1、数字信号处理课程总结以下图为线索连接本门课程的内容: )(txa )(tya前 置 滤 波 器 A/D变 换 器 数 字 信 号 处理 器 D/A变 换 器 AF( 滤 去 高频 成 分 ))(nx( 一 、 二 、 三 )( 四 )( 五 )一、时域分析1 信号(了解自己有哪些特点) 信号:模拟信号、离散信号、数字信号(各种信号的表示及关系) 序列运算:加、减、乘、除、翻摺、卷积 序列的周期性:抓定义 典型序列: (可表征任何序列) 、 、 、 、 、)(n)(nu)(RNnajwecos(wmnxn)()特殊序列: )h2 系统(了解应聘单位的情况) 系统的表示符号 )(n 系统的分类:
2、xTy线性: )()()()( 2121 nxbTabax移不变:若 ,则ny my因果: 与什么时刻的输入有关)(n稳定:有界输入产生有界输出 常用系统:线性移不变因果稳定系统 判断系统的因果性、稳定性方法任意系统:按照定义;线性移不变系统:利用充要条件 线性移不变系统的表征方法:线性卷积: )(*)(nhxy差分方程: 0,)00 akybkaMkNk3 序列信号如何得来?)(txa)(nx抽 样 抽样定理:让 能代表 ta 抽样后频谱发生的变化? 如何由 恢复 ?)(nx)(ta=)(tamamTt)(si)(二、复频域分析(Z 变换)时域分析信号和系统都比较复杂,频域可以将差分方程变换
3、为代数方程而使分析简化。A 信号1 求 z 变换定义: )(nxnnzxzX)()(收敛域: 是 z 的函数,z 是复变量,有模和幅角。要其解析,则 z 不能取让无穷大的值,因此 z 的取值有限制,它与 的种类一一对应。)(zX)(nx 为有限长序列,则 是 z 的多项式,所以 在 z=0 或时可能会有nx)(X)(zX,所以 z 的取值为: ;0 为左边序列, ,z 能否取 0 看具体情况;)(xxR 为右边序列, ,z 能否取看具体情况(因果序列) ;nx 为双边序列,)(xx2 求 z 反变换:已知 求)(zXn 留数法 部分分式法(常用):记住常用序列的 ,注意左右序列区别。)(zX
4、长除法:注意左右序列3 z 变换的性质: 由 得到 ,则由 ,移位性;)(nx)(zX)()(zmnx 初值终值定理:求 ;0和 时域卷积和定理: ;)(*)(nhxy)(zHXzY 复卷积定理:时域的乘积对应复频域的卷积; 帕塞瓦定理:能量守恒dweXnxj22)(1)(4 序列的傅里叶变换 公式:njwnjwexe)()(deXxjwn)(21)(注意: 的特点:连续、周期性; 与 的关系)(jwe)(jweX(zB 系统由 ,系统函数,可以用来表征系统。)()(zHnh 的求法: ; = ;)()(znhH)(/zY 利用 判断线性移不变系统的因果稳定性)(z 利用差分方程列出对应的代数
5、方程,归一化处理得到0,)()(00 aknybknyaMkNk,分母常用负号。MkNk yyy01 )()()( NkkMzabzXY10)( 系统频率响应 :连续、周期性)(jweHnjnjwhe)(,当 为实序列时,则有 =njwnje)()( )(h)(jweH)(*jw三、频域分析根据时间域和频域自变量的特征,有几种不同的傅里叶变换对 时间连续,非周期 频域连续(由时域的非周期造成) ,非周期(由时域的连续造成) ; dtetxjXj)(jttj)(21)( 时间连续,周期 频域离散,非周期2/00)()(TtjkdexjkXtjkjtx0)()( 时间离散,非周期 频域连续,周期n
6、jwnjwexeX)()(, (数字频率与模拟频率的关系式)dexjwn)(21)(T 时间离散,周期 频域离散,周期 10102)()()(NnknNnkj WxexkX10102)()()( nknNnkNjX 本章重点是第四种傅里叶变换-DFS 注意:1) 都是以 N 为周期的周期序列;)(kx和2)尽管只是对有限项进行求和,但 的定义域都为( ) ;)(kXnx和 ,例如: 时,0k10)()(NnX时,1102)()(nnNjex时, =Nk10102)()()(nnjxXX时,1Nk )1()()1(0)1(2XenxXNnNj同理也可看到 也有类似的结果。可见在一个周期内, 一一
7、对应。)(nx k和 比较 和 ,当njwnjweeX)()( 10102)()()(NnknNnkj WxexkX只在 的一个周期内有定义时,即 = , ,则在x 时, 。kN2)(kejw 其 他,010)( pNrennrj 因为 的每个周期值都只是其主值区间周期的延拓,所以求和在任一)(kXx和个周期内结果都一样。 DFT:有限长序列 只有有限个值,若也想用频域方法分析,它只属于序列的)(nx傅里叶变换,但序列的傅氏变换为连续函数,所以为方便计算机处理,也希望能像 DFS 一样,两个域都离散。将 想象成一个周期序列 的一个周期,然)(nx)(nx后做 DFS,即102102)()()(
8、NnknNjNnkj eexkX注意:实际上 只有 ,不是真正的周期序列,但因为求和只需 N 个独立的值,所以可以用这个公式。同时,尽管 只有 N 个值,但依上式求出的 还)(x )(kX是以 N 为周期的周期序列,其中也只有 N 个值独立,这样将 规定在一个周期内)(k取值,成为一个有限长序列,则会引出 DFT)()()(102kRenxkXNNnj)()()(102nknj比较:三种移位:线性移位、周期移位、圆周移位三种卷积和:线性卷积、周期卷积、圆周卷积重点:1)DFT 的理论意义,在什么情况下线性卷积=圆周卷积2)频域采样定理:掌握内容,了解恢复3)用 DFT 计算模拟信号时可能出现的
9、几个问题,各种问题怎样引起?混叠失真、频谱泄漏、栅栏效应 FFT:为提高计算速度的一种算法1) 常用两种方法:按时间抽取基 2 算法和按频率抽取基 2 算法,各自的原理、特点是什么,能自行推导出 N 小于等于 8 的运算流图。2) 比较 FFT 和 DFT 的运算量;3) 比较 DIT 和 DIF 的区别。四、系统分析(DF)一个离散时间系统可以用 、差分方程和 来表征。)(zHnh、 )(jwe问题:1、各种 DF 的结构2、如何设计满足要求指标的 DF?3、如何实现设计的 DF?A 设计 IIR DF,借助 AF 来设计,然后经 S-Z 的变换即可得到。1) 脉冲响应不变法:思路、特点2) 双线性变换法:思路、特点、预畸变3) 模拟滤波器的幅度函数的设计B 设计 FIR DF1) 线性相位如何得到?条件是什么?各种情况下的特点。2) 窗函数设计法:步骤、特点3) 频率抽样法:步骤、特点C 实现 DF标准形式: NkkMzbazH10)(五、有限字长效应1 会有哪些造成误差的源?2 两种表示法的特点;3 负数表示成原码、补码和反码的形式;4 会作简单的推导