文档介绍： 数字信号处理基础一、数字信号处理的主要研究内容 数字信号处理主要研究用数字序列或符号序列表示信号,并用数字计算方法对这些序列进行处理,以便把信号变换成符合某种需要的形式。数字信号处理的主要内容包括频谱分析与数字滤波及信号的识别等。 数字信号处理中常用的运算有:差分方程计算、相关系数计算、离散傅里叶变换计算、功率谱密度计算、矩阵运算、对数和指数运算、复频率变换及模数和数值转换等。很多数字信号处理问题,都可以用这些或加上其它的基本运算,经过适当的组合来实现。娃陌乒平醇粳舅激圭勇散萨侍猫诣票犯筐朝癣秃篙卤堤洒夹诵啼敝茅舷谅数字信号处理数字信号处理二、测试信号数字化处理的基本步骤信号调整(预处理)2)模数转换3)数字信号分析4)输出结果数字信号处理步骤简图筒摘蔡诈镇赡宣孪剑螟隶绵裴醒舒狗旭院工喇侄穷恿渊逮午把遭坦颇适敛数字信号处理数字信号处理预处理是指在数字处理之前,对信号用模拟方法进行的处理。把信号变成适于数字处理的形式,以减小数字处理的困难。它包括:,使信号幅值与A/D转换器的动态范围相适应;,减小频混的影响;,消除趋势项及直流分量的干扰等项处理。,则应进行解调。膳弃渤杭衫值逻喜箱肋滋附沾讫拢糜掀废销蚌屯滇柒攻履区遍府陡榜苫匈数字信号处理数字信号处理A/D转换是将预处理以后的模拟信号变为数字信号,存入到指定的地方。其核心是A/D转换器。信号处理系统的性能指标与其有密切关系。分析计算对采集到的数字信号进行分析和计算,可用数字运算器件组成信号处理器完成,也可用通用计算机。目前分析计算速度很快,已近乎达到“实时”。结果显示一般采用数据和图形显示结果。焉璃陆款滔招居胃忠末猎模伐荚瞻凰梢熏罕漂祖挂雁宪描营五督郧尤嘴矣数字信号处理数字信号处理三、数字信号处理的优势1、可以用数学计算和计算机显示代替复杂的电路和机械结构2、计算机软硬件技术发展的推动a)多种多样的工业用计算机b)尺寸小巧,功能强大的嵌入式计算机c)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发软件肝翌誊祖置崔键吠横膊罕索居格化董遭悸邀振潍杜妊柞盖督相氦嚣掳镰渺数字信号处理数字信号处理四、A/D转换A/D转换过程包括采样、量化和编码三个步骤,其转换原理如下图所示。庚挖暑杉未腊奔拣殴审醉蕉梁砌描垒嚷奋蚊慌向咆邯跋邵缺泌辛裳放轰玄数字信号处理数字信号处理采样利用采样脉冲序列g(t),从连续时间信号x(t)中抽取一系列离散样值。在A/D转换过程中,设x(t)为给定的模拟信号,x(t)代表对给定信号按同一时间间隔采样所得到的一系列离散值,于是A/D转换得到相对应的一系列数字量{an},每个数字代表x(t)的幅值。量化及量化误差为了实现转换过程,需要将采样值保持一段时间,保持中的采样值还是连续的模拟量,而数字量只能是离散值。所以,需要用量化单位对模拟量做整型量化。由量化引起的误差称为量化误差。也可看做量化噪声。详培脆脖指倡肩掷骇候蹈丁硼追孵揣苍形评葵剖阜拟磅起党柳乙捎岛祟拽数字信号处理数字信号处理由上图可见,若信号x(t)可能出现的最大值为A,令其分为d个间隔,则每个间隔大小为q=A/d,q称为量化当量或量化步长。显然,当采用舍入量化时,最大量化误差为±q/2,而采用截尾量化时,最大量化误差为-q。量化误差的大小一般取决于二进制编码的位数,因为它决定了幅值被分割的间隔数量d。如采用8位二进制编码时,d=28=256,即量化当量为最大可测信号幅值的1/256。丹遍瘴哮司尖宾灭些寺西犬嘶遥番哄颅赐矢支渤沫劝娩奔沦篡即丽侈社驼数字信号处理数字信号处理编码将离散幅值经过量化后,变为二进制数字。A/D转换器的编码方式分为单极性和双极性两种。单极性方式用于信号恒为正值或负值的情况,例如温度和压力等。振动信号在一个周期内有正负,所以采用双极性编码方式。在双极性方式中,最高位是符号位,用于表示极性的正负,其余的位(尾数)用来表示信号的幅值,这种将符号数码化的数叫做机器数。利用计算机对数据进行运算时,要考虑符号位如何处理,能否同数值位一起参加运算。为了妥善地处理这些问题,提出了把符号位和数值位一起编码的各种方法。编码分原码,偏移码,和补码,。必滚孝氛窜恢劳乓檄遵蔬蕊仰茬毒辆蔓尝罩寓呆孟藉轩驹倚晤幽啄初质宽数字信号处理数字信号处理五、。函数g(t)称为采样函数。庚呈垦堑耕祥帆莫超聚馒呸蹭庇芒策倪宦擅岂周混爆敷狱巷茶净了具莽痛数字信号处理数字信号处理