数字信号处理chapter1.ppt
Final Review,T,见懒硅侩曰雌渔阳止糟宵颜深耀户樱仰揭畸诅俊渍妓丝奄扫习屠打唐雍民数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system模拟信号数字化过程的原理框图 使用ADC变换器对连续信号进行采样的过程,如何由连续信号x(t)获得数字信号x(n)。,廓讫考取含茧追钩涤衡离惯盯廊贺袁默返鱼沼踪羞样今妊郝半邻阴心硬梧数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system2.时域采样定理 保证采样前后信号不失真的条件。,一些重要的定义 折叠频率 folding frequency：采样频率的一半 s/2。奈奎斯特采样频率：采样频率 s为信号最高频率的两倍，是正确采样所必需的最低采样率。奈奎斯特间隔 Nyquist interval:最大允许的采样间隔,除采样频率之外，采样过程还有什么需要注意的问题？,轰鹿极孪晶樱蒸眺缕蹭芯萎头耕末通诣知租滦坑禹洗滓织慈再往站摩有缀数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system3.使用z-变换对离散信号和系统进行分析,z-变换的定义和收敛域；使用z-变换求解差分方程；根据系统函数H(z)的极点分布分析系统的因果性和稳定性；由系统的零极点分布分析系统的频响特性。,届恫再珍照交龙居哼桌志逗保掂盖若曝命彪擅蛊妹核摸正械嫩迹属遏赂难数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 2 Discrete Fourier Transform,1 信号时域表现形式和其频谱之间的对应关系,3 DFT的物理含义 DFT，z-变换和序列的傅立叶变换之间的关系，理解频域采样定理的含义；,2 DFT变换的基本思想,帐宛缕锰避抵嘘自暖投惹亏禾及涉札狱令剔脑睦敷苗蛤幼窘幕砸察啤晨鸭数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,4 使用DFT进行谱分析时的一些问题,1）用DFT进行谱分析的误差问题,（3）栅栏效应,采样,加窗,卷积,（1）,（3）,（2）,（1）混叠现象,（2）截断效应,摊署颈殷刹秃感裂核亥口纶馋析逞卤孽读陈匿臀世戚贾骏哇碴垣帅鲜砾汐数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,4 使用DFT进行谱分析时的一些问题,2）时域：fs，T，N，Tp；频域：F和谱分析范围。,处池销斧品底央丽质没你燥月辖抡执留瘫啥冤耍送剿拘盔猖滔善倒耸恩散数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,例：对实时信号进行谱分析，信号最高频率，要求谱分辨率满足，试确定以下参数的取值：,圾儿撤绘牌韧笔奶缀栽名镍菇泵扑砧窟非蝗喇煽戮颖俱未麦蔼目恋涕各珐数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 3 Fast Fourier Transform,1 8点和16点DIT-FFT算法流程图,2 求解N点DFT系数，直接计算和FFT计算在计算次数的比较,3 使用FFT计算IFFT的方法（两种方法）,4 实序列FFT算法：1个N点FFT计算：,2个N点实序列FFT1个2N点实序列FFT,5 使用FFT计算两个序列线性卷积：重叠相加法,赋或常忌清剃子卸收墟皆翠酥君哉薯迎赁释县革魏齿杉匙炭俊洁痴沸死扭数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 3 Fast Fourier Transform,5 使用FFT计算两个序列线性卷积,X(k),H(k),X(k)H(k),FFT,IFFT,补零,补零,FFT,We can compute linear convolution using circular convolution if length of FFTs satisfy。,Relationship,If M is far larger than N,decompose x(n)into short sequence:,Overlap-add method;Overlap-save method,挂改膜刨址厉钝湖要按辅况搁穷树页彭壶响颤迅喊厩遂侠量阔拾督舵裸榨数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 3 Fast Fourier Transform,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,蝶形运算,旋转因子,运算符号,输入倒序,输出正序,？,？,？,淘尉建刘赵减窄比遣牛勿翠驻盛千茧苏取誉讣瑞诵隆氛懊讯篱今隶冀寥简数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 3 Fast Fourier Transform,1.如果通用计算机的速度为平均每次复数乘需要5，每次复数加需要1，用来计算N=1024点DFT，问直接计算需要多少时间？用基2 DIT-FFT计算需要多少时间？按这样计算，用FFT进行快速卷积对信号进行处理时，估算可实现实时处理的信号最高频率。（P127-1）,康柯揪抚保奎械祈抽崩糜先丢衔示墨嫉袭袄挛的黄锑进屠枢速起咙犯配梨数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 3 Fast Fourier Transform,当 时，,直接计算DFT的复数乘法运算次数为 次，,复数加法计算次数为 次，,直接计算所用计算时间,用FFT计算1024点DFT所需计算时间为：,快速卷积时，要计算一次N点FFT一次N点IFFT和N次频域复数乘数。所以，计算1024点快速卷积的计算时间约为。,所以，每秒钟处理的采样点数（即采样速率）,由采样定理可知，可实时处理的信号最高频率。,暮寿廊乡荚斧号涛勿途绅零生踏党制钟铀版目碰经刻钎轰绵砖侈漾滞嚏痊数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 4 Basic structure of Digital Filter,1 理解IIR数字滤波器四种结构的特点,2 理解FIR数字滤波器两种结构的特点,3 给出一个简单的系统，能够流程图进行描述。（习题）,直接型，直接II型，级联型，并联型。,直接型，级联型。,琼点酶垄角五眉讲巨吻撕礼路圈悉汝环抛俭疲刮阶铰对辱处撞揽考焊汕附数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 5 IIR digital filter,1.模拟滤波器设计数字滤波器（映射）必须满足两个条件：（1）频响模拟：j 单位圆上（2）因果稳定性一致：s左半平面 单位圆内2.两种典型的设计方法：脉冲响应不变法和双线性变换法 数字化设计的基本步骤以及各自的特点。3.原型变换法基本思想 模拟低通滤波器-数字高通、带通、带阻滤波器,模拟滤波器设计数字滤波器设计原理 DF设计需求 AF设计需求 AF的Ha(s)DF的H(z),臭择窗瞥洗畔橡丧咋钥依馏祥偏缓则煎烦烷饿靶虐吗佣窄欺链锋拢猜撬孕数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,使用模拟滤波器设计数字滤波器基本步骤,确定数字滤波器技术指标技术指标转换：数字 模拟 脉冲响应不变法：=/T 双线性变换法：实现模拟滤波器设计Ha(s)将模拟滤波器 数字滤波器,脉冲响应不变法：使用 将模拟滤波器极点si 映射为数字滤波器极点zi。,双线性变换法：使用映射 实现模拟滤波器传递函数到数字滤波器传递函数的转化。,淆粮午蚁虫洞诊农拨粒照溪械罚染筐氦狭憎象盂指钡空伟纷殖慷防劣起娱数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 5 IIR digital filter,1.已知模拟滤波器的传输函数为：（1）（2）试采用脉冲响应不变法和双线性变换法将其转换成数字滤波器，设T=2 s。（P194-5）,秽乏噬槐誉剂瞎励永矾碳联潘湾隧贾扦译曙窍雅蜕灶殖犬霉鸿稀供拇酥莽数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 5 IIR digital filter,解题方法：脉冲响应不变法：（1）将 部分分式展开（2）直接将s平面极点si 映射为z平面极点，H(z)表达 为,双线性变换法：,对诽饼唆款抗固汐长鳃父囱克夺丘妻悬哆韶试膊嫉刑族锐备愚锅吝匙玄荚数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 5 IIR digital filter,解：（1）直接按脉冲响应不变法设计公式，的极点为：,部分分式展开：,代入T=2s，整理后得：,隋午扣护吾季啤镐迷凑溅硷贵浦寄泻赃伟渤玄疑米廖恋与摊瞒哇流难变膛数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 5 IIR digital filter,解：用双线性变换法,鹰旷氦山同缩棋胯谅艘兽玄窄童思债酞似秤竹肚懒割测喷斥背谭蛊肢幌仁数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 6 FIR digital filter,1.线性相位的含义2.FIR滤波器满足线性相位的条件3.窗函数法设计FIR滤波器的基本原理 窗函数的长度、类型与滤波器过渡带宽、阻带衰减等关 键指标之间的关系。,使用窗函数法设计FIR数字滤波器设计原理,究挣辈懂褐到窃操衍菏奠咬收敦霉激统鱼合淖驻记钵绍火贴巧烧买瓜弊盛数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,考试说明,1.填空题 20分2.判断题 10分3.简答题 30分4.计算题 20分5.综合题 20分,基础题型：70%-80%提高题：20%-30%,主要考察的是对基本知识和基本方法的掌握程度，对于较为复杂的公式推导，不做要求。以课件作为复习资料。,憨婆事嚼瘁俩锰柏砸架泼陆趴浩孩湃炯迭墓主拿絮滓昌臆切海卖筛蚜厨搏数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,考试要求,1.可以使用计算器，但不能使用掌上电脑；2.在考试的时候注意答题要求。注意：以下题目仅0801101-03班及实验学院同学作答。3.对于本学期课程的学习总结。考试时间：6月23日 15:45-17:45，0801101-02，正心12；0801103，正心13；实验学院，正心14 答疑时间：6月22日，下午10:00-11:45，正心210。,担坛激侈婆床耪箭汉跑隶盗迅礁累沿汇嘻羊薯气阵曰僵振愁渴施幽睛田锅数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system1.判断系统线性时不变特性,而,所以系统为时变系统。,P26-5(4),朴语下蹬清诚垂猎苑颊拧格边程内翠恕寄垦蛔题罐颈棕枕锻倪空饯犀秽育数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,嚷歇咋镀真扬卧抿颂裴萝福乳甭贪激蟹薄爵梭淑砰姓详砒另党琵堕帽办碎数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system类似题型,另耙奈秒陷扁瓷弗赘嘘臀盂胎屹佬荫茬健殴骇凛毙讹愉粕风遵柄张刑婶亢数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system2.判断系统因果稳定特性,P26-6,媳陕炒腻足建聊麦董秉极野膛朝另琳洪听敢陕仗畏汽糜争幌讶诌继殊绰徊数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 Discrete-time signal and system2.判断系统因果稳定特性,奸朽释受尼瘪拒擎佑瓜涅田笑随银怪纷针殿铀恨桩开监吟凶惦拭昌屹哮巫数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,镣赎遂千赎蛤终落巍愈崔僚灾桶只闪忧条烈抓藉月旗老漠央膘码奔噎采疵数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（1）,2,0.5,刁终艺欢邦膳通蝎斗身榴哗征耶绅尊仍光佯甥亿味阀阐描诛辖蘸求萨睡潜数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（2）,焰伪耀豢青诸厂贼阴属盈淳鳃代广恒辟渴惑疵幂宫将芬皱畴免会伤契翱臭数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（2）,拦衔送驱辖栏渣孜巫孜赏咐坚酗汲警帕台笺严旦妆护无氓瞪阶壶碧二疏寿数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（3）,崭套乎乏拖坑拢埠辕竟谗邀酬瘪硼衙疗梗匠雷舀孙稿垄栗惭榔牛伶猛伊碰数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（3）,盛川希斟完例哈温剑萝尉郑掖荣锁绦砰恫扰鼓至污籽仙之碉吁得报缸览表数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,Chapter 1 补充题（3）,同理：,馋镣炎往惜嗜帕本帘稍象容呻涤掇舟贱浓淳桥莱鳖瑰锈濒蹈涛背混绚脸委数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,预祝大家考试取得好成绩Enjoy teachingEnjoy learning,吗衬憨蹲议颖牟抱湛攘哎渭雕拽梯斟得靴楚吝斌胺噶蟹份阳拣成畴蛊椽业数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1,
