数字信号处理PPT优质PPT.ppt

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4、离散时间信号处理（第二版）离散时间信号处理（第二版），A.V.奥本海姆，奥本海姆，R.W.谢弗，谢弗，J.R.巴克，刘树棠，黄建国译，西安交通大学巴克，刘树棠，黄建国译，西安交通大学出版社，出版社，2001。

2教学大纲要求教学大纲要求课程安排&

考核方式安排安排总学时：

总学时：

48（40理论理论8上机）上机）要求同学们加强复习，及时做作业，上机前做好预习，要求同学们加强复习，及时做作业，上机前做好预习，做预习报告，提高上机学习效率！

做预习报告，提高上机学习效率！

考核考核平时：

平时：

20%（考勤作业）（考勤作业）实验：

实验：

30%（综合上机练习）（综合上机练习）期末闭卷：

期末闭卷：

50%3答疑时间：

答疑时间：

周三上午周三上午3434节课，节课，A505A505QQQQ：

371255635371255635电话：

电话：

1345093274113450932741课堂讲授内容：

课堂讲授内容：

教学内容教学内容1-7章章其中其中2.3、2.4、3.1.3、3.1.4、3.3、3.4、4.3、4.4不讲不讲第第6章主要讲章主要讲6.3、6.4,其余不讲其余不讲第第7章主要讲章主要讲7.1、7.2,其余不讲其余不讲4绪论绪论信号信号系统系统信号处理信号处理5信号的描述信号的描述物理上：

物理上：

信号是信息寄寓变化的形式信号是信息寄寓变化的形式数学上：

数学上：

信号是一个或多个变量的函数信号是一个或多个变量的函数或或序列序列形态上：

信号表现为一种波形形态上：

信号表现为一种波形自变量：

时间、位移、周期、频率、幅度、自变量：

时间、位移、周期、频率、幅度、相位相位信号信号6信号信号信息的物理表现形式信息的物理表现形式/传递信息的函数传递信息的函数一维信号：

声音信号，一维时间信号一维信号：

声音信号，一维时间信号二维信号：

灰白图像二维信号：

灰白图像多维信号：

彩色图像多维信号：

彩色图像7信号的信号的分类分类确定信号：

信号可以用一个确定的时间函数确定信号：

信号可以用一个确定的时间函数（或序列）表示。

（或序列）表示。

随机信号：

信号在任意时刻由于某些随机信号：

信号在任意时刻由于某些“不确不确定性定性”或或“不可预知性不可预知性”的因素而造成信号的因素而造成信号无法用一个确定的时间函数（或序列）表示。

无法用一个确定的时间函数（或序列）表示。

信号信号8信号的信号的分类分类周期信号：

定义在（周期信号：

定义在（-，）区间，每隔一）区间，每隔一定时间定时间T（或整数（或整数N），按相同规律重复变），按相同规律重复变化的信号。

化的信号。

非周期信号：

信号信号9信号的信号的分类分类实信号：

函数值是实数实信号：

函数值是实数复信号：

函数值是复数复信号：

函数值是复数信号信号10信号的信号的分类分类连续连续时间时间信号：

在连续时间范围内（信号：

在连续时间范围内（-t）有）有定义的信号（定义域是连续的，值域可以不连续）。

定义的信号（定义域是连续的，值域可以不连续）。

离散离散时间时间信号：

仅在一些离散的瞬间才有定义的信号：

仅在一些离散的瞬间才有定义的信号信号。

数字信号：

信号的自变量和函数值均取离散值。

什么是数字信号？

与连续时间信号、离散时间信号的区别？

信号信号11时间幅度连续时间信号连续连续离散时间信号离散连续数字信号离散量化（离散）信号信号12系统系统将信号进行处理（或变换）以达到人们要将信号进行处理（或变换）以达到人们要求的各种设备。

系统可以是硬件的，也可求的各种设备。

系统可以是硬件的，也可以是软件编程实现的以是软件编程实现的连续时间信号系统（模拟系统）连续时间信号系统（模拟系统）离散时间信号系统（离散系统）离散时间信号系统（离散系统）数字信号系统数字信号系统13信号处理信号处理信号处理是研究用系统对含有信息的信号处理是研究用系统对含有信息的信号进行处理（变换）以获得人们所信号进行处理（变换）以获得人们所希望的信号，从而达到提取信息，便希望的信号，从而达到提取信息，便于利用的一门学科。

于利用的一门学科。

模拟信号处理模拟信号处理数字信号处理数字信号处理14信号处理信号处理简单地说，数字信号处理就是用数值简单地说，数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行处理，这里计算的方法对信号进行处理，这里“处理处理”的实质是的实质是“运算运算”，处理对象，处理对象则包括模拟信号和数字信号。

则包括模拟信号和数字信号。

DigitalSignalProcessing15连续系统离散系统CRxa（t）ya（t）延时x（n）y（n）a16A/D变换器通用或专用计算机预滤波D/A变换器模拟低通滤波器模拟信号数字信号模拟信号数字信号处理系统连续时间信号连续时间信号存在量化过程17数字信号处理（数字信号处理（DSPDSP）DigitalSignalProcessingDigitalSignalProcessingDSPDSP系统实现方法系统实现方法优点优点缺点缺点应用应用软件实现法灵活方便速度慢教学科研硬件实现法速度快不灵活DSP芯片法灵活方便速度快应用广泛18DSPDSP的特点和应用的特点和应用处理对象：

处理对象：

处理方式：

19DSPDSP的特点和应用的特点和应用DSP的特点的特点高灵活性高精度高稳定性易大规模集成、时分复用、可获高性能指标等。

应用最快，成效最显著的一门学科20DSPDSP的特点和应用的特点和应用模拟系统数字系统灵活性修改硬件设计或调整硬件参数改变软件设置精度元器件精度A/D的位数、计算机字长、算法可靠性受环境影响可靠性好大规模集成不利于集成DSP体积小，功能强，有利于集成21作业作业什么是数字信号？

数字信号与离散信号的区别与联系数字信号与离散信号的区别与联系？

（大于？

（大于40字）字）预习预习1.2和和1.3的前部分。

的前部分。

22第第11章章时域离散信号和时域离散系统时域离散信号和时域离散系统理解信号数字处理的基本原理、数字信理解信号数字处理的基本原理、数字信号处理的应用及研究内容。

掌握离散信号处理的应用及研究内容。

掌握离散信号号-序列的产生及描述，掌握离散（数序列的产生及描述，掌握离散（数字）系统的表示字）系统的表示-差分方程及系统时域差分方程及系统时域卷积分析方法。

卷积分析方法。

教学难点：

离散系统的表示方法教学难点：

离散系统的表示方法23时域离散信号的表示方法时域离散信号的表示方法公式表示法图形表示法集合符号表示法24n常用的典型序列1、单位采样序列单位采样序列2、单位阶跃序列单位阶跃序列3、矩形序列矩形序列4、实指数序列实指数序列5、正弦序列正弦序列6、复指数序列复指数序列7、周期序列周期序列251、单位采样序列262、单位阶跃序列272、单位阶跃序列有n或k均表示序列，其余字母一般表示一个数信号相加（乘）是指对应横坐标相加（乘）数相加信号相加283、矩形序列294、实指数序列305、正弦序列模拟正弦信号：

数字域频率是模拟角频率对采样频率的归一化频率数字域频率是模拟角频率对采样频率的归一化频率重要！

重要！

316、复指数序列、复指数序列当时x（n）的实部和虚部分别是余弦和正弦序列。

注：

正弦序列与复指数序列均是以注：

正弦序列与复指数序列均是以2为周期，所为周期，所以在数字频域考虑问题时取数字频域的主值区间以在数字频域考虑问题时取数字频域的主值区间327、周期序列、周期序列若对所有n存在一个最小的正整数N，满足则称序列x（n）是周期性序列，周期为N。

例:

因此，x（n）是周期为8的周期序列33n一般正弦序列的周期性讨论34不是周期序列35序列加法：

序列加法：

两两序序列列x1（n）、x2（n）的的和和是是指指同同序序号号n的的序序列列值值逐逐次次对对应应相相加加而而构构成成一一个个新新的的序序列列z（n）。

序列乘法：

两序列乘法：

两序序列列相相乘乘是是指指同同序序号号（n）的的序序列列值值逐逐项项对对应应相相乘。

乘。

序列的移位、翻转序列的移位、翻转36序列的尺度变换如如果果序序列列为为x（n）,则则x（m*n）是是x（n）序列每隔序列每隔m点取一个点形成的，点取一个点形成的，相当于时间轴相当于时间轴n压缩了压缩了m倍。

当倍。

当m=2时，其波形如图时，其波形如图：

37序列的单位脉冲序列表示数值还是序列数值还是序列38时域离散系统时域离散系统线性系统：

系统的输入、输出之间满足线性叠加原理的系统。

39时域离散系统时域离散系统线性系统：

例：

下面两个系统是不是线性时不变系统？

40线性时不变系统及其输入与输出之间线性时不变系统及其输入与输出之间的关系的关系卷积：

41卷积计算卷积计算图解法42卷积计算卷积计算图解法x（m）1111h（m）1111h（-m）1111y（0）=1h（1-m）1111y

（1）=2h（2-m）1111y

（2）=3h（3-m）1111y（3）=4h（4-m）1111y（4）=3h（5-m）1111y（5）=2h（6-m）1111y（6）=143解析法求卷积例：

已知x（n）和h（n）分别为：

和试求x（n）和h（n）的线性卷积。

解：

参看下图，分段考虑如下：

（1）对于n4，且n-60，即46，且n-64，即64，即n10时：

4445综合以上结果，y（n）可归纳如下：

46卷积的性质：

交换律、结合律卷积的性质：

交换律、结合律47卷积的性质：

分配律卷积的性质：

分配律48系统的因果性系统的因果性因果性：

如果系统因果性：

如果系统n时刻的输出只取决于时刻的输出只取决于n时刻以及时刻以及n时刻以前的输入序列，而和时刻以前的输入序列，而和n时刻后的输入序列无关。

时刻后的输入序列无关。

充要条件：

hn=0n049系统的稳定性系统的稳定性稳定性：

输入有界，系统输出也有界。

稳定性：

数值还是序列50例、已知一个线性非移变系统的单位取样响应为讨论其因果性和稳定性。

解

（1）因果性

（2）稳定性因为在n2