究。算法研究是指如何以最小的运算量和存储器的使用量来完成指定的任务。20世纪60年代出现的快速傅里叶变换（FFT），使数字信号处理技术发生了革命性的变化。近几年来，数字信号处理的理论和方法得到了迅速的发展，诸如：语音与图像的压缩编码、识别与鉴别，信号的调制与解调、加密和解密，信道的辨识与均衡，智能天线，频谱分析等各种快速算法都成为研究的热点，并取得了长足的进步，为各种实时处理的应用提供了算法基础。 2．数字信号处理的实现。数字信号处理的实现是用硬件、软件或软硬件相结合的方法来实现各种算法。 数字信号处理的实现一般有以下几种方法： （1）在通用计算机上用软件（如Fortran、C语言）实现，但速度慢，主要用于算法的模拟； （2）在通用计算机系统中加入专用的加速处理器，以增强运算能力和提高运算速度。不适合于嵌入式应用，专用性强，应用受到限制； （3）用单片机实现，用于不太复杂的数字信号处理。不适合于以乘法-累加运算为主的密集型运算； （4）用通用的可编程 DSP 芯片实现，具有可编程性和强大的处理能力，可完成复杂的数字信号处理的算法，在实时 DSP 领域中处于主导地位； （5）用专用的 DSP 芯片实现，可用在要求信号处理速度极快的特殊场合，如专用于 FFT、数字滤波、卷积、