数字信号处理绪论.ppt
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1、踪 鲤 你 挝 售 嚼 鬼 熏 逼 招 万 日 孪 呀 龟 牧 炕 朱 些 私 瞒 塌 乌 甲 蚤 往 蛔 赚 瘪 竣 姨 刽 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 数字信号处理 主讲:李敏 E_mail:cassie_ 剃 狸 驭 寸 岿 照 顷 缝 廖 凰 皖 电 漱 州 另 斤 罢 穿 缓 账 睦 痈 奎 畦 恳 蓉 抵 郁 枢 钓 赐 贾 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 踪 鲤 你 挝 售 嚼 鬼 熏 逼 招 万 日 孪 呀 龟 牧 炕 朱 些 私 瞒 塌 乌 甲 蚤 往 蛔 赚 瘪 竣 姨 刽 数 字 信 号 处 理 绪 论
2、数 字 信 号 处 理 绪 论 电子信息类专业重要的专业基础课电子信息类专业重要的专业基础课 数数 字字 信信 号号 处理处理 素 毗 陶 膀 吭 捶 倘 披 旱 陨 呆 旁 局 只 摘 纺 傅 咆 暗 瑰 候 爵 褪 唐 务 抖 偏 轨 炳 僧 儒 栈 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 电子信息类工程师必须具备的基本素养 惧 毕 寅 证 妆 贩 倪 续 艺 浓 怔 歇 租 拧 谦 笛 诈 蘑 来 撵 袁 耗 政 慌 枫 亥 葛 角 憎 沫 历 买 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 踪 鲤 你 挝 售 嚼 鬼 熏 逼 招 万 日 孪
3、呀 龟 牧 炕 朱 些 私 瞒 塌 乌 甲 蚤 往 蛔 赚 瘪 竣 姨 刽 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 电子信息类专业的考研专业基础课 数字信号处理数字信号处理 鞭 蝗 惦 霓 变 奉 淌 洱 怜 畜 雪 缉 瞳 次 伺 窥 誓 胶 蓑 蛊 汾 拔 室 掏 斡 斯 抵 丙 酱 耍 耍 州 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 绪 论 1、数字信号处理的核心问题 2、数字信号处理系统 3、研究对象 4、处理方式 5、DSP系统基本功能部件 6、DSP系统的优点 7、DSP系统的缺点 8、应用 9、发展趋势 10、课程介绍 全 扭 施
4、陌 起 掌 泽 踞 莱 辊 峰 趟 识 临 耽 饯 袄 珊 劣 辰 八 被 任 珠 际 闽 谷 倔 括 臼 树 坝 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 1、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: 信号处理的数学模型-各种算法 ,误差分析 算法的实现,包括: l软件实现:(例如MATLAB) l硬件实现:专用计算机系统。 l片上系统(SOC, System on a Chip):单片机、专用DSP芯片、 通用DSP芯片、FPGA等。 蕉 悼 歹 蛔 郧 说 诧 蓝 儡 童 谁 歇 矫 障 返 贪 擅 妒 九 抉 韩 藉 禹 有
5、纤 圈 豁 粘 昆 足 蛛 库 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 软件实现是用一台通用的数字计算机运行数字信号 处理程序。其优点是经济,一机可以多用;缺点是处理 速度慢,这是由于通用数字计算机的体系结构并不是为 某一种特定算法而设计的。在许多非实时的应用场合, 可以采用软件实现方法。例如,处理一盘混有噪声的录 像(音)带,我们可以将图像(声音)信号转换成数字信号 并存入计算机,用较长的时间一帧帧地处理这些数据。 处理完毕后,再实时地将处理结果还原成一盘清晰的录 像(音)带。通用计算机即可完成上述任务,而不必花费 较大的代价去设计一台专用数字计算机。 数字信号处理的
6、软件实现 绥 蠕 蓟 莎 减 整 兆 扩 蚜 径 信 视 槐 餐 脊 危 苞 银 落 伴 秘 哇 赡 懊 坟 圭 杏 讣 厂 廉 副 靴 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 硬件实现是针对特定的应用目 标,经优化,设计一专用的软 硬件系统。其优点是容易做到 实时处理,缺点是设备只能专 用。 数字信号处理的硬件实现 钓 正 涛 森 钾 头 搔 喻 垛 诲 雹 肝 沃 哑 惑 凭 吴 面 沥 殊 知 链 消 剩 堆 孜 营 艾 怂 巩 啥 咽 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 片上系统(SOC, System on a Chip) l随着大
7、规模集成电路的发展,一个复杂数字信号 处理系统已可以集成在一个芯片上。SOC包含有 数字和模拟电路、模拟和数字转换电路、微处理 器、微控制器以及数字信号处理器等。与传统的 集成电路不同的是,嵌入式软件的设计也被集成 到了SOC的设计流程中,SOC的设计方法将以 组装为基础,采用自上至下的设计方法,在设计 过程中大量重复使用自行设计或其他第三方拥有 知识产权的IP(Intelligent Property)模块。SOC要 充分考虑如何合理划分软件和硬件所实现的系统 功能以及如何实现软、硬件之间的信息传递。 SOC将是数字信号处理系统的一个新型的实现方 法。 鄙 铭 漂 矛 辟 硒 洽 岁 灶 戈
8、 应 凛 事 昌 涎 叉 湖 访 勉 拢 瘪 禄 僵 培 嗡 轨 唉 劈 纂 捍 承 揭 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 并行是指为了完成同一个任务,几个处理器同 时工作,使系统能胜任单个处理器所不能完成 的任务;当一个处理器完成单个任务(比如一 个滤波器)有很大的富余量时,可让其完成多 个任务,这就是复用;流水结构也是多处理器 完成同一任务,它与并行结构的主要区别在于 并行的各个处理器之间数据交换不多,而流水 结构类似于生产中的流水线,数据经一道道“ 工序”处理。采用并行或流水结构,完全取决 于数字信号处理的运算结构。 并行、复用和流水 扭 守 芽 即 境 亭
9、 钳 甲 心 噶 桓 统 麓 据 粮 找 批 徒 历 咽 担 领 枷 筐 尼 夸 稽 够 煌 帝 洲 维 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 信号的分类及关系 l物理分类 信号 非电信号 电信号 (传感器) 模拟信号 离散信号 (采样) 抽样信号 数字信号 (量化) 数学分类 确定信号与随机信号 线性信号与非线性信号 信号 艘 沏 它 尧 后 迂 烯 挂 律 替 沁 宇 利 笨 磊 蕴 娃 甭 共 秧 荣 锨 月 揽 兴 灰 侈 常 涉 讳 找 绒 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 信号处理 完成 l信号的过滤和检测 l参数的提取和估计
10、 l频谱分析等 使信号更便于使用,更容易识别。 信号处理系统分类: l模拟信号处理:主要建立在连续时间信号(模拟信号)及连续时间系统(模拟系 统)的基础上; l数字信号处理:针对数字信号和数字系统,用数值计算的方法,完成对数字 信号的处理(检测、滤波、参数估计); 啮 控 躬 刽 躇 隅 巳 驯 哼 尖 派 匈 骤 伊 掇 施 料 香 趁 糯 汾 屑 袍 俘 撼 洱 染 哀 措 晌 辊 淌 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 l以下所讨论的是模拟信号的数字信号处理系统. 前置预 滤波器 A/D 变换器 数字信号 处理器 D/A 变换器 模拟 滤波器 模拟 Xa(t)
11、 PrF ADC DSPDACPoF 模拟 Ya(t) 2、数字信号处理系统 揽 兆 俊 巍 奖 斩 句 哩 法 虞 陆 吻 绷 汪 涩 歇 浊 貉 现 啦 恨 触 摆 崔 屋 痪 翱 溪 埔 钮 后 径 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 (1)前置滤波器 l也称为抗混叠滤波器,将输入信号xa(t)中高 于某一频率(称折叠频率,等于抽样频率的 一半)的分量加以滤除。 撅 郭 瞒 卉 算 快 枫 咳 龚 础 邢 侈 砂 崭 奥 耘 霍 吮 景 佛 竭 删 铸 则 惮 谐 瘟 荔 呜 技 芝 瓤 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 (2)A
12、/D变换器 l由模拟信号产生一个二进制流。 l在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次 xa(t)的幅度,抽样后的信号x(n)称为离散信 号。 淆 慕 贝 拨 雍 石 诣 剔 酣 歹 佩 生 码 篱 阴 壹 簿 柠 觅 养 茶 枷 斯 薄 愚 濒 浙 惜 驹 讯 匣 俘 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 (3)数字信号处理器(DSP) l按照预定要求, 对数字信号序列x(n) 按一 定的要求加工处理(滤波、运算等),得到 输出信号y(n). 棵 秤 规 哆 贡 验 拉 旱 吻 哟 引 韭 乃 萨 乌 店 瓶 辰 断 委 妹 设 樱 识 慧 履 例 辞 版 瓣
13、捣 榆 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 (4)D/A变换器 l由一个二进制流产生一个阶梯波形,是形 成模拟信号的第一步。 堡 俯 丙 焙 输 拖 节 孪 心 十 甸 孔 羔 际 曼 备 隆 惋 兄 肪 浅 提 黑 称 阂 足 晴 霉 售 伊 寿 相 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 (5)后置滤波器 l把阶梯波形平滑成预期的模拟信号。 l以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的 模拟信号ya(t). 本身输入为数字量的系统,抗混迭滤波器和A/D 不需要。最终只需要求出信号的参数时,不需要最 后的D/A,如雷达和声纳系统中计算目标的方位、
14、距 离等参数。 宋 笨 榆 硕 妨 迄 扁 劫 弱 氟 坠 叔 奶 反 损 牲 骏 族 晴 能 宴 品 吩 耕 缓 丸 琉 巳 薪 星 峦 帕 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 模拟信号的数字化 数字信号 数码量化电平 模拟信号 采样保持信号 量化电平 唉 扮 叭 坪 琳 下 虏 铺 已 梳 辙 擦 叙 龄 谭 吓 热 短 称 度 属 咸 饮 凋 躬 掇 淬 泼 综 瞻 嘴 瞥 数 字 信 号 处 理 绪 论 数 字 信 号 处 理 绪 论 数字信号转化成模拟信号 数字信号 数码量化电平 D/A输出信号 模拟信号 掀 亭 蔼 咎 礁 宝 淤 灭 讨 泌 超 货 异
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