数字信号与处理引言 .ppt

* * * * * * * * * * 例子 在实际中，增加量化级数来把量化误差减小到可以接受的程度。量化的过程会损失信息，精确的定量分析变得相当困难 。 4 正弦信号的量化 * 正弦信号的量化（B） * 正弦信号的量化（C） * 只要量化器能覆盖信号的整个动态范围，则对任意信号上式也是成立的。 重要性在于它给出了在一定的信噪比的要求下所需要的量化器的位数。 例： 大多数CD播放机的取样率为44.1kHz, 精度为16位二进制，这意味着信噪比大于96dB。 正弦信号的量化（C） * 5 量化值的编码 A/D转换器的编码过程就是用一个二进制数来表示量化级。 若字长为 b 位，就可以有个 不同的二进制数，因此 。 也就是说编码器中所需要的位数是大于或等于的最小整数。 一般来讲，取样率越高和量化器位数越多，价格就越高。 * 6 数模转换 任务就是在两个相邻的取样值之间进行插值。 取样定理给出了对于带限信号的理想插值公式。然而,过于复杂，在实际中不能采用。 从实用的观点考虑，最简单的是零阶保持器。另一种更好一些的方法是图所示的线性插值法。另外采用更复杂的高阶插值法可得更好的转换效果。 直线连接器(具有T秒延迟) * 7 信号和系统的分析 数字信号可定义为一个独立的整型变量的函数，函数的取值来自一组有限的值。 计算机使数字信号得到了广泛的应用。计算机处理的是用一串和表示的数，串的长度(字长)有限且固定。 有限字长效应使得对数字信号处理系统的分析变得复杂。 忽略数字信号和系统的量化特性，而把它们作为离散时间信号和系统来分析。 在数字信号处理软件和硬件的设计中考虑字长带来的有限精度问题，以便更好地完成信号处理任务。 * 1.5 小结与参考文献 模拟信号处理向数字信号处理过渡的必要性，数字信号处理系统的基本组成，及把模拟信号变成数字信号的过程。其中最重要的是取样定理，它是由奈奎斯特(Nyquist)在1928年提出的，经香农(Shannon,1949)的经典论文而广为人知。 正弦信号的引入是为了描述混叠现象以及取样定理的后续讨论。 A/D转换器中固有的量化效应。信号的量化将用统计的方法详细分析。 介绍了信号重构(或者说D/A转换)问题。在9.3节中将详细介绍阶梯插值和线性插值法。 数字信号处理涉及到许多应用问题。Oppenheim(1978)的专著主要涉及的是语音信号处理、图像信号处理、雷达信号处理、声纳信号处理和地球物理信号处理。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 随机信号 来自同一信号发生器的两个随机过程和它们的频谱 * 1.3 时间信号中的频率概念 1 连续时间正弦信号 2 离散时间正弦信号 3 谐波相关复指数函数 * 1 连续时间正弦信号 连续时间正弦信号 * 模拟正弦信号有下述的特点： A1. 对于频率 每个固定值, 是周期函数即 。 A2. 不同频率的连续时间正弦信号彼此是不 同的。 A3. 频率增加意味着振动次数增加，即在给定的时间内包含更多的周期。  * 连续时间正弦信号的复指数表示 复指数表示 频率是个正物理量，可理解为周期信号中单位时间内的周期数。 出于数学上分析的方便,引入负频率的概念。 由一对复共轭指数函数表示的余弦信号 * 2 离散时间正弦信号 离散时间正弦信号 角频率和频率之间的关系 决定了采用的频率。 离散时间正弦信号 ( )的例子 * 离散时间正弦信号的特点 B1.只要频率是有理数，离散时间正弦信号就是周期性的。 B2.所有频率相隔 的整数倍分量的离散时间正弦信号是相同的。 ，这段区间叫做基波范围。 B3 离散时间正弦信号的最高振荡频率在 , 时达到的。 3 谐波相关复指数函数 一组谐波相关指数(或正弦)，它们的频率是某个频率的倍数。 连续时间谐波相关指数 给定的 值， 的周期就是 周期信号 的傅里叶级数展开 * 离散时间指数函数: 只要离散时间复指数函数的相对频率是有理数，则