数字信号处理课件第章时域离散信号和时域离散系统.ppt

 数字信号分析 1.教材：丁玉美、高西全,数字信号处理（第二版），西安电子科技大学出版社, 2005. 2. 参考书： (1) 程佩青著，数字信号处理教程（第三版），清华大学出版社,2007 (2) S. K. Mitra, Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, Third Edition, Mcgraw-Hill,2001 (3) John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis, Digital Signal Processing, Principles, Algorithms, and Applications, Fourth Edition, Prentice Hall, 2007 (4) John G. Proakis and Vinay K.Ingle, Digital Signal Processing Using MATLAB, 2003. (5) 胡广书，数字信号处理：理论、算法与实现，清华大学出版社，2003 绪论 （1）连续信号（模拟信号）：信号值（幅度）和自变量（时间）都取连续值 （2）时域离散信号：信号值取连续值，但自变量取离散值 （3）数字信号：幅值和时间都取离散值 数字信号处理：采用数值计算的方法，完成对信号的处理 模拟信号处理：通过一些模拟器件（如晶闸管，电阻，电容等）完成对信号的处理 数字信号处理的实现方法： （1）软件实现：灵活，运算速度慢 （2）硬件实现：运算速度快，不灵活 （3）软硬结合：单片机，配以数字信号处理软件。专门的数字信号处理芯片（DSP芯片）是目前发展最快，应用最广的方法。 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 第1章 时域离散信号和时域离散系统 1.1 引言 1.2 时域离散信号 1.3 时域离散系统 1.4 时域离散系统的输入输出描述法—— 线性常系数差分方程 1.1 引言 信号通常是一个自变量或几个自变量的函数。如果仅有一个自变量，则称为一维信号；如果有两个以上的自变量，则称为多维信号。本书仅研究一维数字信号处理的理论与技术。关于信号的自变量，有多种形式，可以是时间、距离、温度、电压等，本书一般地把信号看作时间的函数。 本章作为全书的基础，主要学习时域离散信号的表示方法和典型信号、线性时不变系统的因果性和稳定性。 1.2 时域离散信号 对模拟信号xa(t)进行等间隔采样，采样间隔为T，得到 ? 这里n取整数。对于不同的n值， xa(nT)是一个有序的数字序列：… xa(-T)、 xa(0)、 xa(T)…，该数字序列就是时域离散信号。实际信号处理中，这些数字序列值按顺序放在存贮器中，此时nT代表的是前后顺序。为简化，采样间隔可以不写，形成x(n)信号，x(n)可以称为序列。对于具体信号，x(n)也代表第n个序列值。需要说明的是，这里n取整数，非整数时无定义，另外，在数值上它等于信号的采样值，即 x(n)=xa(nT)， -∞＜n＜∞(1.2.2) 信号随n的变化规律可以用公式表示，也可以用图形表示。如果x(n)是通过观测得到的一组离散数据，则其可以用集合符号表示，例如： x(n)={…1.3,2.5,3.3,1.9,0,4.1…} 1.2.1 常用的典型序列 1. 单位采样序列δ(n) 1，n=0 0，n≠0 (1.2.3) 单位采样序列也可以称为单位脉冲序列，特点是仅在n=0时取值为1，其它均为零。它类似于模拟信号和系统中的单位冲激函数δ(t)，但不同的是δ(t)在t=0时，取值无穷大，t≠0时取值为零，对时间t的积分为1。单位采样序列和单位冲激信号如图1.2.1所示。 2. 单位阶跃序列u(n) 1,n≥0 0,n＜0