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数字信号处理学习笔记

文章目录

  • 信号处理
    • 离散时间信号与系统
      • 为什么要处理信号
      • 信号是如何处理的
      • 信号处理的目的
      • 数字信号的表示
      • 信号的分类
      • DSP 和 ASP
      • 数字信号处理的特点
      • 数字信号处理的应用
      • 两类DSP
      • 数字信号处理的实现
      • 数字信号处理主要涉及的理论，技术
      • 信号与系统课程和数字信号处理对比
    • 时域离散信号
      • 序列的表示方法
      • 常用的典型序列
      • 序列运算
    • 时域离散系统
      • 线性时不变系统
      • 卷积和的求解
      • 序列卷积的运算规律
      • 系统的因果性和稳定性
      • 时域离散系统的数学模型
      • 模拟信号数字化

信号处理

离散时间信号与系统

为什么要处理信号

  • 信号是信息的承载者
  • 有用信号和不需要的信号
  • 提取，增强，存储和传输有用信息

信号是如何处理的

  • 模拟信号处理
  • 数字信号处理

信号处理的目的

  • 分析，变换，综合，估计和识别信号

数字信号的表示

  • 有限精度的数字序列

信号的分类

  • 一维信号：仅有一个自变量的信号好
  • 多维信号：有两个以上自变量的信号
  1. 模拟信号（连续信号）
  • 幅度和时间都是连续的
  1. 数字信号
  • 幅度和时间都是离散的
  1. 时间离散信
  2. 幅度离散信号

DSP 和 ASP

  • DSP：digital singal processing
    用数值计算的方法处理信号
  • ASP：analogue signal processing
    用模拟器件进行信号处理

数字信号处理的特点

  1. 灵活性
    • 系统性能容易改变
    • 可以时分复用，一套系统可分时处理多路信号
    • 可以实现智能系统的功能
  2. 高精度和高稳定性
    • 高精度：8位，16位，32位甚至64位
    • 高稳定性：与芯片制造技术有关。
  3. 便于大规模集成
    • 数字的原件具有规范性，模拟电路的电容，电感很难实现稳定。而数字系统的参数是设定好的。
  4. 可实现模拟系统无法实现的诸多功能

数字信号处理的应用

  • 信号选频
  • 语音信号处理
  • 信号预测
  • 图像处理
  • 移动通信
    • 5g技术，视频通话
  • 家用电器
  • 军事领域
    • 雷达，声呐
  • 模式识别

两类DSP

  1. 信号分析
  • 信号特性测量
  • 谱（频率或相位）分析
  • 目标检测，校验和识别
  1. 信号滤波
  • 选频滤波
  • 消除噪声
  • 频带分离

数字信号处理的实现

  • 软件处理数值运算实现
  • 软硬件混合的数字信号处理系统实现

数字信号处理主要涉及的理论，技术

  1. 离散时间信号及运算
  2. 傅里叶变换，z变换和离散傅里叶变换
  3. 滤波器设计

信号与系统课程和数字信号处理对比

信号与处理 数字信号处理
连续时间信号时域分析 离散时间信号时域分析
函数傅里叶变换（频域） 序列傅里叶变换（频域）
拉普拉斯变换（复频域） z变换（z域）
连续系统设计 离散系统分析与设计

时域离散信号

  • 对模拟信号 x a x_a xa​(t)进行等间隔采样，采样间隔为T，得到一个有序的数字序列 x a x_a xa​(nt),其中n取整数，该数字序就是时域离散信号，即
    在这里插入图片描述

序列的表示方法

  • 公式法
  • 集合法
    • 样值的顺序就是隐含的自变量n
    • 带下划线的表示集合元素中n=0的点的序列值
  • 图形法
    • 在短线的端点加圆点

常用的典型序列

  • 单位脉冲序列
    • 单位脉冲序列的移位和加权可以表示任意序列
  • 单位阶跃序列
    • 从n=0开始
  • 矩形序列
    • 任意 R N R_N RN​(n),最后一个样值的n值为N-1
  • 实指数序列
  • 复指数序列
    • 实部
    • 虚部
  • 正弦序列
  • 周期序列

序列运算

  • 和运算和积运算
    • 序列的运算都是不进位
  • 移位
    • 延时（右移）
    • 超前（左移）
  • 翻转
  • 尺度变换

时域离散系统

线性时不变系统

  • 线性系统
    定义：系统的输入输出之间满足线性叠加性原理的系统
    数字信号处理学习笔记_第1张图片

数字信号处理学习笔记_第2张图片

  • 时不变系统
    定义：系统对于输入信号的运算关系在整个过程中不随时间变化
    数字信号处理学习笔记_第3张图片
    数字信号处理学习笔记_第4张图片

  • 线性时不变系统
    定义：同时满足线性和时不变特性的系统

卷积和的求解

  • 解析法
    • 带公式
  • 图解法
    • 右移，对位相乘

序列卷积的运算规律

  • 交换律
  • 结合律
  • 分配律

系统的因果性和稳定性

  • 因果性
    定义：系统的输出不发生在输入之前
    线性时不变系统具有因果性的充要条件：系统的单位脉冲满足当n<0，h(n)=0,即对于一个线性系统，其因果性就是在输入序列作用与系统前，系统储能（初始值）为零

  • 稳定性

  • 定义：对有界输入系统产生的输出也是有界的
    线性时不变系统稳定的充要条件：系统的单位脉冲响应应绝对可和

时域离散系统的数学模型

  1. 时域离散系统的基本的单元——D延时
    常系数差分方程的解法
  • 经典法
  • 递推法
  • Z变换法

模拟信号数字化

模拟信号——>信源编码——>数字信号

  • 信源编码
    • 采样
    • 量化
    • 编码
      采样定理（奈奎斯特定理）：最低采样频率必须是信号频率的两倍，采样频率 Ω s Ω_s Ωs​≥2 Ω c Ω_c Ωc​（采样周期）可以唯一恢复远信号

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  • [科技与项目]工作流厂商的战略机遇期 comsci 工作流
          在新的战略平衡形成之前，这里有一个短暂的战略机遇期，只有大概最短6年，最长14年的时间，这段时间就好像我们森林里面的小动物，在秋天中，必须抓紧一切时间存储坚果一样，否则无法熬过漫长的冬季。。。。         在微软，甲骨文，谷歌，IBM,SONY
  • 过度设计-举例 cuityang 过度设计
    过度设计，需要更多设计时间和测试成本，如无必要，还是尽量简洁一些好。 未来的事情，比如 访问量，比如数据库的容量，比如是否需要改成分布式  都是无法预料的 再举一个例子，对闰年的判断逻辑： 　　1、 if($Year%4==0) return True; else return Fasle; 　　2、if (   ($Year%4==0  &am
  • java进阶，《Java性能优化权威指南》试读 darkblue086 java性能优化
    记得当年随意读了微软出版社的.NET 2.0应用程序调试，才发现调试器如此强大，应用程序开发调试其实真的简单了很多，不仅仅是因为里面介绍了很多调试器工具的使用，更是因为里面寻找问题并重现问题的思想让我震撼，时隔多年，Java已经如日中天，成为许多大型企业应用的首选，而今天，这本《Java性能优化权威指南》让我再次找到了这种感觉，从不经意的开发过程让我刮目相看，原来性能调优不是简单地看看热点在哪里，
  • 网络学习笔记初识OSI七层模型与TCP协议 dcj3sjt126com 学习笔记
      协议：在计算机网络中通信各方面所达成的、共同遵守和执行的一系列约定 　　计算机网络的体系结构：计算机网络的层次结构和各层协议的集合。 　　两类服务： 　　面向连接的服务通信双方在通信之前先建立某种状态，并在通信过程中维持这种状态的变化，同时为服务对象预先分配一定的资源。这种服务叫做面向连接的服务。 　　面向无连接的服务通信双方在通信前后不建立和维持状态，不为服务对象
  • mac中用命令行运行mysql dcj3sjt126com mysqllinuxmac
    参考这篇博客：http://www.cnblogs.com/macro-cheng/archive/2011/10/25/mysql-001.html  感觉workbench不好用（有点先入为主了）。 1，安装mysql 在mysql的官方网站下载 mysql 5.5.23 http://www.mysql.com/downloads/mysql/，根据我的机器的配置情况选择了64
  • MongDB查询（1）——基本查询[五] eksliang mongodbmongodb 查询mongodb find
    MongDB查询 转载请出自出处：http://eksliang.iteye.com/blog/2174452 一、find简介 MongoDB中使用find来进行查询。 API:如下 function ( query , fields , limit , skip, batchSize, options ){.....}  参数含义： query:查询参数 fie
  • base64，加密解密 经融加密，对接 y806839048 经融加密对接
    String data0 = new String(Base64.encode(bo.getPaymentResult().getBytes(("GBK")))); String data1 = new String(Base64.decode(data0.toCharArray()),"GBK"); // 注意编码格式，注意用于加密，解密的要是同
  • JavaWeb之JSP概述 ihuning javaweb
      什么是JSP？为什么使用JSP？ JSP表示Java Server Page，即嵌有Java代码的HTML页面。使用JSP是因为在HTML中嵌入Java代码比在Java代码中拼接字符串更容易、更方便和更高效。   JSP起源    在很多动态网页中，绝大部分内容都是固定不变的，只有局部内容需要动态产生和改变。  如果使用Servl
  • apple watch 指南 啸笑天 apple
    1. 文档 WatchKit Programming Guide（中译在线版 By @CocoaChina） 译文 译者 原文 概览 - 开始为 Apple Watch 进行开发 @星夜暮晨 Overview - Developing for Apple Watch 概览 - 配置 Xcode 项目 - Overview - Configuring Yo
  • java经典的基础题目 macroli java编程
    1.列举出 10个JAVA语言的优势 a:免费，开源，跨平台(平台独立性)，简单易用，功能完善，面向对象，健壮性，多线程，结构中立，企业应用的成熟平台, 无线应用 2.列举出JAVA中10个面向对象编程的术语 a:包，类，接口，对象，属性，方法，构造器，继承，封装，多态，抽象，范型 3.列举出JAVA中6个比较常用的包 Java.lang;java.util;java.io;java.sql;ja
  • 你所不知道神奇的js replace正则表达式 qiaolevip 每天进步一点点学习永无止境纵观千象regex
    var v = 'C9CFBAA3CAD0'; console.log(v); var arr = v.split(''); for (var i = 0; i < arr.length; i ++) { if (i % 2 == 0) arr[i] = '%' + arr[i]; } console.log(arr.join('')); console.log(v.r
  • [一起学Hive]之十五-分析Hive表和分区的统计信息(Statistics) superlxw1234 hivehive分析表hive统计信息hive Statistics
    关键字：Hive统计信息、分析Hive表、Hive Statistics   类似于Oracle的分析表，Hive中也提供了分析表和分区的功能，通过自动和手动分析Hive表，将Hive表的一些统计信息存储到元数据中。   表和分区的统计信息主要包括：行数、文件数、原始数据大小、所占存储大小、最后一次操作时间等；   14.1 新表的统计信息 对于一个新创建
  • Spring Boot 1.2.5 发布 wiselyman spring boot
        Spring Boot 1.2.5已在7月2日发布，现在可以从spring的maven库和maven中心库下载。   这个版本是一个维护的发布版，主要是一些修复以及将Spring的依赖提升至4.1.7(包含重要的安全修复)。   官方建议所有的Spring Boot用户升级这个版本。   项目首页 | 源
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