信号处理的定义、目的、意义和发展
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《电子信息工程专业导论》课程习题集一、论述题1.阐述电子系统、电子工程的基本概念,从电子系统物理实现的角度看,一个电子系统可以划分为哪三个层次?2.什么是信息技术?简述它包括的主要技术。
3.画出利用电子技术方法实现信号处理的电子信息系统组成框图,并简述其信号处理的过程。
4.什么是EDA?EDA工具的主要作用是什么?5.从电子信息工程专业的就业去向和市场需求出发,谈谈自己对本专业的认识和对未来的规划。
6.嵌入式系统的定义和特点是什么?嵌入式系统有哪些组成部分?7.阐述单片机、ARM、DSP、FPGA的技术特点和区别。
8.数字信号处理的实现方法有哪些?各自具有什么特点?9.什么是DSP处理器?它有哪些主要特点?10.什么是FPGA和CPLD?它们的区别有哪些?11.信号的分类有哪些?简述各类信号。
12.信号处理的定义是什么?信号处理的目的和应用分别是什么?13.概述语音信号处理和数字图像处理的含义、基本内容。
数字图像处理有哪些应用方面?14.阐述系统的分类。
15.控制论的主要方法有哪些?分别进行简述。
二、简答题16.什么是电磁感应现象?哪位科学家发现了电磁感应现象?这一发现具有什么重要的意义?17.意大利物理学教授伏特发明的第一种化学电源是什么?为什么说这一发明具有划时代的意义?18.简述20世纪电子、电气和计算机工程领域历经的重大技术进步。
19.数字处理方法与传统的模拟处理方法相比较具有哪些优点和缺点?20.简述电子信息技术、电子信息系统、电子信息工程的概念。
21.简单说明数学和电子信息工程之间的关系。
22.简述电子信息工程在各领域的应用及发展。
23.本专业的培养目标是什么?24.简述滤波器的概念和分类。
25.模拟信号运算的定义是什么?模拟信号运算的基本运算电路有哪些?26.简述数字电路的基本特点。
27.简述集成电路的概念和其加工工艺常用的基本概念。
28.简述调制和解调的基本概念,以及调制解调电路的基本形式。
课程编号15102308《数字信号处理》教学大纲Digital Signal Processing一、课程基本信息二、本课程的性质、目的和任务《数字信号处理》课程是信息工程本科专业必修课,它是在学生学完了高等数学、概率论、线性代数、复变函数、信号与系统等课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。
本课程将通过讲课、练习使学生建立“数字信号处理”的基本概念,掌握数字信号处理基本分析方法和分析工具,为从事通信、信息或信号处理等方面的研究工作打下基础。
三、教学基本要求1、通过对本课程的教学,使学生系统地掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法,能建立基本的数字信号处理模型。
2、要求学生学会运用数字信号处理的两个主要工具:快速傅立叶变换(FFT)与数字滤波器,为后续数字技术方面课程的学习打下理论基础。
3、学生应具有初步的算法分析和运用MA TLAB编程的能力。
四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的基础课程为《高等数学》、《概率论》、《线性代数》、《复变函数》、《信号与系统》等课程,同时又为《图像处理与模式识别》等课程的学习打下基础。
五、教学方法与手段教师讲授和学生自学相结合,讲练结合,采用多媒体教学手段为主,重点难点辅以板书。
六、考核方式与成绩评定办法本课程采用平时作业、期末考试综合评定的方法。
其中平时作业成绩占40%,期末考试成绩占60%。
七、使用教材及参考书目【使用教材】吴镇扬编,《数字信号处理》,高等教育出版社,2004年9月第一版。
【参考书目】1、姚天任,江太辉编,《数字信号处理》(第二版),华中科技大学出版社,2000年版。
2、程佩青著,《数字信号处理教程》(第二版),清华大学出版社出版,2001年版。
3、丁玉美,高西全编著,《数字信号处理》,西安电子科技大学出版社,2001年版。
4、胡广书编,《数字信号处理——理论、算法与实现》,清华大学出版社,2004年版。
5、Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer,《Digital Signal Processing》,Prentice-Hall Inc, 1975.八、课程结构和学时分配九、教学内容绪论(1学时)【教学目标】1. 了解:什么是数字信号处理,与传统的模拟技术相比存在哪些特点。
信号分析与处理第一章绪论:测试信号分析与处理的主要内容、应用;信号的分类,信号分析与信号处理、测试信号的描述,信号与系统.测试技术的目的是信息获取、处理和利用。
测试过程是针对被测对象的特点,利用相应传感器,将被测物理量转变为电信号,然后,按一定的目的对信号进行分析和处理,从而探明被测对象内在规律的过程。
信号分析与处理是测试技术的重要研究内容.信号分析与处理技术可以分成模拟信号分析与处理和数字信号分析与处理技术。
一切物体运动和状态的变化,都是一种信号,传递不同的信息.信号常常表示为时间的函数,函数表示和图形表示信号。
信号是信息的载体,但信号不是信息,只有对信号进行分析和处理后,才能从信号中提取信息。
信号可以分为确定信号与随机信号;周期信号与非周期信号;连续时间信号与离散时间信号;能量信号与功率信号;奇异信号;周期信号无穷的含义,连续信号、模拟信号、量化信号,抽样信号、数字信号在频域里进行信号的频谱分析是信号分析中一种最基本的方法:将频率作为信号的自变量,在频域里进行信号的频谱分析;信号分析是研究信号本身的特征,信号处理是对信号进行某种运算。
信号处理包括时域处理和频域处理。
时域处理中最典型的是波形分析,滤波是信号分析中的重要研究内容;测试信号是指被测对象的运动或状态信息,表示测试信号可以用数学表达式、图形、图表等进行描述。
常用基本信号(函数)复指数信号、抽样函数、单位阶跃函数单位、冲激函数(抽样特性和偶函数)离散序列用图形、数列表示,常见序列单位抽样序列、单位阶跃序列、斜变序列、正弦序列、复指数序列.系统是指由一些相互联系、相互制约的事物组成的具有某种功能的整体。
被测系统和测试系统统称为系统.输入信号和输出信号统称为测试信号.系统分为连续时间系统和离散时间系统。
系统的主要性质包括线性和非线性,记忆性和无记忆性,因果系统和非因果系统,时不变系统和时变系统,稳定系统和非稳定系统。
第二章 连续时间信号分析:周期信号分析(傅立叶级数展开)非周期信号的傅立叶变换、周期信号的傅立叶变换、采样信号分析(从连续开始引入到离散)。
数字信号处理名词解释-概述说明以及解释1.引言1.1 概述数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种广泛应用于信号处理领域的技术,它利用数字化的方式对连续时间信号进行处理和分析。
数字信号处理可以实现信号的滤波、频谱分析、模拟与数字信号的转换、信息编码解码等功能,是现代通信、音视频处理、生物医学领域等各个领域中不可或缺的技术手段。
通过数字信号处理技术,我们可以更加精确和高效地处理各种类型的信号,包括声音、图像、视频等。
数字信号处理可以使信号的处理过程更加稳定可靠,同时也可以方便地与计算机等数字系统进行集成,实现更多复杂功能。
在本篇文章中,我们将深入探讨数字信号处理的定义、应用领域以及基本原理,以期让读者对这一重要领域有更加全面的认识和理解。
1.2 文章结构本文将分为三个主要部分,分别是引言、正文和结论。
在引言部分,我们将对数字信号处理进行简要的概述,并介绍文章的结构和目的。
正文部分将详细讨论数字信号处理的定义、应用领域和基本原理。
最后,在结论部分,我们将总结数字信号处理的重要性,探讨未来数字信号处理的发展趋势,并做出最终的结论。
通过这样的结构安排,读者能够清晰地了解数字信号处理的基本概念、应用以及未来发展方向。
1.3 目的:本文旨在介绍数字信号处理的概念、应用领域和基本原理,旨在帮助读者更深入了解数字信号处理的重要性和作用。
通过对数字信号处理的定义和应用领域的介绍,读者可以了解数字信号处理在各个领域中的广泛应用和重要性。
同时,通过对数字信号处理的基本原理的讲解,读者可以更好地理解数字信号处理的工作原理和技术特点。
通过本文的阐述,希望读者能够全面了解数字信号处理的基本概念和工作原理,进而认识到数字信号处理在现代科学技术中的重要性和必要性。
同时,本文也将展望未来数字信号处理的发展趋势,希望能够启发读者对数字信号处理领域的进一步研究和探索。
最终,通过本文的阐述,读者可以更加深入地理解数字信号处理这一重要的科学技术领域。
第一部分语音信号处理第一章·绪论一···考核知识点1·语音信号处理的基本概念2·语音信号处理的发展概况二···考核要点一·语音信号处理的基本概念1.识记:(1)语音信号对人类的重要性。
(2)数字语音的优点。
(3)语音学的基本概念。
(4)语音信号处理的应用领域。
二·语音信号处理的发展概况1.识记:(1)语音信号处理的发展历史。
(2)语音编码、语音合成、语音识别的基本概念。
语音编码技术是伴随着语音的数字化而产生的,目前主要应用在数字语音通信领域。
语音合成的目的是使计算机能象人一样说话说话,而语音识别使能够听懂人说的话。
第二章·基础知识一···考核知识点一·语音产生的过程二·语音信号的特性三·语音信号产生的数字模型四·人耳的听觉特性二···考核要求一·语音产生的过程1.识记:声音是一种波,能被人耳听到,振动频率在20Hz~20kHz之间。
自然界中包含各种各样的声音,而语音是声音的一种,它是由人的发音器官发出的,具有一定语法和意义的声音。
2.领会:(1)语音产生的过程与人类发声的基本原理。
(2)清音、浊音、共振峰的基本概念。
语音由声带震动或不经声带震动产生,其中由声带震动产生的音统称为浊音,而不由声带震动而产生的音统称为清音。
声道是一个分布参数系统,它是一个谐振腔,有许多谐振频率,称为共振峰,它是声道的重要声学特征。
二·语音信号的特性1.识记:(1)语音的物理性质,包括音质、音调、音强、音长等特性。
语音是人的发音器官发出的一种声波,具有声音的物理属性。
其中音质是一种声音区别于其它声音的基本特征。
音调就是声音的高低,取决于声波的频率:频率高则音调高,频率低则音调低。
响度就是声音的强弱,又称音量。
绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念。
0.1信号、系统与信号处理1.信号及其分类信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息.这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。
分类:周期信号/非周期信号确定信号/随机信号能量信号/功率信号连续时间信号/离散时间信号/数字信号按自变量与函数值的取值形式不同分类:2.系统系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。
3。
信号处理信号处理即是用系统对信号进行某种加工。
包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。
所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理.0.2 数字信号处理系统的基本组成数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。
不仅应用于数字化信号的处理,而且也可应用于模拟信号的处理。
以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。
(1)前置滤波器将输入信号x a(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变换器在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次x a(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。
在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。
(3)数字信号处理器(DSP)(4)D/A变换器按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。
由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步.(5)模拟滤波器把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号y a(t).0.3 数字信号处理的特点(1)灵活性.(2)高精度和高稳定性。
(3)便于大规模集成。
(4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。
0。
4 数字信号处理基本学科分支数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术-—DigitalSignalProcessing,另一层是狭义的理解,为数字信号处理器—-DigitalSignalProcessor.0。
电子信息工程概论课程论文
信号处理的定义、目的、意义和发展
[摘要]
生活中离不开信号的处理,本论文简单论述了关于对信号进行模拟/数字信号处理的一些基本知识,及对信号进行处理在生活中的一些应用。
通过对生活中的信号形式的发展分析,简单阐述了信号处理的发展历程。
[关键词]电子信息工程;信息与信号;信号处理;发展历程
[正文]
所谓"信号处理",就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理,以便抽取出有用信息的过程,它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。
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;模拟信号处理是指对对模拟信号采用模拟处理的方法的任何信号处理过程。
信号处理过程中使用的数学算法通常使用模拟电路实现,其中的数值都以连续的物理量来表示,例如电子设备中的电压,电流,或电荷量。
物理量中的小的误差或噪声,都将表示为信号的误差和噪声。
数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。
信号处理的主要目的就是削弱信号中的多余内容;滤出混杂的噪声和干扰;或者将信号变换成容易处理、传输、分析与识别的形式,以便后续的其它处理。
下面的示意图说明了信号处理的概念。
信号处理
人们最早处理的信号局限于模拟信号,所使用的处理方法也是模拟信号处理方法。
在用模拟加工方法进行处理时,对"信号处理"技术没有太深刻的认识。
这是因为在过去,信号处理和信息抽取是一个整体,所以从物理制约角度看,满足信息抽取的模拟处理受到了很大的限制。
随着数字计算机的飞速发展,信号处理的理论和方法也得以发展。
在我们的面前出现了不受物理制约的纯数学的加工,即算法,并确立了信号处理的领域。
现在,对于信号的处理,人们通常是先把模拟信号变成数字信号,然后利用高效的数字信号处理器(DSP: Digital Signal Processor)或计算机对其进行数字信号处理。
一般地讲,数字信号处理涉及三个步骤:
(一) 模数转换(A/D转换):把模拟信号变成数字信号,是一个对自变量和幅值同时进行离散化的过程,基本的理论保证是采样定理。
(二) 数字信号处理(DSP):包括变换域分析(如频域变换)、数字滤波、识别、合成等。
(三) 数模转换(D/A转换):把经过处理的数字信号还原为模拟信号。
通常,这一步并不是必须的。
信号处理的本质是对信号进行我们需求的优化或者提取,得到有用的,去掉无用的,并且要将信号要传递的消息正确的表达出来。
就数字信号处理(DSP)而言,其应用的成功例子有很多,如医用CT断层成像扫描仪的发明。
它是利用生物体的各个部位对X射线吸收率不同的现象,并利用各个方向扫描的投影数据再构造出检测体剖面图的仪器。
这种仪器中FFT(快速傅立叶变换)起到了快速计算的作用。
以后相继研制出的还有:采用正电子的CT机和基于核磁共振的CT机等仪器,它们为医学领域作出了很大的贡献。
不仅如此,在生活中,处处可见----电视、空调、微波炉……各种电器都离不开信号与信息的处理。
在此主要谈谈信号与信息处理的发展历程。
首先必须明确信号与信息的区别:信号是运载信息的载体,没有信息,信号将毫无意义;而信息则是知识等用于交流的消息抽象代名词,没有载体运载信息、信息也将毫无意义。
可以说信号与信息既是完全不同的两个概念,又是密不可分的。
信号是伴随着人类的出现而诞生的。
在远古时代,古人们之间还没有语言,他们对彼此做的各种手势、各种肢体动作都是信号,其中包含着想要表达的信息,比如小心野兽、撤回营地等等。
随着人类生活经验的积累,人口的增加,生活状况有了很大的改观,他们对精神生活的追求开始上升,并且他们不能再满足于仅仅用肢体语言来表达信息的方式,于是这促使了语言的诞生。
语言的出现使人类的文明程度上升到一个新的高度,因为我们开始注重对信息的处理,彼此的交流变得更加方便了。
进入语言时代的人类,不断地加强对信息的处理,他们开始总结生活在
同一个地区人们日常生活中使用过的语言,开始追求统一化、标准化,于是逐渐产生了特色分明的地方方言—中文、英语、法语、俄语……当然这是一个漫长的过程。
这漫长的过程,就是人类在不断地发展信息处理的一个时期。
除此之外,他们编撰了各种词典、字典,使语言更加地规范化,这也是信息处理的规范化。
文字、语言的出现大大促进了人类文明的发展,时间轮迅速向前翻滚,来到近现代时代。
第一次工业革命的出现,大大激发了人们之间信息交流的需求度,往日的“口耳相传”已经远远不能满足人们的需要,于是“电话“应运而生。
而在电话出现之前,首先出现的是用于军事方面的通信系统:1793年,法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。
这是一种由16个信号塔组成的通信系统。
信号机由信号员在下边通过绳子和滑轮,操纵支架的不同角度,表示相关的信息。
当时,法国和奥地利正在作战,信号系统只用一个小时就把从奥军手中夺取埃斯河畔孔代的胜利消息传到巴黎。
可以说,这个信号系统的出现才是真正意义上我们现在所谈的“信息处理” 。
在电报、电话等远程沟通工具相继出现后,20 世纪60 年代中期高速数字计算机的诞生将人类的信号与信息处理能力带入了一个空前的水平。
进入“信息时代”后,人们一改以往利用传统手工、低速计算器计算的方式,而改用计算机辅助人们进行各种复杂、高难度的计算工作。
有了高速计算机的帮助,人们处理信息的能力大大加强,与此同时,更多的信息处理算法、方法被研发出来。
从最开始的模拟信号处理,到后来的数字信号处理;从确知的信号到随机信号的处理。
这一段时期经历的时间是相当短的。
此外,在19世纪初由法国数学家傅里叶提出的傅立叶变换、后来衍生出的拉普拉斯变换、Z 变换,到现在的快速傅立叶变换等等开始广泛地被应用到各种利用计算机处理的信息中,高速计算机和这些算法的结合,开启了信号与信息处理的一个崭新时代。
此外,若干高效的数字滤波算法的提出也促进了数字信号处理技术的发展。
现在数字信号处理技术已经形成了一门新兴学科,大规模集成电路的发展,使数字信号处理不仅可以在通用计算机上实现,而且可以用数字部件组成的专用硬件来实现。
由于技术和先进性和应用的广泛性,数字信号处理发展越来越快,具有很好的前景。
在语音处理、通信系统、声纳、雷达、地震信号处理、空间技术、自动控制系统、仪器仪表、生物医学工程和家用电器等方面,数字化的处理方式已经变得不可或缺。
总的来说,信号与
信息处理大致经历了这样的一个发展过程:肢体语言信息→语言文字信息→远程通信与信息处理→模拟信号与信息处理→数字信号与信息处理。
【参考文献】1、郑宝玉,《通信信号处理新进展》,南京邮电学院
2、王玮,《信号与信息处理基础》,中南大学
3、王琪,《通信原理》,电子工业出版社,2011
4、叶树江、谷延锋、刘海成,《电子信息工程概论》,中国电力出
版社,2011
Thesis topic: Signal processing of the definition, purpose, significance and development
[Abstract]Life is inseparable from signal processing, this paper briefly discusses on the signal for analog / digital signal processing some of the basic knowledge, and the signals are processed in the application of. Based on the life of signals in the form of development analysis, elaborated the development of signal processing course.
[Key word]Electronic and information engineering; information and signal; signal processing; development course.。