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郭秀梅《数字信号处理》ch0绪论.ppt

发布:2018-05-10约5.02千字共44页下载文档
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课程主要内容、难点及学习方法 主要内容:傅立叶变换、离散时间系统的变换域分析、数字滤波器设计 难点1:理论性强,公式多,概念抽象 基本概念、核心理论、思考与分析方法 重视关键公式推导及课后练习 重视实验环节,加深概念理解 难点2:课时有限,教学内容多 在有限的课时内高效地组织学习教学内容 培养兴趣,充分发挥学习主动性 利用Internet扩大知识面,了解学科发展背景和发展动态 学习目标 数字信号处理的核心问题 用数学的方法和数字系统对信号进行处理,包括两个方面: ①信号处理的数学模型--各种算法,误差分析 ②算法的实现,包括: 通用计算机软件实现(例如MATLAB) 专用计算机系统、各种单片机、专用数字系统 DSP、FPGA及其它专用集成器件等 一、数字信号处理发展简介 数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP) 16世纪: 经典数值分析技术 18世纪: Z变换(Laplace) 1965年: “用机器计算复序列傅里叶级数的一种算法”, 即“快速傅里叶变换”算法(FFT)From:Mathematics of Computation John Tukey(图基) (Princeton University) James Cooley(库利) (IBM T.J. Watson Research Center) 20世纪最伟大的十个算法 1.1946.Los Alamos的Von Neumann,Stan Vlam,Nick Metropolis编的 Metropolis算法, 即Monte Carlo方法 2.1947兰德公司的Grorge Dantzig创造的线性方案的单纯性算法 3.1950.美国国家标准局数值分析所的Magnus Hestenes,Edward Stiefel,Cornelius Lanczos的Krylovz空间迭代法 4.1951 橡树岭国家实验室的Alston Householder矩阵盘算的分解方法 5.1951 John Backus在IBM领导的小组研制的Fortron最优编译程序 6.1959-61 伦敦的Ferranti Ltd的J.G.F.Francis的称为QR的算法的盘算机本征值 7.1962 London的Elliot Brothers Ltd的Tony Hoare提出的快速(按大小)分类法 8.1965 IBM的Cooley与PrincetonBell的Turkey的FFT算法 9.1977 Brighham Young大学的Helaman Ferguson和Rodney Forcede的整数关系侦察算法 10.1987 Yale的Leslie Greengard和Vladinimir Rokhlin创造的快速多级算法 二、几个概念,即 信号、系统、信号处理 1.信号 信号是传递信息的函数,或者说是信息的物理表现形式,而信息则是信号的具体内容。 信号的分类: ★ 根据信号是否具有周期性: ◆ 周期信号 ◆ 非周期信号 ★ 根据信号的维数分类: ◆ 一维信号 ◆ 二维信号 ◆ 多维信号 ★ 根据信号是否具有确定性: ◆ 确定信号 ◆ 随机信号 ★ 根据能量和功率是否有限: ◆ 能量信号: ◆ 功率信号: ★按自变量与函数值的取值形式不同分类: ★ 物理分类 2.系统 处理信号的物理设备。进一步讲,凡是将信号加以变换已达到人们要求的各种设备都称为系统。系统可以是硬件的,也可以是软件编程实现的。 分类: 3、信号处理 信号处理是研究用系统对含有信息的信号进行处理(变换)以获得人们所希望的信号,从而达到提取信息,便于利用的一门学科。 信号处理的分类: - 模拟信号处理 数字信号处理系统的典型框图 首先讨论模拟信号的数字化处理系统。 ★ 输入的模拟信号先经过前置预滤波器,将 中高于某一频率的分量滤掉。 防止频率出现混叠,造成信号的混叠失真。 ★ 用模数转换器(A/D变换器)每隔T秒抽取一次的幅值,这就是抽样,或者说是采样(sampale)。这样就得到了离散时间信号,它只代表了在一些离散时间点0,T,2T,… ,nT,…上的信号值 , , …, ,… 数据离散化之后,在A/D变换器的内部,通过保持电路将抽样信号变换成数字信号。 ★ 我们把得到的信号y(n)通过数模(D/A)变换器,得到模拟信号。
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