数字信号处理第0章.ppt
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1、绪论,1 数字信号处理的基本概念几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号处理问题,其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理一般包括数据采集以及对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。,这里的信号类别有4种:第1种是连续信号(即模拟信号),它的幅度和时间都取连续变量;第2种是时域离散信号,其幅度取连续变量,而时间取离散值;第3种是幅度离散信号,其时间变量取连续值,幅度取离散值,如振幅键控信号;第4种是数字信号,它的幅度和时间都取离散值。一般来说,数字信号处理的对象是数字信号,模拟信号处理的对象是模拟信号。但是,如果系统中增加数/模转换器和模/数转换器,那么,数字信号处理系统也可以
2、处理模拟信号。这里关键的问题是两种信号处理系统对信号处理的方式不同,数字信号处理是采用数值计算的方法完成对信号的处理,而模拟信号处理则是通过一些模拟器件,例如晶体管、运算放大器、电阻、电容、电感等,完成对信号的处理。,例如,图0.0.1(a)所示的是一个简单的模拟高通滤波器,它是由电阻R和电容C组成的,而图0.0.1(b)所示的则是一个简单的数字高通滤波器,它是由一个加法器、一个乘法器和一个延时器组成的。因此,简单地说,数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行处理,这里“处理”的实质是“运算”,处理对象则包括模拟信号和数字信号。,图0.0.1 高通滤波器简型,2 数字信号处理的实现方法数字信
3、号处理的主要对象是数字信号,且是采用数值运算的方法达到处理目的的。因此,其实现方法不同于模拟信号的实现方法,基本上可以分成两种,即软件实现方法和硬件实现方法。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等基本部件实现的一种方法。,显然,软件实现灵活,只要改变程序中的有关参数,例如只要改变图0.0.1(b)中的参数a,数字滤波器可能就是低通、带通或高通滤波器,但是运算速度慢,一般达不到实时处理,因此,这种方法适合于算法研究和仿真。硬件实现运算速度快,可以
4、达到实时处理要求,但是不灵活。,用单片机实现的方法属于软硬结合实现,现在单片机发展很快,功能也很强,配以数字信号处理软件,既灵活,速度又比软件方法快,这种方法适用于数字控制等。采用专用的数字信号处理芯片(DSP芯片)是目前发展最快、应用最广的一种方法。因为DSP芯片比通用单片机有更为突出的优点,它结合了数字信号处理的特点,内部配有乘法器和累加器,结构上采用了流水线工作方式以及并行结构、多总线,且配有适合数字信号处理的指令,是一类可实现高速运算的微处理器。DSP芯片已由最初的8位发展为16位、32位,且性能优良的高速DSP不断面市,价格也在不断下降。可以说,用DSP芯片实现数字信号处理,正在变成
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