信号工概述
信号工为铁路专有名词，指从事铁路信号相关设备的安装、维护、维修及改造工作的铁路职工。信号工这个工种为铁路电务段相对应的工种，是铁路行业里面技术含量较高的一个工种，一名优秀的铁路信号工需要有较高的综合素质。
铁道线，钢筋铁骨，纵横万里，它承载着旅客的一路欢声笑语，承担着国家交通运输的重任。
铁路信号，就象是这钢筋铁骨的神经，时刻传递着火车安全运行的各种控制指令，它是火车运行的指挥，也是线路安全的警示。为了使铁路信号系统正常有序的工作，铁路信号工们付出了辛勤的劳动。
铁路信号工是指对铁路信号的设备进行安装，维护，测试；并在铁路信号设备出现故障时，能组织抢修、进行应急处理的职业工种。
要想成为一名铁路信号工，一般要求具有相关专业中专以上学历，掌握一定的机械、电子计算机等方面的专业知识。
吃苦耐劳是铁路行业的优良传统，也是铁路信号工必须具备的素质。铁路信号工要求踏实肯干，具有高度的责任心。
铁路信号设备的构成及其工作原理是铁路信号工必须掌握的知识，因为这是发现铁路信号的故障隐患，并及时对它们进行修复处理的保证。
另外，良好的沟通能力和团队合作精神也是一名铁路信号工必须具备的素质，铁路信号设备一旦发生故障，铁路信号工要向中央控制室准确描述故障情况，冷静处理。
现代技术的发展，使得铁路信号逐步向电子化、数字化发展。所有的列车信息、道岔经路、信号显示通过铁路信号系统及时准确的传递到信号控制台和微机监测设备。
现代铁路信号工的主要岗位职责，就是根据设备运行周期和设备运行状况，对铁路信号设备进行安装、测试、维护和应急维修等。
在日常设备更换等施工过程当中，铁路信号工要根据上级主管部门事先制定好的施工计划，严格遵循安全、规范的操作程序，安装铁路信号设备。
安装好铁路信号设备之后，铁路信号工就要通过使用铁路专有频率等通讯设备与室内值台人员保持联系，测试铁路信号设备是否正常运作。
对已经投入使用的铁路信号设施，信号工要经常性的巡视和维护，及时发现潜在的安全隐患，并有计划有重点的对超过规定使用周期的设备进行更换，以保持铁路信号系统时刻处于正常运行状态。
当信号设备出现故障等意外情况需要紧急处理时，铁路信号工要快速反应，不管刮风下雨还是白天黑夜，及时准确地排除铁路信号故障，保证铁道线路的安全运行。
对室内信号设备的维护也是铁路信号工的一项重要工作内容，您看，铁路信号工们正在检测控制台、电源瓶、继电器、微机监测等设备。
铁路信号工所需的基本素质与技能
机械、电子计算机等相关专业中专以上学历；
掌握铁路信号设备的安装和维护方法；
身体健康，无色弱色盲，有吃苦耐劳的精神；
具有高度的责任心和团队合作精神。
职业名称：铁路信号工
职业编码：6-24-02-15
所在分类：生产、运输设备操作人员及有关人员>> 运输设备操作人员及有关人员>> 铁路、地铁运输机械设备操作及有关人员
职业描述
从事铁路、地铁信号设备安装施工和设备维护的人员。
从事的工作
(1)鉴别铁路、地铁信号设备和配件质量；
(2)敷设、接续信号电缆；
(3)安装、试验轨道电路；
(4)配线、焊接、安装和检测操作引入装置；
(5)安装、测试信号部件；
(6)安装调试、维修电气集中、调度集中、调度监督、自动闭塞、半自动闭塞等设备；
(7)安装、调试、维修车站信号、区间信号、机车信号、驼峰信号、道口信号等设备；
(8)安装、调试、维修转辙、转换装置和信号电源设备；
(9)安装、调试、维修信号保护装置；
(10)检测设备性能，分析处理设备故障。
注：职业描述以已颁布的国家职业标准内容为准
包含工种
车站与区间信号设备维修信号工
驼峰信号设备维修信号工
机车信号设备维修信号工
电子电气设备维修信号工（原机务监控人员相关工种）信号钳工
信号组调工
信号工程施工
地铁列车信号工
地铁行车监控信号工
符：铁路职工岗位培训教材
信号工
作者：铁路职工岗位培训教材编审委员会编
出版社：中国铁道出版社[1]
出版时间： 2009-11-1
开本： 16开
I S B N ： 9787113102999
定价：￥52.00
内容简介
本书为信号工（联锁、列控与区间信号设备维修）岗位培训教材，全书分为两部分：基本知识和职业技能。
基本知识包括：6502电气集中电路、计算机联锁系统、站内轨道电路电码化、区间闭塞设备、道口信号控制电路、列车调度指挥系统（TDCS）、分散自律调度集中系统（CTC）、CTCS-2级列车运行控制系统地面设备、TJWX-2006型信号微机监测系统。每章列有复习思考题。
职业技能包括：信号设备的安装与部件更换、信号设备的维护、信号设备故障应急处理，以及计算机联锁设备、站内轨道电路电码化设备、ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞设备、TDCS设备、CTC设备、CTCS-2级列控系统地面设备、TJWX-2006型信号微机监测设备的维护及故障处理。
本书针对铁路职工岗位培训、职业技能鉴定进行编写，是各单位组织职工进行各级各类岗位培训、技能鉴定的必备用书，对各类职业学校相关师生也有重要的参考价值。
目录
基本知识
第一章 6502电气集中电路
第一节电气集中系统组成
第三节选择组电路
第四节执行组电路
第五节控制台表示灯与继电器动作对应关系第六节信号机灯光控制电路
第七节道岔控制电路
第八节联锁表的编制及联锁试验
复习思考题
第二章计算机联锁系统
第一节概述
第二节计算机联锁系统的硬件组成
第三节计算机联锁系统的软件
第四节 TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统
第五节 TYJL-ADX型计算机联锁系统
第六节 CIS-1型计算机联锁系统
第七节 iLOCK型计算机联锁系统
第八节 DS6-11型计算机联锁系统
第九节 DS6-K58型计算机联锁系统
第十节 JD-1A型计算机联锁系统
第十一节 El32-JD型计算机联锁系统
复习思考题
第三章站内轨道电路电码化
第二节站内叠加预发码式电码化
第三节车站闭环电码化
第四节微电子交流计数电码化
复习思考题
第四章区间闭塞设备
第一节 64D型单线继电半自动闭塞
第二节 8信息移频自动闭塞
第三节 UM71型无绝缘移频自动闭塞
第四节 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞复习思考题
第五章道口信号控制电路
第一节道口信号设备的布置
第二节 DX3型道口信号
复习思考题
第六章列车调度指挥系统(TDCS)
第一节系统特点及结构
第二节车站子系统
第三节铁路局TDCS中心子系统
第四节网络结构和网络安全
复习思考题
第七章分散自律调度集中系统(CTC)
第一节系统功能及结构
第二节车站子系统
第三节铁路局CTC中心子系统
第四节网络结构和网络安全
复习思考题
第八章 CTCS-2级列车运行控制系统地面设备第一节 CTCS-2级列控系统结构
第二节车站列控中心
第三节地面电子单元(LEU)
第四节应答器
第五节临时限速
复习思考题
第九章 TJWX-2006型信号微机监测系统
第一节系统结构及功能
第二节车站子系统
第三节上层系统
第四节网络结构
辽宁铁道职业技术学院毕业论文 题目论铁路信号设备维护与安全保障 专业铁道通信信号 班级 xxxxxxx 姓名 xx xx 指导教师 xxxx 职称 xxxxxx 二0一一年 5 月
目录 1.铁路信号设备的概述………………………………………… 1.1铁路信号设备的发展史………………………………………… 1.2铁路信号设备的组成及原理…………………………………… 2.对铁路信号设备系统进行性能与故障分析,从而排除故 障………………………………………………………………… 2.1信号机的维护及注意事项……………………………………… 2.2转辙机的维护及注意事项……………………………………… 2.3轨道电路的维护及注意事项…………………………………… 3.铁路信号维护安全性问题……………………………………
3.1典型事故案例……………………………………………………
3.2.关于设备维护的建议…………………………………………… 谢辞………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………… 注释………………………………………………………………… 附录………………………………………………………………… 摘要 铁路信号设备是组织指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号设备是铁路主要技术之一。铁路信号的装备水平和技术水准是铁路现代化的重要标志。 铁路信号基础设备，包括信号继电器，信号机，轨道电路，转辙机等是构成铁路信号系统的基础，他们的质量和可靠性直接影响信号系统效能的发挥，可靠性能的提高，在铁路信号现代化的进程中，信号基础设备在不断的更新和改造。 信号设备具有结合部多、易受外界影响的特点，使得铁路各专业存在的问题，最终均要反映到信号设备上，因此，对于铁路运输企业来说，减少信号设备故
中南大学 课程设计报告 题目现代信号处理 学生姓名任秋峥 指导教师张昊、张金焕 学院信息科学与工程学院 学号 0909090711 专业班级电子信息专业0901班 完成时间 2011年9月7号
目录 第一章、课程设计题目 (3) 1.1题目 (3) 1.2课程设计要求 (3) 第二章、设计思想概述 (4) 2.1离散时间L TI系统及其脉冲响应 (4) 2.1.1、离散时间L TI系统 (4) 2.1.2离散时间系统的脉冲响应 (5) 2.2、采样定理及连续时间信号的傅里叶变换 (6) 2.3序列FFT (7) 2.4滤波器的设计 (9) 2.4.1、IIRDF的设计 (9) 2.4.2 FIRDF的设计 (11) 第三章、程序设计及关键部分功能说明 (13) 3.1、差分方程的单位脉冲响应程序设计 (13) 3.1.1差分方程在各个点的单位脉冲响应设计和分析 (13) 3.2、验证采样定理 (14) 3.2.1、连续时间信号的傅里叶变换 (14) 3.2.2、采样定理 (16) 3.3、冲击序列和矩形序列的8点和16点FFT (17) 3.3.1冲击序列的FFT (17) 3.3.2矩形序列的fft (18) 3.4、滤波器的设计 (18) 3.4.1、IIRDF的设计 (18) 3.4.2、FIRDF的设计 (19) 第四章、程序实现 (21) 4.1、差分方程 (21) 4.2采样定理 (22) 4.3、FFT (25) 4.4滤波器的设计 (28) 4.4.1、IIRDF设计 (28) 4.4.2、FIR滤波器的设计 (29) 第五章、附录 (33) 5.1源程序代码 (33) 5.2参考文献 (39) 第六章、小结与体会 (39)
欧洲铁路信号系统概况 欧洲是世界上铁路最发达的地区之—。欧洲国家多，国土面积小，各国内部的铁路网很密集。近几年来，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级或者技术改造的同时，在欧盟(EU)委员会和国际铁路联盟(UIC)的推动下，欧洲7大铁路信号公司，如法国的Alstom(阿尔斯通)公司、瑞典的Adtranz公司、德国的Siemens(西门子)公司、法国的Alcatel(阿尔卡特)公司、意大利的Ansaldo(安萨尔多)公司(含法国CSEE公司)、英国WestingHouse(西屋)公司，以及Invensys公司，联合起来为信号系统的互联和兼容问题制定信号标准，并制造了相关的产品： 在较大范围内开发并应用新型计算机辅助铁路运输管理系统； 在进路控制方面，随着区域计算机联锁技术逐步取代陈旧技术，自动化系统得到广泛应用； 在列车防护和控制系统方面，研制了基于通信的列车控制系统(CBTC)； 为了欧洲铁路信号系统的互联和兼容问题，制定了统一的、开放性信号系统标准，从而实现欧洲各国铁路互通运营。 本章根据搜集到的有关欧洲铁路信号系统的论文、报道和技术资料，对它们进行了归纳整理，从列车运行控制系统、欧洲统一先进的列车运行控制系统(即ETCS)、联锁系统、行车指挥系统、高速铁路，以及磁悬浮铁路等方面介绍欧洲铁路信号系统的现状和发展，有关法国、英国和德国的铁路信号系统的详细情况在另外章节专门介绍。 第一节列车运行控制系统 一、种类繁多的列控系统 欧洲有7大铁路信号公司（Alstom、Adtranz、Siemens、Invensys、Alcatel、Ansaldo、WestingHouse，它们都是UNIFE的成员），它们研制生产的列车运行控制系统（ATP/A TC）有十余种，如德国的LZB系列和FZB系列、法国的TVM系列等。这些运行控制系统有的适用于中速铁路，有的适用于高速铁路。在欧洲铁路网上，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营。 二、基于通信的列车运行控制系统 近年来，几乎所有欧洲国家铁路都在建立列车运行管理和保证行车安全系统方面寻求新的经济有效的技术方案，其中包括地区性线路。德国铁路和Adtranz公司共同研究制定了无线通信管理列车运行（FFB）地区性线路运营规划，在建立的列车运行管理系统中，几乎全部通过无线通信系统来实现通信服务联系，完全不用地面信号和监督线路空闲的线路设备，保证在任何线路上的列车运行安全。基于通信的列车控制系统（CBTC）按欧洲统一的安全标准设计，系统符合欧洲PrEN50129和PrEN50128标准设计的一体化安全要求（SIL4，安全完善度等级4）。 三、列车控制系统向标准化、统一化发展 目前，欧洲由于种类繁多的铁路信号帛式互不兼容，影响了欧洲铁路跨国运输的效率。在欧盟（EU）和国际铁路联盟UIC的支持下，欧洲铁路制定了统一的列车运行管理系统ERTMS（欧洲铁路运输管理系统），包括欧洲列车运行控制系统ETCS（欧洲列车控制系统）、列车与地面的双向无线通信系统GSM-R和欧洲运输管理系统ETMS。
1.3 时频分布及其性质 1.3.1 单分量信号与多分量信号 从物理学的角度看，信号可以分为单分量信号和多分量信号两类，而时－频分布的一个主要优点就是能够确定一个信号是单分量的还是多分量的。所谓单分量信号就是在任一时间只有一个频率或一个频率窄带的信号。一般地，单分量信号看上去只有一个山峰（如图 1.2.2），图中所示的是信号)()()(t j e t A t s ?=的时－频表示，在每一个时间，山峰的峰值有明显的不同。如果它是充分局部化的，那么峰值就是瞬时频率；山峰的宽度就是瞬时带宽。一般地，如果)(t z 是信号)(cos )()(t t a t s φ=的解析信号，)(f Z 是)(t z 对应的频谱， 图1.2.2 单分量信号时－频表示及其特征 则其瞬时频率定义如下： )]([arg 21)(t z dt d t f i π= （1.2.1） 与瞬时频率对偶的物理量叫做群延迟，定义如下： )]([arg 21)(f Z dt d f g πτ= （1.2.2） 而多分量信号是由两个（或多个）山峰构成, 每一个山峰都有它自己不同的瞬时 频率和瞬时带宽。（如图1.2.3所示）。 图1.2.3 多分量信号时－频表示及特征
1.3.2 时－频分布定义 Fourier 变换的另一种形式 ?∞ ∞ --=dt e t s f S ft j π2)()( ?∞ ∞ -=df e f S t s tf j π2)()( Cohen 指出，尽管信号)(t z 的时－频分布有许多形式，但不同的时－频分布只是体现 在积分变换核的函数形式上，而对于时－频分布各种性质的要求则反映在对核函数的约束条件上，因此它可以用一个统一形式来表示，通常把它叫做Cohen 类时－频分布，连续时间信号)(t z （)(t z 为连续时间信号)(t s 的解析信号）的Cohen 类时－频分布定义为 ττφτττπdudvd e v u z u z f t P vu f vt j ) (2*),()2 1()21(),(-+-∞ ∞ -∞ ∞ -∞ ∞ --+=?? ? （1.3.1） 式中),(v τφ称为核函数。原则上，核函数可以是时间和频率两者的函数，但常用的核函数与时间和频率无关，只是时延τ和频偏v 的函数，即核函数具有时、频移不变性。这个定义提供了全面理解任何一种时－频分析方法的通用工具，而且能够在信号分析中将信号的一种时－频表示及其性质同另一种时－频表示及其性质联系在一起。进一步可将（1.3.1）简记为 ττφττπdvd e v v A f t P f vt j z )(2),(),(),(+-∞ ∞ -∞ ∞ -? ? = （1.3.2） 式中),(v A z τ是双线性变换（双时间信号）)2 ()2(),(*τ τ τ-+ =t z t z t k z 关于时间t 作 Fourier 反变换得到的一种二维时－频分布函数，称为模糊函数，即 dt e t z t z v A tv j z πτ ττ2*)2 ()2(),(-+=?∞ ∞- （1.3.3） 因为Cohen 类时－频分布是以核函数加权的模糊函数的二维Fourier 变换，所以Cohen 类 时－频分布又称为广义双线性时－频分布。 两个连续信号)(t x ，)(t y 的互时－频分布定义为： ???∞ ∞-∞ ∞--+-∞ ∞ --+= ττφτττπdudvd e v u y u x f t P vu f vt j xy ) (2*),()2 1()21(),( ? ? ∞ ∞-∞ ∞ -+-=dv d e v v A f tv j xy ττφττπ)(2),(),( （1.3.4） 式中 du e u y u x v A vu j xy πτ ττ2*)2 ()2(),(?∞ ∞--+= （1.3.5） 是)(t x 和)(t y 的互模函数。
差分信号与单端信号概述 差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b.能有效抑制EMI(电磁干扰)，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c. 时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。 1、共模电压和差模电压 我们需要的是整个有意义的“输入信号”，要把两个输入端看作“整体”。就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示，而到了高中或大学就只要用一个“数”v，但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”…… 而共模、差模正是“输入信号”整体的属性，差分输入可以表示为 vi = (vi+, vi-)也可以表示为vi = (vic, vid)。c 表示共模，d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度，就像几何学里的坐标变换，同一个点在不同坐标系中的坐标值不同，但始终是同一个点。 运放的共模输入范围：器件（运放、仪放……）保持正常放大功能（保持一定共模抑制比 CMRR）条件下允许的共模信号的范围。 显然，不存在“某一端”上的共模电压的问题。但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。而且这个范围等于共模输入电压范围。 道理很简单：运放正常工作时两输入端是虚短的，单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。对其它放大器，共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。例如对于仪放，差分输入不是 0，实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。 可以通俗的理解为： 两只船静止在水面上，分别站着两个人，A和B。 A和B相互拉着手。当船上下波动时，A才能感觉到B变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位上升或者下降时，A并不能感觉到这个拉力。这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。 于是，我们说A和B只对差模信号响应，而对共模信号不响应。当然，也有一定的共模范围了，太低会沉到水底，这样船都无法再波动了。太高，会使会水溢出而形成水流导致船没法在水面上停留。理论上，A 和B应该只是对差模有响应。 但实际上，由于船上下颠簸，A和B都晕了，明明只有共模，却产生了幻觉：似乎对方相对自己在动。这就说明，A和B内力较弱，共模抑制比不行啊。说笑了啊，不过大致也就是这个意思。 当然,差模电压也不可以太大，否则会导致把A和B拉开。
我国铁路信号系统概况 传统的铁路信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的“信号、联锁、闭塞”体系。在行内简称为“信、联、闭”体系。主要作用是： 为传达、指示列车运行命令、提供列车运行信息、反馈列车运行实时轨迹，以及表示某种特定信号警示。就需要包括地面固定信号、机车信号及各类信号标志等信号机设施。 为采集列车运行实时状况、表达钢轨线路占用情况、检查轨道性能的实际状态。就需要包括有绝缘（机械）、无绝缘（电气）等轨道电路。 为根据列车运行需要，接受控制命令自动分隔线路、开通并锁定列车通行进路。就需要包括电动、电液等转辙机。 为完成操作与控制信号设备、实时表示各类信号设备的实际运用状态。就需要包括电气集中、微机联锁、驼峰信号等联锁主机与控制台等控制设备。 为信号、联锁、闭塞设备提供电动力，并具备两路能自动转换的可靠电源。就需要包括车站、区间、驼峰等电源屏。 为沟通信号、联锁、闭塞设备，形成一体信号网落。就需要包括普通信号电缆、综合扭绞电缆、数字信号电缆、光缆等电线路。总之，铁路信号体系担负着路网上行车设备的运用状况、列车运行的实时状态、运输调度的指令控制等信息的传递与监控任务。保证铁路行车安全、扩大线路通过能力、提高运输组织效率、改善职工劳动条件。 铁路信号所具有技术密集度高、更新换代快；投资少、见效快、效益高的特点及优势。它渗透铁路运输各部门，由铁路信号产生的各种实时信息传输速度快、准确率高；控制命令逻辑关系严密，安全可靠度强，全程全网服务于铁路运输。铁路信号系统由车站联锁系统、区间闭塞系统、驼峰信号系统、列车运行控制系
《信号与系统》课程教学大纲 英文名称：Signal and System 课程号：13202002 一、课程基本情况 1.学分：3.5 2.学时：56（其中：理论学时：56 实验学时：0上机学时：0 ） 3.课程类别：大类平台必修课 4.适用专业：电子信息类 5.先修课程：高等数学 6.后续课程：数字信号处理、通信原理等 7.开课单位：通信工程 二、课程介绍 《信号与系统》是与通信工程、电子信息工程等专业有关的一门基础学科。 它的主要任务是： 1.在时间域及频率域下研究时间函数f(t)及离散序列x(n)的各种表示方式； 2.在时间域及频率域下研究系统特性的各种描述方式； 3.在时间域及频率域下研究激励信号通过系统时所获得的响应。 信号与系统课程研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。课程的主要内容包括连续系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析、离散时间系统的时域分析、Z变换、离散时间系统的Z域分析等。要求学生掌握基本概念和基本分析方法。 学习本课程使学生掌握信号与系统的基本理论和基本分析方法，培养学生灵活运用理论知识分析和解决实际问题的能力。 三、课程的主要内容及基本要求 第一章信号与系统概述（共10学时） （一）教学内容： 第一节信号与系统概述 知识要点：信号与系统分析的研究内容与方法，信号与系统理论的应用，信号的定义。 第二节信号的描述和分类 知识要点：信号的描述，信号的分类。
第三节典型基本连续信号 知识要点：正弦信号，指数信号，复指数信号，抽样信号，单位阶跃信号，单位冲激信号。 第四节信号的基本运算 知识要点：信号的微分、积分运算；移位运算，反褶运算，尺度变换运算，以及组合。 第五节冲激信号及其性质 知识要点：冲激信号及其性质，相关计算题。 第六节冲激偶信号及其性质 知识要点：冲激偶信号及其性质，相关计算题。可以作为选讲部分。 第七节信号的分解 知识要点：信号的直流与交流分解，信号的偶、奇分解，信号的实部与虚部分解，信号的脉冲分量分解，信号的正交函数分解。 第八节系统的描述和分类 知识要点：系统的描述，系统的分类，系统的联结。 第九节线性时不变系统 知识要点：连续时间线性时不变系统，离散时间线性时不变系统。 教学重点：信号的分类、典型基本连续信号、冲激信号及其性质、系统的描述，系统的分类。 教学难点：建立信号的概念、建立系统的概念、信号的周期、能量等运算。 （二）教学基本要求： 1．基本知识、基本理论：信号与系统概念，信号与系统的分类，线性时不变系统的特点及分析方法；周期和非周期信号、能量信号和功率信号；基本连续信号的表达方式及其波形；冲激信号及其性质；冲激偶信号及其性质；信号波形相加、相乘、求导、积分的运算；信号波形平移、反转、压缩、扩展的变换；任意连续信号的冲激函数表示；信号的分解；系统的分类，系统的性质；线性时不变系统的性质。 2．能力、技能培养：理解信号的概念，了解不同类型信号的时域表现形式，掌握不同类型信号及系统的识别方法；熟练掌握信号周期的求解方法；掌握典型信号及性质，能够做到给出信号表达式会画信号波形图，给出信号波形图能写出信号表达式；能够用阶跃信号表示分段函数；掌握与冲激信号、冲激偶信号相关的乘积、微分、积分等运算。掌握对多个信号进行相加、相乘，对于不同频率的正弦信号要注意相加、相乘之后的规律；掌握对信号波形进行平移、反转、压缩、扩展的变换；了解系统的概念，了解系统的分类，了解系统的性质；掌握系统的稳定性、因果性、线性时不变性等；掌握线性时不变系统的积分、微分、频率保持、分解等性质。 （三）实践与练习 根据学生学习情况，针对不同层次的学生留作业，作业可以是书后习题，可以由任课教师自选。 （四）考核要求 理解信号与系统的概念及分类，掌握线性时不变系统的特点及分析方法；会判断周期和非周期信号、能量和功率信号，计算信号的功率；会判断是信号否为周期信号，会计算周期信号的周期，
320 第11章 正交小波构造 我们在上一章中集中讨论了离散小波变换中的多分辨率分析，证明了在空间0V 中存在正交归一基}),({Z k k t ∈-φ，由)(t φ作尺度伸缩及位移所产生的},),({,Z k j t k j ∈φ是j V 中的正交归一基。)(t φ是尺度函数，在有的文献中又称其为“父小波”。同时，我们假定j V 的正交补空间j W 中也存在正交归一基},),({,Z k j t k j ∈ψ，它即是小波基，)(t ψ为小波函数，又称“母小波”。本章，我们集中讨论如何构造出一个正交小波)(t ψ。所谓“正交小波”，指的 是由)(t ψ生成的}),({Z k k t ∈-ψ，或j W 空间中的正交归一基},),({,Z k j t k j ∈ψ。 Daubechies 在正交小波的构造中作出了突出的贡献。本章所讨论的正交小波的构造方法即是以她的理论为基础的。 11.1 正交小波概述 现在举两个大家熟知的例子来说明什么是正交小波及对正交小波的要求, 一是Haar 小波，二是Shannon 小波。 1.Haar 小波 我们在10.1节中已给出Haar 小波的定义及其波形，见图10.1.1(d)，Haar 小波的尺度函数 )(t φ如图10.1.1(a)所示。重写其定义，即 ??? ??-=011 )(t ψ 其它12/12/10<≤<≤t t (11.1.1) ? ??=01 )(t φ 其它10<≤t (11.1.2) 显然, )(t ψ的整数位移互相之间没有重叠，所以)()(),(' 'k k k t k t -=--δψψ，即它们
321 是正交的。同理， )()(),(',,' k k t t k j k j -=δψψ。 很容易推出)(t ψ和)(t φ的傅里叶变换是 4 /4 /sin )(22 /ωωωωj je -=ψ 2 /2 /sin )(2 /ωωωωj e -=Φ 注意式中ω实际上应为Ω。由于Haar 小波在时域是有限支撑的，因此它在时域有着极好的定位功能。但是，由于时域的不连续引起频域的无限扩展，因此，它在频域的定位功能极差，或者说频域的分辨率极差。 上一章指出，Haar 小波对应的二尺度差分方程中的滤波器是： ??????=21,21)(0n h ，??????-=21,2 1 )(1 n h (11.1.5) 它们是最简单的两系数滤波器。 2.Shannon 小波 令 t t t ππφsin )(= (11.1.6) 则 ?? ?=Φ01)(ω 其它π ω≤ (11.1.7) 由于 ?ΦΦ= --ωωωπ φφd k t k t k k )()(21 )(),(',0*,0' )(21')(' k k d e k k j -==? ---δωπ π π ω (11.1.8) 所以{}Z k k t ∈-),(φ构成0V 中的正交归一基。)(t φ称为Shannon 小波的尺度函数。 由于0,0)(V t k ∈φ，100-=⊕V W V ，由二尺度性质，1)2(V k t ∈-φ，因此 ???=Φ-0 1 )(,1ωk 其它πω2≤ (11.1.9) 这样，对0)(W t ∈ψ，有
《现代信号处理》 姓名：李建强 学号：201512172087 专业：电子科学与技术 作业内容：在MATLAB平台上对一个特定的平稳随机信号进行经典功率谱估计和现代功率谱估计的比较 一、前言 功率谱估计是信息学科中的研究热点,在过去的30多年里取得了飞速的发展。在许多工程应用中，它能给出被分析对象的能量随频率的分布情况。平滑周期图是一种计算简单的经典方法，它的主要特点是与任何模型参数无关，但估计出来的功率谱很难与信号的真是功率谱相匹配。与周期图方法不同，现代谱估计主要是针对经典谱估计(周期图和自相关法)的分辨率低和方差性能不好的问题而提出的。其使用参数化的模型，能够给出比周期图方法高得多的频率分辨率。其内容极其丰富，涉及的学科和领域也相当广泛，按是否有参数大致可分为参数模型估计和非参数模型估计，前者有AR模型、MA模型、ARMA模型、PRONY指数模型等;后者有最小方差方法、多分量的MUSIC方法等。 二、总体概述 本次实验分别使用经典的功率谱估计（如周期图法）与AR模型法对某一特定的平稳随机信号进行其功率谱估计，由图像得到信号的频率。利用MATLAB平台，直观形象地观察并比较二者估计效果的区别，以便于加深对功率谱估计的理解和掌握。 三、具体的实现步骤 1、经典法功率谱估计 周期图法又称直接法，它是从随机信号x(n)中截取N长的一段，把它视为能量有限的
真实功率谱的估计的一个抽样。 1.1、实现步骤 （1）、模拟系统输出参数x(n)=A*sin(2πf1*n)+B*sin(2πf2*n)，包括序列长度N（128或512或1024，加性高斯白噪声（AGWN）功率一定，设置A，B，f1，f2，n的值。 （2）、应用周期图法（不加窗）对信号的功率谱密度进行估计，使用直接法在MATLAB 平台上进行编程实现。 （3）、输出相应波形图，进行观察，记录。 1.2 MATLAB源代码实现 clear all; %清除工作空间所有之前的变量 close all; %关闭之前的所有的figure clc; %清除命令行之前所有的文字 n=1:1:128; %设定采样点n=1-128 f1=0.2; %设定f1频率的值0.2 f2=0.213; %设定f2频率的值0.213 A=1; %取定第一个正弦函数的振幅 B=1; %取定第一个正弦函数的振幅 a=0; %设定相位为0 x1=A*sin(2*pi*f1*n+a)+B*sin(2*pi*f2*n+a); %定义x1函数，不添加高斯白噪声x2=awgn(x1,3); %在x1基础上添加加性高斯白噪声，信噪比为3,定义x2函数temp=0; %定义临时值，并规定初始值为0 temp=fft(x2,128); %对x2做快速傅里叶变换 pw1=abs(temp).^2/128; %对temp做经典功率估计
第1章 信号与系统分析导论 北京交通大学 1、 信号的描述及分类 周期信号： ()000002sin ,sin ,2t T m k N π ωωπ=ΩΩ=当为不可约的有理数时，为周期信号 能量信号：直流信号和周期信号都是功率信号。 一个信号不可能既是能量信号又是功率信号，但有少数信号既不是能量信号 也不是功率信号。 2、 系统的描述及分类 线性： 叠加性、均匀性 时不变：输出和输入产生相同的延时 因果性：输出不超前输入 稳定性：有界输入有界输出 3、 信号与系统分析概述 ※ 第2章 信号的时域分析 信号的分析就是信号的表达。 1、 基本连续信号的定义、性质、相互关系及应用 ()t δ的性质：筛选特性：000()()()()x t t t x t t t δδ-=- 取样特性：00()()d ()x t t t t x t δ∞ -∞-=? 展缩特性：1 ()() (0)t t δαδαα=≠ ()'t δ的性质：筛选特性：00000()'()()'()'()()x t t t x t t t x t t t δδδ-=--- 取样特性：00()'()d '()x t t t t x t δ∞ -∞-=-? 展缩特性：1'()'() (0)t t δαδααα= ≠ 2、连续信号的基本运算 翻转、平移、展缩、相加、相乘、微分、积分、卷积
3、基本离散信号 4、离散信号的基本运算 翻转、位移、抽取和内插、相加、相乘、差分、求和、卷积 5、确定信号的时域分解 直流分量+交流分量、奇分量+偶分量、实部分量+虚部分量、()[],t k δδ的线性组合。 第3章 系统的时域分析 1、系统的时域描述 连续LTI 系统：线性常系数微分方程 ()()y t x t 与之间的约束关系 离散LTI 系统：线性常系数差分方程 [][]y k x k 与之间的约束关系 2、 系统响应的经典求解（一般了解） 衬托后面方法的优越 纯数学方法 全解=通解+特解 3、 系统响应的卷积方法求解 ()zi y t ：零输入响应，形式取决于微分方程的特征根。 ()zs y t ：零状态响应，形式取决于微分方程的特征根及外部输入()x t 。 ()h t ：冲激平衡法（微分方程右边阶次低于左边阶次，则()h t 中不含有()t δ及其导数项） （一般了解） []h k ：等效初始条件法（一般了解） 4、 ※卷积计算及其性质 ※图形法 ※解析法 等宽/不等宽矩形信号卷积 卷积的基本公式及其性质（交换律、结合律、分配律） ※第4章 信号的频域分析 1、连续周期信号表达为虚指数信号()0jn t e t ω-∞<<∞的线性组合 0=()jn t n n x t C e ω∞-∞= ∑% 完备性、唯一性 ()n x t C ?%（周期信号的频谱）000001 ()T t jn t n t C x t e dt T ω+-=?%
第一章生物医学信号概述 第一节学习生物医学信号处理的理由生物医学工程是一个应用性的研究领域，生物医学信号处理自然应该成为该专业的主干课程之一，使学生掌握处理信号和系统的方法。 信号处理的含义比纯粹的数学运算更深更广。生物医学信号处理以严谨的组织行为方式为分析和概念化物理行为提供了一个基础框架，不管这种行为是一个电子控制系统的输出还是一次种植与周围组织的反应。 对信号/系统进行计算能够获得较精确的分析结果，但对分析过程的理解（定性的）也十分重要。例如，一名学生建议用小波来检测心电图信号中的异常，则他/她必须理解小波变换的数学概念。另一名具有神经生理学兴趣的学生希望研究全身振动对视觉功能的影响，则他/她需要理解共振的概念（即使他/她已经忘记了量化这种现象的二阶差分方程）。类似地，一名要研究心率的神经中枢控制的学生，不管他/她用哪种方法来描述心率，都需要理解记忆或相关的概念以及在能量记录中瞬时变化的原因。简言之，作为一名生物医学工程师应该掌握信号处理的定性描述并具备应用定量分析方法解决生物医学问题的技能。通过学习《生物医学信号处理》课程，学生可以达到上述要求。 更具体地说，生物医学信号处理将教给学生两种主要技能：（1）为了提取原始的生物医学信息，获取和处理生物医学信号的技能；（2）解释处理结果性质的技能。为此，《生物医学信号处理》课程应该包含以下四个重要内容： （1）测量生物医学信号，即量化和校正测量仪器对待测信号的影响。 （2）操作（即滤波）生物医学信号，即识别和分离信号中的有用成份和无用成份。 （3）定量描述生物医学信号，即揭示产生生物医学信号的本质，根据第二步得出的结果预测信号未来的行为。 （4）探测生物医学信号源，即描述一个生物医学物理系统的输入与输出信号之间内在联系。 大多数信号处理教材都很强调计算和算法。对于生物医学工程专业的学生来说，如果在生物医学信号处理课程中仍选用大量信号处理的内容，则可能是熟悉知识的枯糙重复。本教材的宗旨是通过许多具体生物医学信号处理实例，将真实世界与理论研究联系起来，并指导学生如何应用一项理论去解决一个具体的生物医学问题。 第二节信号及其类型 信息是一个过程产生的能量的测量，而信号则是信息的一种表达形式。来自于真实世界的信号各不相同，但大致可分为四种类型：（1）确定性信号；（2）随机信号；（3）分形信号；（4）混沌信号，如图1-1（a）、（b）、（c）和（d）分别是四种类型信号的一个例子。 确定性信号在教材中常作为例子给出，是学生最熟悉的一类信号，但这类信号在真实世界中则较少出现。所谓确定性信号是指在已知足够过去值的条件下，能够准确预测该信号未来值的一类信号。例如，正弦波信号A Sinωt。换句话说，只要能够用数学封闭表达式来表达的一类信号就是确定的信号。 既使信号的全部过去值已知，也不能准确预测其未来值的一类信号称为随机信号。随机信号
AR 模型的功率谱估计BURG 算法的分析与仿真 钱平 （信号与信息处理 S101904010） 一．引言 现代谱估计法主要以随机过程的参数模型为基础，也可以称其为参数模型方法或简称模型方法。现代谱估计技术的研究和应用主要起始于20世纪60年代，在分辨率的可靠性和滤波性能方面有较大进步。目前，现代谱估计研究侧重于一维谱分析，其他如多维谱估计、多通道谱估计、高阶谱估计等的研究正在兴起，特别是双谱和三谱估计的研究受到重视，人们希望这些新方法能在提取信息、估计相位和描述非线性等方面获得更多的应用。 现代谱估计从方法上大致可分为参数模型谱估计和非参数模型谱估计两种。基于参数建摸的功率谱估计是现代功率谱估计的重要内容，其目的就是为了改善功率谱估计的频率分辨率，它主要包括AR 模型、MA 模型、ARMA 模型，其中基于AR 模型的功率谱估计是现代功率谱估计中最常用的一种方法，这是因为AR 模型参数的精确估计可以通过解一组线性方程求得，而对于MA 和ARMA 模型功率谱估计来说，其参数的精确估计需要解一组高阶的非线性方程。在利用AR 模型进行功率谱估计时，必须计算出AR 模型的参数和激励白噪声序列的方差。这些参数的提取算法主要包括自相关法、Burg 算法、协方差法、 改进的协方差法，以及最大似然估计法。本章主要针对采用AR 模型的两种方法：Levinson-Durbin 递推算法、Burg 递推算法。 实际中，数字信号的功率谱只能用所得的有限次记录的有限长数据来予以估计，这就产生了功率谱估计这一研究领域。功率谱的估计大致可分为经典功率谱估计和现代功率谱估计，针对经典谱估计的分辨率低和方差性能不好等问题提出了现代谱估计，AR 模型谱估计就是现代谱估计常用的方法之一。 信号的频谱分析是研究信号特性的重要手段之一，通常是求其功率谱来进行频谱分析。功率谱反映了随机信号各频率成份功率能量的分布情况，可以揭示信号中隐含的周期性及靠得很近的谱峰等有用信息，在许多领域都发挥了重要作用。然而，实际应用中的平稳随机信号通常是有限长的，只能根据有限长信号估计原信号的真实功率谱，这就是功率谱估计。 二．AR 模型的构建 假定u(n)、x(n)都是实平稳的随机信号，u(n)为白噪声，方差为 ，现在，我们希望建立AR 模型 的参数和x(n)的自相关函数的关系，也即AR 模型的正则方程(normal equation)。 由 )}()]()({[)}()({)(1 n x m n u k m n x E m n x n x E m p k k x a r ++-+-=+=∑= )()()(1 m k m m r r a r xu x p k k x +--=∑= (1) 由于u(n)是方差为 的白噪声，有 ?? ?=≠=-0 00)}()({2 m m m n x n u E σ （2） 由Z 变换的定义， ，当 时，有h(0)=1。综合（1）及（2）两式， ???????=-≥--=∑∑==0)(1)()(1 2 1 m k m k m m p k x k p k x k x r a r a r σ （3） 在上面的推导中，应用了自相关函数的偶对称性。上式可写成矩阵式：
一、 基本概念填空 1、 统计检测理论是利用 信号 与 噪声 的统计特性等信息来建立最佳判决的数学理论。 2、 主要解决在受噪声干扰的观测中信号有无的判决问题 3、 信号估计主要解决的是在受噪声干扰的观测中，信号参量 和 波形 的确定问题。 4、 在二元假设检验中，如果发送端发送为H 1，而检测为H 0，则成为 漏警 ，发送端发送H 0，而检测为H 1，则称为 虚警 。 5、 若滤波器的冲激响应时无限长，称为 IIR 滤波器，反之，称为 FIR 滤波器 6、 若滤波器的输出到达 最大信噪比 成为 匹配 滤波器；若使输出滤波器的 均方估计误差 为最小，称为 维纳 滤波器。 7、 在参量估计中，所包含的转换空间有 参量空间 和 观测空间 8、 在小波分析中，小波函数应满足 ∫φφ(tt )ddtt =0+∞?∞ 和 ∫|φφ(tt )|ddtt =1+∞ ?∞ 两个数学条件。 9、 在小波的基本概念中，主要存在 F (w )=∫ff (tt )ee ?ii ii ii ddtt +∞?∞和f(t)=12ππ∫FF (ww )ee ii ii ii ddww +∞?∞ 两个基本方程。(这个不确定答案，个人感觉是) 10、 在谱估计中，有 经典谱估计 和 现代谱估计 组成了完整的谱估计。 11、 如果系统为一个稳定系统，则在Z 变换中，零极点的分布
应在单位圆内，如果系统为因果系统，在拉普拉斯变换中， 零极点的分布应在左边平面。 二、问题 1、在信号检测中，在什么条件下，使用贝叶斯准则，什么条 件下使用极大极小准则？什么条件下使用Neyman-Pearson准 则？ 答：先验概率和代价函数均已知的情况下，使用贝叶斯准则，先验概率未知，但可选代价函数时，使用极大极小准则，先验 概率和代价函数均未知的情况下，使用Neyman-Pearson准则。 2、在参量估计中，无偏估计和渐进无偏估计的定义是什么？ 答：无偏估计：若估计量的均值等于被估计量的均值（随机变 量），即E?θθ??=EE(θθ)或等于被估计量的真值（非随机参 量）E?θθ??=θθ，则称θθ?为θ的无偏估计。 渐进无偏估计：若lim NN→∞EE?θθ??=EE(θ ),称θθ?为θ的渐进无偏估计。 3、卡尔曼滤波器的主要特征是什么？ 答：随机过程的状态空间模型，用矩阵表示，可同时估计多参 量，根据观测数据，提出递推算法，便于实时处理。 4、在现代信号处理中，对信号的处理通常是给出一个算法， 对一个算法性能的评价，应从那些方面进行评价。 答：算法的复杂度，算法的稳定性和现有算法的比较，算法的 运算速度、可靠性、算法的收敛速度。
信号工概述 信号工为铁路专有名词，指从事铁路信号相关设备的安装、维护、维修及改造工作的铁路职工。信号工这个工种为铁路电务段相对应的工种，是铁路行业里面技术含量较高的一个工种，一名优秀的铁路信号工需要有较高的综合素质。 铁道线，钢筋铁骨，纵横万里，它承载着旅客的一路欢声笑语，承担着国家交通运输的重任。 铁路信号，就象是这钢筋铁骨的神经，时刻传递着火车安全运行的各种控制指令，它是火车运行的指挥，也是线路安全的警示。为了使铁路信号系统正常有序的工作，铁路信号工们付出了辛勤的劳动。 铁路信号工是指对铁路信号的设备进行安装，维护，测试；并在铁路信号设备出现故障时，能组织抢修、进行应急处理的职业工种。 要想成为一名铁路信号工，一般要求具有相关专业中专以上学历，掌握一定的机械、电子计算机等方面的专业知识。 吃苦耐劳是铁路行业的优良传统，也是铁路信号工必须具备的素质。铁路信号工要求踏实肯干，具有高度的责任心。 铁路信号设备的构成及其工作原理是铁路信号工必须掌握的知识，因为这是发现铁路信号的故障隐患，并及时对它们进行修复处理的保证。 另外，良好的沟通能力和团队合作精神也是一名铁路信号工必须具备的素质，铁路信号设备一旦发生故障，铁路信号工要向中央控制室准确描述故障情况，冷静处理。
现代技术的发展，使得铁路信号逐步向电子化、数字化发展。所有的列车信息、道岔经路、信号显示通过铁路信号系统及时准确的传递到信号控制台和微机监测设备。 现代铁路信号工的主要岗位职责，就是根据设备运行周期和设备运行状况，对铁路信号设备进行安装、测试、维护和应急维修等。 在日常设备更换等施工过程当中，铁路信号工要根据上级主管部门事先制定好的施工计划，严格遵循安全、规范的操作程序，安装铁路信号设备。 安装好铁路信号设备之后，铁路信号工就要通过使用铁路专有频率等通讯设备与室内值台人员保持联系，测试铁路信号设备是否正常运作。 对已经投入使用的铁路信号设施，信号工要经常性的巡视和维护，及时发现潜在的安全隐患，并有计划有重点的对超过规定使用周期的设备进行更换，以保持铁路信号系统时刻处于正常运行状态。 当信号设备出现故障等意外情况需要紧急处理时，铁路信号工要快速反应，不管刮风下雨还是白天黑夜，及时准确地排除铁路信号故障，保证铁道线路的安全运行。 对室内信号设备的维护也是铁路信号工的一项重要工作内容，您看，铁路信号工们正在检测控制台、电源瓶、继电器、微机监测等设备。 铁路信号工所需的基本素质与技能 机械、电子计算机等相关专业中专以上学历；
现代信号处理方法及工程应用的研究 班级：研1102 学号：2011020058 姓名：赵鹏飞 摘要 本文首先介绍了时频发展的基本概念和比较成熟的时频分析方法一一短时Fourier分析。然后给出了实际转子振动信号的时频分析。其次，介绍了二进小波分析，并应用二进小波分析实现了对透平压缩机信号的监测分析，得到了压缩机原始信号在不同频率段分解的细节信号和逼近信号。用小波分析和谱分析相结合的方法对某国产电机的噪声进行了分析，找出了人的听闭不阅的几个高谱峰位置，进行了空气动力噪声计算，通过与理论计算结果进行对比分析，进一步找出了产生该频闻谱峰的几个原因。第三，介绍了谐波小波和分形的基本原理。对车辆的一般振动信号和复杂振动信号进行了分形分析。第四，对车辆传动系的振动信号进行了检测分析与故障诊断。首先对汽车传动系进行了模态测试与分析，然后对汽车传动系各部分在垂直方向上的相对振动幅值进行了测试与分析。根据上述测试分析并综合其它因素得出了结论。 关键词:小波分析，分形，故障诊断，信号 第一章绪论 世界从本质上说是非线性的，线性是非线性的特殊情况:以非线性为特征的非线性科学是一门跨学科的综合性基础科学，旨在揭示非线性系统的共同性质、基本特征和运动规律。当前研究非线性科学的主要工具有Fourier变换(STFT)、小波分析(Wavelet Analysis)、分形理论、人工神经网络等。 1.1时频分析的发展及应用 Fourier分析方法的应用，使科学与技术研究领域发生了具大的变化，从而极大地推动了经济发展乃至社会变革，目前在信号处理与图象处理方面Fourier 变换是不可缺少的分析工具。在机械设备状态监测与诊断系统中，应用最广泛也是最成功的就是基于Fourier变换的各种分析方法:许多在时域分析困难的问
《数字信号处理》 题目：数字信号处理过去、现在和未来学号：1201120261 姓名：卓震 数字信号处理过去、现在和未来 摘要：数字信号处理（DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。数字信号处理技术发展迅速、应用范围日益扩广诸因素之一就是数字信号处理器的出现。本综述阐述了数字信号处理的发展历史、研究的热点问题和未解决的问题等。关键词：数字信号、DSP、数字信号处理器 ● 1引言 数字信号处理是20世纪60年代，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。数字信号处理是把信号用数字或符号表示成序列，通过计算机或通过信号处理器设备，用数值计算方法进行各种处理，达到提取有用信息便于应用的目的。例如：滤波、检测、变换、增强、估计、识别、参数提取、频谱分析等。信号处理技术一直用于转换或产生模拟或数字信号，其中应用
的最频繁的领域就是信号的滤波。此外，从数字通信、语音、音频和生物医学信号处理到检测仪器和机器人技术等许多领域中，都广泛地应用了数字信号处理技术。 ● ● 2 数字信号处理的简介 2.1 介绍 数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的两个子集。 数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过数模转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。 数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理机（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。数字信号处理的核心算法是离散傅立叶变换(DFT)，是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。而使数字信号处理从理论走向实用的是快速傅立叶变换(FFT)，FFT的出现大大减少了DFT的运算量，使实时的数字信号处理成为可能、极大促进了该学科的发。 ● 2.2 数字信号的优势 数字信号处理与模拟信号处理相比,具有以下优点： (1) 信号处理的动态范围大,有比模拟信号大30dB(几十倍)的动态范围,因面有更高的精度。 (2) 数字信号处理仅受量化误差和有限字长的影响,处理过程不产生其它噪声,具有更高的信噪比。 (3)具有高度灵活性,能够快速处理、缓存和重组数据,可以时分多用、并行处理,还可以灵活地改变系统参量和工作方式,实现可编程处理。 (4)具有极好的重现性、可靠性和预见性。 (5)算法具有直接的可实现性。 (6)可以对白噪声、非平干扰和多径干扰进行相应的最佳化处理 3 数字信号处理的发展历史 数字信号处理技术的发展经历了四个阶段： 70年代DSP是基于数字滤波和快速富立叶变换的经典数字信号处理,其系统由分立的小规模集成电路组成,或在通用计算机上编程来实现DSP处理功能,当时受到计算机速度和存储量的限制，一般只能脱机处理，主要在医疗电子、生物电子、应用地球物理等低频信号处理方面获得应用。