数字信号处理绪论

第0章 绪 论 章
2. 本课程与其它课程的联系
《工程数学》 工程数学》 《数字电路》 数字电路》 《微机原理》 微机原理》 《信号与系统》 信号与系统》 语言》 《MATLAB语言》 语言
第0章 绪 论 章
3. 课程内容
52学时授课＋12学时实验 学时授课＋ 学时实验 学时授课
考核方式
学分： 学分：4 闭卷考试 闭卷考试 总成绩＝ ％平时成绩＋ ％实验成绩＋ ％ 总成绩＝20％平时成绩＋10％实验成绩＋70％试卷成绩
第0章 绪 论 章
1. 本课程的性质及作用
数字信号处理是电子、通信、信息、自 数字信号处理是电子、通信、信息、 动化类专业的一门专业基础课。 动化类专业的一门专业基础课。它的任务是 使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、 使学生掌握离散时间信号和系统的基本理论、 离散时间信号和系统 基本概念与基本分析方法以及FFT、数字滤 基本概念与基本分析方法以及 以及 、 波器等数字信号处理技术， 波器等数字信号处理技术，了解并学会使用 技术 现代设计、分析、开发、仿真与实验工具。 现代设计、分析、开发、仿真与实验工具。 工具
第0章 绪 论 章
绪
论
模拟高通滤波器与数字高通滤波器的比较
x(n)
xa (t )
y (n)
ya (t )
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绪
二、数字信号处理的实现方法
论
软件实现方法、硬件实现方法、 软件实现方法、硬件实现方法、软硬结合实现方法
软件实现方法：按照原理和算法， 软件实现方法：按照原理和算法，自己编写程序或者采用现成的程序在通 用计算机上实现。 用计算机上实现。 硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法器、 硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法器、加 法器、延时器、控制器、存储器以及输入输出接口部件等硬件组成系统来 法器、延时器、控制器、 实现。 实现。 软硬结合实现方法：用单片机实现。 软硬结合实现方法：用单片机实现。

模拟高通滤波器与数字高通滤波器的比较
c
x(n)
y (n)
xa (t)
R ya (t)
延时
a
信号处理的实现方法
基本上分为两种方法，一种是软件实现方法，另一种是 硬件实现方法。软件实现方法指的是按照原理和算法，自己 编写程序或者采用现成的程序在通用计算机上实现。硬件实 现指的是按照具体的要求和算法，设计硬件结构图，用乘法 器、加法器、延时器、控制器、存储器以及输入输出接口部 件实现的一种方法。前者灵活，但速度慢，达不到实时处理 要求；后者速度快，但是不够灵活。
模拟 y(t)
转换器
信号
转换器 滤波器
处理器
（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转换器
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)
▪ 直方图是这样一张二维的坐标系，其横轴代表的是 图像中的亮度，由左向右，从全黑逐渐过渡到全白； 纵轴代表的则是图像中处于这个亮度范围的像素的 相对数量。当直方图中的黑色色块偏向于左边时， 说明这张照片的整体色调偏暗，也可以理解为照片 欠曝。而当黑色色块集中在右边时，说明这张照片 整体色调偏亮，除非是特殊构图需要，否则我们可 以理解为照片过曝。
▪ 雷达系统主要信号处理功能包括： ▪ 信号产生、匹配滤波、门限比较、目标参数(如射程、
方位和速度)估计。
雷达
通信
▪ 整个通信领域几乎没有不受数字信号处理技术影响 的地方。(占60%）
▪ DSP主要应用于通信的热门产品中。如：蜂窝电话 （Cellular phone)、ADSL调制解调器、线缆调制解 调器(Cable modem)、蓝牙技术(bluetooth)产品， 数字电话应答机（digital telephone answering device)、全球定位系统（global positioning system,GPS），卫星电话(satellite phone)、电话 会议(conference speaker phone)、电视电话会议编 译码器(video conferencing code )、IP电话(voice over IP)、IP传真(fax over IP)、ATM电话(voice over ATM)、智能天线(smart antenna)、PCS用户端 (subscriber set)。

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1. 什么是数字信号处理？
③连续时间系统、离散时间系统
连续时间系统： 输入和输出都是连续时间信号的系统。
2.数字信号处理系统的基本组成
离散时间系统： 输入和输出都是离散时间信号的系统。
模拟信号进行数字处理时应满足的条件： 信号频带有限
fs 2 fh
码数足够多，使得量化误差满足要求
5. 数字信号处理的应用领域
巡航导弹（Cruise missile ）
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5. 数字信号处理的应用领域
雷达、声纳（Radar/Sonar）
5. 数字信号处理的应用领域
智能炸弹（Smart Bomb）
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5. 数字信号处理的应用领域
汽车电子中的MCU/DSP
5. 数字信号处理的应用领域
生物医学工程
可以实现模拟系统无法实现的诸多功能
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Home Theater
MP3
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5. 数字信号处理的应用领域
通信
5. 数字信号处理的应用领域
移动互联网设备（Mobile Internet Device，MID）
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5. 数字信号处理的应用领域
空中指挥预警飞机 （Air Early Warning，AEW）
1. 什么是数字信号处理？
②时变系统、时不变系统 时变系统：系统的参数随时间而变化。 时不变系统：系统的参数不随时间而变化。 模拟：
T [ x (t )] y (t )
T [ x (t )] y (t )
数字：
T [ x ( n )] y ( n )
T [ x ( n m )] y ( n m )

数字信号处理实现方法
➢ 1.采用大、中小型计算机和微机。 ➢ 2.用单片机。 ➢ 3.利用通用DSP芯片 ➢ 4.利用特殊用途的DSP芯片
（1）采用大、中小型计算机和微机
➢ 工作站和微机上各厂家的数字信号软件，如有各 种图象压缩和解压软件。
➢ 用这一方法优点：可适用于各种数字信号处理的 应用场合，很灵活。
➢ 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, Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach,
Third Edition, Mcgraw-Hill,2001 ➢ (3) John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis, Digital Signal Processing,
MATLAB, 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，2003
一、数字信号处理的基本概念
DSP(Digital Signal 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。
取离散值，且通常用二进制编码表示。
模拟信号和数字信号 （Analog Signal and Digital Signal ）
➢ 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)
x(tn)
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