文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 数字信号处理知识点大纲第七章

数字信号处理知识点大纲第七章

数字信号处理知识点大纲第七章
数字信号处理知识点大纲第七章

第七章有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波

器的设计方法

7.1引言

7.2线性相位FIR滤波器的特点

一、线性相位条件

图7.1 h(n)偶对称

(a) N为奇数;(b) N为偶数

2

数字信号处理教程(第三版)

图7.2 h(n)奇对称

(a) N为奇数;(b) N为偶数

二、线性相位FIR滤波器频率响应的特点

1. h(n)偶对称

2. h(n)奇对称

图7.3 h(n)偶对称时的线性相位特性

图7.4 h(n)奇对称时的90°相移线性相位特性

三、幅度函数的特点

1. h(n)偶对称,N为奇数

2. h(n)偶对称,N为偶数

3. h(n)奇对称,N为奇数

4. h(n)奇对称,N为偶数

数字信号处理教程(第三版) 3

四、零点位置

4

数字信号处理教程(第三版)

图7.5线性相位FIR滤波器的零点位置图

图7.6线性相位FIR滤波器的级联型结构

7.3窗函数设计法

一、设计方法

图7.7理想矩形幅频特性的hd(n)和Hd(ω)以及矩形窗函数序列的w(n)=RN(n)及WR(ω)

数字信号处理教程(第三版) 5

图7.8矩形窗的卷积过程

二、各种窗函数

1. 矩形窗

2. 巴特列特(Bartlett)窗(又称三角形窗)

3. 汉宁(Hanning)窗(又称升余弦窗)

图7.9汉宁(Hanning)窗谱

4. 海明(Hamming)窗(又称改进的升余弦窗)

5. 布拉克曼(Blackman)窗(又称二阶升余弦窗)

6

数字信号处理教程(第三版)

图7.10设计有限长单位冲激响应滤波器常用的几种窗函数

数字信号处理教程(第三版) 7

图7.11图7.10的各种窗函数的傅里叶变换(N=51)

(a) 矩形窗;(b) 巴特列特窗(三角形窗);

(c) 汉宁窗;(d) 海明窗;(e) 布拉克曼窗

8

数字信号处理教程(第三版)

图7.12理想低通滤波器加窗后的幅度响应(N=51)

(a) 矩形窗;(b) 巴特列特窗(三角形窗);

(c) 汉宁窗;(d) 海明窗;(e) 布拉克曼窗

6. 凯泽(Kaiser)窗

数字信号处理教程(第三版) 9

图7.13凯泽窗函数

三、窗函数法的设计步骤

四、窗函数法计算中的主要问题

五、线性相位FIR低通滤波器的设计

10

数字信号处理教程(第三版)

图7.14例7.1要求的模拟

图7.15例7.1设计出的线性相位FIR低通滤波器幅频特性(海明窗,N=33)

六、线性相位FIR高通滤波器的设计

七、线性相位FIR带通滤波器的设计

八、线性相位FIR数字带阻滤波器的设计

九、线性相位数字线性差分器的设计

十、线性相位90°移相器(离散希尔伯特(Hilbert)变换器)的设计

7.4频率抽样设计法

图7.16频率抽样的响应

一、线性相位的约束

二、频率抽样的两种方法

数字信号处理教程(第三版) 11

图7.17两种频率抽样(Ⅰ型,Ⅱ型)

三、线性相位第一种频率抽样

四、线性相位第二种频率抽样

五、过渡带抽样的优化设计

图7.18加过渡抽样点(过渡带)

(a) 一点过渡带;(b) 二点过渡带;(c) 三点过渡带

12

数字信号处理教程(第三版)

图7.19频率抽样法设计低通滤波器例子

(a) |Hd(ejω)|和|H(k)|(N=33);(b) 设计结果

图7.20增加过渡带非零抽样值及其影响

(a) 要求的频率响应|Hd(ejω)|及其抽样|H(k)|;(b) 设计结果

数字信号处理教程(第三版) 13

图7.21增加抽样点数N及过渡带频率抽样值的情况

(a) 要求的频率响应|Hd(ejω)|及其抽样|H(k)|;(b) 设计结果

7.5设计FIR滤波器的最优化方法

一、均方误差最小准则

二、最大误差最小化准则

14

数字信号处理教程(第三版)

图7.22低通数字滤波器的一致逼近

数字信号处理教程(第三版) 15

图7.23最佳线性相位FIR滤波器设计算法框图

图7.24瑞米兹交换算法流程图

16

数字信号处理教程(第三版)

图7.25不产生混叠现象的L值的示意图

数字信号处理教程(第三版) 17 7.6 IIR与FIR数字滤波器的比较

习题

18

数字信号处理教程(第三版)

数字信号处理教程(第三版) 19

20

数字信号处理教程(第三版)

《数字信号处理》考试大纲-11-22

《数字信号处理》考试大纲 一、考试科目基本要求及适用范围概述 本《数字信号处理》考试大纲适用于电子信息、通信工程等专业的考试。课程总体情况 一、离散时间信号与系统 1.理解序列的概念及几种典型序列,掌握序列的运算,掌握线性卷积过程,会判断序列的周期性 2.什么样的系统是线性/移不变/因果/稳定系统?什么样的LSI系统是因果/稳定系统?理解概念且会判断 3.理解常系数线性差分方程 4.理解对连续时间信号抽样后引起的频谱变化,掌握奈奎斯特抽样定理 二、z变换 1.会求z变换及其收敛域,因果序列的概念及判断 2.会求z反变换(任意方法) 3.理解z变换的主要性质 4.理解z变换与Laplace/Fourier变换的关系 5.理解序列的Fourier变换及对称性质 6.何为系统函数、频率响应?系统函数与差分方程的互求,因果/稳定系统的收敛域 三、离散Fourier变换 1.Fourier变换的几种形式 2.了解周期序列的DFS及性质,理解周期卷积过程 3.理解DFT及性质,掌握圆周移位、共轭对称性,掌握圆周卷积、线性卷积及两者之间的关系 4.了解频域抽样理论 5.理解频谱分析过程 6.了解序列的抽取与插值过程 四、FFT

1.理解DIT和DIF的基-2FFT算法原理、运算流图、所需计算量 2.理解IFFT方法 3.了解CZT算法 4.了解线性卷积的FFT算法及分段卷积方法 五、时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法——数字滤波器的基本结构 1.掌握IIR滤波器的四种基本结构 2.理解FIR滤波器的直接型、级联型、线性相位结构,了解频率抽样型结构 六、IIR数字滤波器的设计 1.理解全通系统的特点及应用 2.掌握冲激响应不变法和双线性变换法 3.掌握Chebyshev滤波器的特点 4.了解利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器的设计过程 5.了解利用频带变换法设计各种类型数字滤波器的方法 七、FIR数字滤波器的设计 1.掌握线性相位FIR数字滤波器的特点 2.理解窗函数设计法 3.了解频率抽样设计法 4.理解IIR与FIR数字滤波器的比较 ************* 二、考试评分 主观题+客观题共100分,题目形式为填空选择题、选择题、判断题、问答题、计算题(画图)。 三、考试内容:

数字信号处理复习题及参考答案

数字信号处理期末复习题 一、单项选择题(在每个小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内,每小题1分,共20分) 1.要从抽样信号不失真恢复原连续信号,应满足下列条件的哪几条( ① )。 (Ⅰ)原信号为带限 (Ⅱ)抽样频率大于两倍信号谱的最高频率 (Ⅲ)抽样信号通过理想低通滤波器 ①.Ⅰ、Ⅱ②.Ⅱ、Ⅲ ③.Ⅰ、Ⅲ④.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 2.在对连续信号均匀采样时,若采样角频率为Ωs,信号最高截止频率为Ωc,则折叠频率为( ④ )。 ①Ωs②.Ωc ③.Ωc/2④.Ωs/2 3.若一线性移不变系统当输入为x(n)=δ(n)时输出为y(n)=R3(n),则当输入为u(n)-u(n-2)时输出为( ② )。 ①.R3(n) ②.R2(n) ③.R3(n)+R3(n-1) ④.R2(n)-R2(n-1) 4.已知序列Z变换的收敛域为|z|>1,则该序列为( ② )。 ①.有限长序列②.右边序列 ③.左边序列④.双边序列 5.离散系统的差分方程为y(n)=x(n)+ay(n-1),则系统的频率响应( ③ )。 ①当|a|<1时,系统呈低通特性 ②.当|a|>1时,系统呈低通特性 ③.当0

6.序列x(n)=R5(n),其8点DFT记为X(k),k=0,1,…,7,则X(0)为( ④ )。 ①.2 ②.3 ③.4 ④.5 7.下列关于FFT的说法中错误的是( ① )。 ①.FFT是一种新的变换 ②.FFT是DFT的快速算法 ③.FFT基本上可以分成时间抽取法和频率抽取法两类 ④.基2 FFT要求序列的点数为2L(其中L为整数) 8.下列结构中不属于FIR滤波器基本结构的是( ③ )。 ①.横截型②.级联型 ③.并联型④.频率抽样型 9.已知某FIR滤波器单位抽样响应h(n)的长度为(M+1),则在下列不同特性的单位抽样响应中可以用来设计线性相位滤波器的是( ① )。 ①.h[n]=-h[M-n] ②.h[n]=h[M+n] ③.h[n]=-h[M-n+1] ④.h[n]=h[M-n+1] 10.下列关于用冲激响应不变法设计IIR滤波器的说法中错误的是( ④ )。 ①.数字频率与模拟频率之间呈线性关系 ②.能将线性相位的模拟滤波器映射为一个线性相位的数字滤波器 ③.容易出现频率混叠效应 ④.可以用于设计高通和带阻滤波器 11.利用矩形窗函数法设计FIR滤波器时,在理想特性的不连续点附近形成的过滤带的宽度近似等于( ① )。 ①.窗函数幅度函数的主瓣宽度 ②.窗函数幅度函数的主瓣宽度的一半

数字信号处理期末重点复习资料

1、对模拟信号(一维信号,是时间的函数)进行采样后,就是 离散 信号,再进行幅度量化后就是 数字信号。 2、若线性时不变系统是有因果性,则该系统的单位取样响应序列h(n)应满足的充分必要条件是 当n<0时,h(n)=0 。 3、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 单位圆 的N 点等间隔采样。 4、)()(5241n R x n R x ==,只有当循环卷积长度L ≥8 时,二者的循环卷积等于线性 卷积。 5、已知系统的单位抽样响应为h(n),则系统稳定的充要条件是 ()n h n ∞ =-∞ <∞∑ 6、用来计算N =16点DFT ,直接计算需要(N 2)16*16=256_次复乘法,采用基2FFT 算法,需要__(N/2 )×log 2N =8×4=32 次复乘法。 7、无限长单位冲激响应(IIR )滤波器的基本结构有直接Ⅰ型,直接Ⅱ型,_级联型_和 并联型_四种。 8、IIR 系统的系统函数为)(z H ,分别用直接型,级联型,并联型结构实现,其中 并联型的运算速度最高。 9、数字信号处理的三种基本运算是:延时、乘法、加法 10、两个有限长序列 和 长度分别是 和 ,在做线性卷积后结果长度是 __N 1+N 2-1_。 11、N=2M 点基2FFT ,共有 M 列蝶形,每列有N/2 个蝶形。 12、线性相位FIR 滤波器的零点分布特点是 互为倒数的共轭对 13、数字信号处理的三种基本运算是: 延时、乘法、加法 14、在利用窗函数法设计FIR 滤波器时,窗函数的窗谱性能指标中最重要的是___过渡带宽___与__阻带最小衰减__。 16、_脉冲响应不变法_设计IIR 滤波器不会产生畸变。 17、用窗口法设计FIR 滤波器时影响滤波器幅频特性质量的主要原因是主瓣使数字滤波器存在过渡带,旁瓣使数字滤波器存在波动,减少阻带衰减。 18、单位脉冲响应分别为 和 的两线性系统相串联,其等效系统函数时域及频域表 达式分别是h(n)=h1(n)*h2(n), =H1(ej ω)×H2(ej ω)。 19、稳定系统的系统函数H(z)的收敛域包括 单位圆 。 20、对于M 点的有限长序列x(n),频域采样不失真的条件是 频域采样点数N 要大于时域采样点数M 。

数字信号处理知识点总结

《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 (一) 离散时间信号 (1)基本概念 信号:信号传递信息的函数也是独立变量的函数,这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号:在某个时间区间,除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号:是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号:时间上不连续,幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号:幅度量化,时间和幅度均不连续。 (2)基本序列(课本第7——10页) 1)单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2)单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3)矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4)实指数序列 ()n a u n 5)正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6)复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= (3)周期序列 1)定义:对于序列()x n ,若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列,记为()x n ,N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定(课本第10页) 2)周期序列的表示方法: a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3)周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列,以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加,即可得到周期序列()x n ,即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时,()()()N x n x n R n = 当L N <时,()()()N x n x n R n ≠ (4)序列的分解 序列共轭对称分解定理:对于任意给定的整数M ,任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和,即

733数字信号处理课程设计9版大纲樊洪斌

《数字信号处理课程设计》大纲 课程编号: 07050033 课程名称:数字信号处理课程设计 英文名称:Digital Signal Processing 课程类型: 专业任选课 学时:12学时 学分:0.5学分 适用对象:通信工程 先修课程:高等数学、工程数学、复变函数、信号与系统 一、课程设计的性质及目的 <一)课程设计性质: 数字信号处理课程设计是在介绍典型的DSP处理器TMS320C54X的硬件系统、软件系统以及开发环境的基础上,通过逐步深入的方法,分次利用DSP系统资源

数字信号处理期末复习题

一、选择题 2、对于x(n)=n 21??? ??u(n)的Z 变换,( )。 A. 零点为z=21,极点为z=0 B. 零点为z=2 1 ,极点为z=2 C. 零点为z=21,极点为z=1 D. 零点为z=0,极点为z=21 3、()?? ? ??=n A n x π513sin 是一个以( )为周期的序列。 A. 16 B. 10 C. 14 D. 以上都不对,是一个非周期序列 6、序列()1+n δ的波形图为( )。 C B A 7、s 平面的虚轴对应z 平面的( )。 A. 单位圆内 B. 单位圆外 C. 正实轴 D. 单位圆上 8、关于快速傅里叶变换,下述叙述中错误的是( )。 A.相对离散傅里叶变换来说,它不是一种全新的算法 B.nk N W 具有对称、周期和可约性 C.每个蝶形运算的两个输出值仍放回到两个输入所在的存储器中,能够节 省存储单元 D.就运算量来说,FFT 相对DFT 并没有任何减少 9、下列关于FIR 滤波器的说法中正确的是( )。 A. FIR 滤波器不能设计成线性相位 B. 线性相位FIR 滤波器的约束条件是针对()h n C. FIR 滤波器的单位冲激响应是无限长的

D.不管加哪一种窗,对于FIR 滤波器的性能都是一样的 10、幅度量化、时间离散的的信号是( )。 A. 连续时间信号 B. 离散时间信号 C. 数字信号 D. 模拟信号 11、幅值连续、时间为离散变量的信号是( )。 A. 连续时间信号 B. 离散时间信号 C. 数字信号 D. 模拟信号 12、右面的波形图代表序列( )。 A. ()34-n R B. ()25+n R C. ()25-n R D. ()24-n R 13、序列()??? ??-=ππ6183cos n A n x 的周期为( )。 A. 16 B. 10 C. 14 D. 以上都不对,是一个非周期序列 14、从奈奎斯特采样定理得出,要使信号采样后能够不失真还原,采样频率f 与信号最高频率 f h 关系为:( )。 A. f ≤2f h B. f ≥2f h C. f ≥f h D. f ≤f h 16、无限长单位冲激响应(IIR )滤波器的结构是( )型的。 A. 非递归 B. 无反馈 C. 递归 D. 不确定 17、已知序列Z 变换的收敛域为|z |<1,则该序列为( )。 A.有限长序列 B. 左边序列 C. 右边序列 D.双边序列 18、下面说法中正确的是( )。 A. 连续非周期信号的频谱为周期连续函数 B. 连续周期信号的频谱为周期连续函数 C. 离散周期信号的频谱为周期连续函数 D. 离散非周期信号的频谱为周期连续函数 19、利用矩形窗函数法设计FIR 滤波器时,在理想频率特性的不连续点附近形 成的过滤带的宽度近似等于( )。

数字信号处理总结与-习题(答案

对模拟信号(一维信号,是时间的函数)进行采样后,就是 离散 信号,再进行幅度量化后就是 数字信号。2、若线性时不变系统是有因果性,则该系统的单位取样响应序列h(n)应满足的充分必要条件是 当n<0时,h(n)=0 。3、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 单位圆 的N 点等间隔采样。4、)()(5241 n R x n R x ==,只有 当循环卷积长度L ≥8 时,二者的循环卷积等于线性卷积。5、已知系统的单位抽样响应为h(n),则系统稳定的充要条件是 ()n h n ∞ =-∞ <∞ ∑ 6、用来计算N =16点DFT ,直接计算需要(N 2 )16*16=256_次复乘法,采用基2FFT 算法, 需要__(N/2 )×log 2N =8×4=32 次复乘法。7、无限长单位冲激响应(IIR )滤波器的基本结构有直接Ⅰ型,直接Ⅱ型,_级联型_和 并联型_四种。8、IIR 系统的系统函数为)(z H ,分别用直接型,级联型,并联型结构实现,其中 并 联型的运算速度最高。9、数字信号处理的三种基本运算是:延时、乘法、加法 10、两个有限长序列 和 长度分别是 和 ,在做线性卷积后结果长度是__N 1+N 2-1_。11、N=2M 点基2FFT ,共有 M 列蝶形, 每列有N/2 个蝶形。12、线性相位FIR 滤波器的零点分布特点是 互为倒数的共轭对 13、数字信号处理的三种基本运算是: 延时、乘法、加法 14、在利用窗函数法设计FIR 滤波器时,窗函数的窗谱性能指标中最重要的是___过渡带宽___与__阻带最小衰减__。16、_脉冲响应不变法_设计IIR 滤波器不会产生畸变。17、用窗口法设计FIR 滤波器时影响滤波器幅频特性质量的主要原因是主瓣使数字滤波器存在过渡带,旁瓣使数字滤波器存在波动,减少阻带衰减。18、单位脉冲响应分别为 和 的两线性系统相串联,其等效系统函数时域及频域表达式分别是h(n)=h 1(n)*h 2(n), =H 1(e j ω )× H 2(e j ω )。19、稳定系统的系统函数H(z)的收敛域包括 单位圆 。20、对于M 点的有限长序列x(n),频域采样不失真的条件是 频域采样点数N 要大于时域采样点数M 。 1、下列系统(其中y(n)为输出序列,x(n)为输入序列)中哪个属于线性系统?( y(n)=x(n 2 ) ) A.窗函数的截取长度增加,则主瓣宽度减小,旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状,与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状,通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法能用于设计FIR 高通滤波4、因果FIR 滤波器的系统函数H(z)的全部极点都在(z = 0 )处。6、已知某序列z 变换的收敛域为|z|<1,则该序列为(左边序列)。7、序列)1() (---=n u a n x n ,则)(Z X 的收敛域为(a Z <。8、在对连续信号均匀 采样时,要从离散采样值不失真恢复原信号,则采样周期T s 与信号最高截止频率f h 应满足关系(T s <1/(2f h ) ) 9、 )()(101n R n x =,)()(72n R n x =,用DFT 计算二者的线性卷积,为使计算量尽可能的少,应使DFT 的长度N 满足 (16=N )。10、线性相位FIR 滤波器有几种类型( 4) 。11、在IIR 数字滤波器的设计中,用哪种方法只适 合于片断常数特性滤波器的设计。(双线性变换法)12、下列对IIR 滤波器特点的论述中错误的是( C )。 A .系统的单位冲激响应h(n)是无限长的B.结构必是递归型的C.肯定是稳定的D.系统函数H(z)在有限z 平面(0<|z|<∞)上有极点 13、有限长序列h(n)(0≤n ≤N-1)关于τ= 2 1 -N 偶对称的条件是(h(n)=h(N-n-1))。14、下列关于窗函数设计法的说法中错误的是( D )。A.窗函数的截取长度增加,则主瓣宽度减小,旁瓣宽度减小 B.窗函数的旁瓣相对幅度取决于窗函数的形状,与窗函数的截取长度无关 C.为减小旁瓣相对幅度而改变窗函数的形状,通常主瓣的宽度会增加 D.窗函数法不能用于设计FIR 高通滤波器 15、对于傅立叶级数而言,其信号的特点是(时域连续非周期,频域连续非周期)。

数字信号处理复习大纲

数字信号处理复习大纲 绪 论 一、信号、系统和信号处理 要求掌握信号、系统和信号处理的概念。 二、数字信号处理的基本组成 图0-1 数字信号处理系统的简单方框图 要求掌握框图中各部分的作用。 第一章 离散时间信号与系统 1.1 离散时间信号——序列 一个离散时间信号是一个整数值变量n 的函数,表示为)(n x 或{)(n x }。线段的长短代表各序列值的大小,其中n 为整数时才有意义。 图1-1 离散时间信号)(n x 的图形表示 一、序列的运算 在数字信号处理中常常遇到序列的移位、翻褶、相加、相乘、累加、差分等运算。 1.序列的移位 )()(m n x n w -= 当m 为正时,则)(m n x -是指序列)(n x 逐项依次延时(右移)m 位而给出的一个新序列,当m 为负时,)(m n x -是指依次超前(左移)m 位。 2.序列的翻褶 )

如果序列为)(n x ,则)(n x -是以0=n 的纵轴为对称轴将序列)(n x 加以翻褶。 3.序列的和 两序列的和是指同序号n 的序列值逐项对应相加而构成的一个新序列,表示为 )()()(n y n x n z += 4.序列的乘积 两序列相乘是指同序号n 的序列值逐项对应相乘。表示为 )()()(n y n x n f = 5.序列的标乘 序列)(n x 的标乘是指)(n x 的每个序列值乘以常数c 。表示为 )()(n cx n f = 6.累加 设某序列为)(n x ,则)(n x 的累加序列)(n y 定义为 ∑-∞ == n k k x n y )()( 它表示)(n y 在某一个0n 上的值等于这一个0n 上 )(0n x 的值以及0n 以前所有n 值上的 )(n x 之和。 7.差分运算 前向差分 )()1()(n x n x n x -+=? 后向差分 )1()()(--=?n x n x n x 由此得出 )1()(-?=?n x n x 二、几种常用序列 1.单位脉冲序列)(n δ )(n δ=??? =, 00,1n n (1-1) 图1-4 )(n δ序列 图1-5 )(n u 序列 2.单位阶跃序列)(n u

数字信号处理复习总结-最终版

绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念 0.1信号、系统与信号处理 1?信号及其分类 信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。 分类: 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号按自变量与函数值的取值形式不同分类: 2?系统 系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3. 信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理。 0.2数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理, 而且也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 精选

PrF ADC DSP DAC PoF (1)前置滤波器 将输入信号X a(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。 (2)A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次X a(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 (3)数字信号处理器(DSP) (4)D/A变换器 按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步。 (5)模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号y a(t)。 0.3数字信号处理的特点 (1)灵活性。(2)高精度和高稳定性。(3)便于大规模集成。(4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4数字信号处理基本学科分支 数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术 ----- D igitalSignalProcessing 另一层是狭义的理解,为数字信号处理器----- DigitalSignalProcesso。 0.5课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法,包括:(1)离散傅里叶变换及其快速算法。(2)滤波理论(线性时不变离散时间系统,用于分离相加性组合的信号,要求信号 频谱占据不同的频段)。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”(AdvancedSignalProcessin)信号对象主要是随机信 号,主要内容是自适应滤波(用于分离相加性组合的信号,但频谱占据同一频段)和现代谱估计。 简答题: 1 ?按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型?

数字信号处理教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲 课程编号: 英文译名:Digital Signal Processing 适用专业:通信工程,电子信息工程,自动化 开课教研室:通信教研室 学分数:3 学时数:51 先修课程:信号与系统、电路分析、高等数学、 概率统计、积分变换、复变函数等 教材:《数字信号处理》(第三版)(丁玉美、高西全) 西安电子科技大学出版社 (普通高校“十一五”国家级规划教材) 参考书目: 1.丁玉美等,《数字信号处理》(第二版)西安电子科技大学出版社 2. 程佩青,《数字信号处理》(第二版)清华大学出版社 3. 胡广书, 《数字信号处理——理论、算法与实现》(第二版) 清华大学出版社,2003.8 4. 高西全等,《数字信号处理(第二版)学习指导》, 西安电子科技大学出版社,2001 一、本课程的性质、目的和任务 数字信号处理是用数字或符号的序列来表示信号,通过数字计算机去处理这

些序列,提取其中的有用信息。例如,对信号的滤波,增强信号的有用分量,削弱无用分量;或是估计信号的某些特征参数等。总之,凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计和识别等都是数字信号处理的研究对象。 数字信号处理课程是电子信息工程、通信工程和自动化等学科专业本科生必修的专业基础课程。本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT 理论及其快速算法FFT 、IIR 和FIR 数字滤波器的设计。通过本课程的学习使学生掌握利用DFT 理论进行信号谱分析,以及数字滤波器的设计原理和实现方法,为学生进一步学习有关信息、通信等方面的课程打下良好的理论基础。 二、教学要求 本课程是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习、仿真使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。以下是各章节知识要求: 1、绪论 (讲课1学时) 重点介绍数字信号处理的基本概念和特点,与传统的模拟技术相比存在哪些优点。数字信号处理的应用领域。 2、时域离散信号和时域离散系统(讲课6学时) 复习信号与系统的相关知识,引入离散时间信号、离散系统等概念,介绍线性卷积和差分方程等相关知识,为数字信号处理的学习打基础。 主要知识点要求: ⑴正确理解和区分模拟信号、时域离散信号和数字信号 ⑵掌握时域离散信号的三种表示方法:集合、公式、图形 ⑶掌握常用典型序列 :六种 ()()()()sin()(cos())n j n N n u n R n a u n A n A n e ωδωθωθ++ 周期序列 ⑷掌握正弦(包括余弦和复指数)序列的周期的计算方法:判断2πω/ ⑸理解如何将任意序列表示为单位采样序列的移位加权和 ⑹掌握序列的基本运算:加法和乘法、移位、翻转、尺度 ⑺能够正确判断时域离散系统的线性、时不变性、因果性、稳定性 ⑻正确理解并能熟练运用序列的线性卷积公式,掌握卷积的性质 服从交换律、结合律、分配率 ⑼能够用串、并联分系统的单位脉冲响应表示该系统的总单位脉冲响应 ⑽掌握用N 阶线性常系数差分方程表示系统的输入输出关系 ⑾了解用递推法求解差分方程 ⑿了解用递推法由差分方程求系统的单位脉冲响应 ⒀掌握采样定理的内容,理解推导方法 ()()()m x n x m n m δ∞=?∞ =?∑()()*()()()m y n x n h n x m h n m ∞ =?∞==?∑

数字信号处理复习大纲).doc

1如果信号的自变量和函数值都取连续值,则称这种信号为模拟信号或者称为时域连续信号,例如语言信号、温度信号等; 2如果自变量取离散值,而函数值取连续值,则称这种信号称为时域离散信号,这种信号通常来源于对模拟信号的采样; 3如果信号的自变量和函数值均取离散值,则称为数字信号。 4数字信号是幅度量化了的时域离散信号。 5如果系统n 时刻的输出只取决于n 时刻以及n 时刻以前的输入序列,而和n 时刻以后的输入序列无关,则称该系统为因果系统。 6线性时不变系统具有因果性的充分必要条件是系统的单位脉冲响应满足下式:_h(n)=0 , n<0。 7序列x (n )的傅里叶变换X (e j ω)的傅里叶反变换为: x (n )=IFT[X (e j ω)]=———————— 8序列x (n )的傅里叶变换X (e j ω)是频率的ω的周期函数,周期是2π。这一特点不同于模拟信号的傅里叶变换。 9序列x (n )分成实部与虚部两部分,实部对应的傅里叶变换具有共轭对称性,虚部和j 一起对应的傅里叶变换具有共轭反对称性。 10序列x (n )的共轭对称部分x e (n )对应着X (e j ω)的实部X R (e j ω),而序列x (n )的共轭反对称部分x o (n )对应着X (e j ω)的虚部(包括j)。 11时域离散信号的频谱也是模拟信号的频谱周期性延拓,周期为T F s s ππ22==Ω,因此由模拟信号进行采样得到时域离散信号时,同样要满足采样定理,采样频率必须大于等于模拟信号最高频率的2倍以上,否则也会差生频域混叠现象,频率混叠在Ωs/2附近最严重,在数字域则是在π附近最严重。

数字信号处理学习心得体会

数字信号处理学习心得 体会

数字信号处理学习心得 一、课程认识和内容理解 《数字信号处理》是我们通信工程和电子类专业的一门重要的专业基础课程,主要任务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法,通过建立数学模型和适当的数学分析处理,来展示这些理论和方法的实际应用。 数字信号处理技术正飞速发展,它不但自成一门学科,更是以不同形式影响和渗透到其他学科:它与国民经济息息相关,与国防建设紧密相连;它影响或改变着我们的生产、生活方式,因此受到人们普遍的关注。信息科学是研究信息的获取、传输、处理和利用的一门科学,信息要用一定形式的信号来表示,才能被传输、处理、存储、显示和利用,可以说,信号是信息的表现形式。这学期数字信号处理所含有的具体内容如下: 第一单元的课程我们深刻理解到时域离散信号和时域离散系统性质和特点;时域离散信号和时域离散系统时域分析方法;模拟信号的数字处理方法。 第二单元的课程我们理解了时域离散信号(序列)的傅立叶变换,时域离散信号Z变换,时域离散系统的频域分析。 第三单元的课程我们学习了离散傅立叶变换定义和性质,离散傅立叶变换应用——快速卷积,频谱分析。 第四单元的课程我们重点理解基 2 FFT算法——时域抽取法﹑频域抽取法,FFT的编程方法,分裂基FFT算法。 第五单元的课程我们学了网络结构的表示方法——信号流图,无限脉冲响

应基本网络结构,有限脉冲响应基本网络结构,时域离散系统状态变量分析法。 第六单元的课程我们理解数字滤波器的基本概念,模拟滤波器的设计,巴特沃斯滤波器的设计,切比雪夫滤波器的设计,脉冲响应不变法设计无限脉冲响应字数字滤波器,双线性变换法设计无限脉冲响应字数字滤波器,数字高通﹑带通﹑带阻滤波器的设计。 第七单元的课程我们学习了线性相位有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,窗函数法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,频率采样法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器 二、专业认识和未来规划 通信工程是一门工程学科,主要是在掌握通信基本理论的基础上,运用各种工程方法对通信中的一些实际问题进行处理。通过该专业的学习,可以掌握电话网、广播电视网、互联网等各种通信系统的原理,研究提高信息传送速度的技术,根据实际需要设计新的通信系统,开发可迅速准确地传送各种信息的通信工具等。 对于我们通信专业,我觉得是个很好的专业,现在这个专业很热门,这个专业以后就业的方向也很多,就业面很广。我们毕业以后工作,可以进入设备制造商、运营商、专有服务提供商以及银行等领域工作。当然,就业形势每年都会变化,所以关键还是要看自己。可以从事硬件方面,比如说PCB,别小看这门技术,平时我们在试验时制作的简单,这一技术难点就在于板的层数越多,要做的越稳定就越难,这可是非常有难度的,如果学好了学精了,也是非常好找工作的。也可以从事软件方面,这实际上要我们具备比较好的模电和数电的

数字信号复习大纲

数字信号处理复习大纲 第一章 离散信号和系统的时域分析 一、考核知识点: 1、时域离散信号分析:时域离散信号与模拟信号的关系,与数字信号的关系;常用的典型序列δ(n),u(n),R N (n),以及它们之间的关系;正弦序列,复指数序列,周期序列信号的特点,特别是周期序列中正弦序列周期性的判断;用单位采样序列来表示任意序列;序列的加法、乘法、翻转、移位等运算 2、时域离散系统分析:会判断一个系统的线性、移不变性质;线性时不变系统得输入输出之间的关系:线性时不变系统的输出等于输入序列和该系统的单位取样响应的卷积,以及线性卷积的计算方法;系统因果性、稳定性的判断条件(包括收敛域情况)。 3、时域离散系统的输入输出描述法:线性常系数差分方程;差分方程的表达形式 总结系统的时域和频域表达方法 第一章 离散信号和系统的频域分析 一、考核知识点: 1. 序列傅立叶变换的定义及性质:序列傅立叶变换的定义,逆变换的定义(及其计算);序列傅立叶变换存在的条件;序列傅里叶变换的性质:周期性(Periodic)、 线性 (Linearity )、 时移与频移(Time shifting and Frequency shifting )、时间反转(Time Reversal )、 频域微分(Differentiation in frequency )、帕斯维尔(Parseval)定理(Parseval’s Theorem )、 卷积定理(The Convolution Theorem )、 对称性 2、周期序列的傅立叶级数及傅立叶变换表示:领会理解傅立叶级数与傅立叶变换 3、序列的Z 变换:Z 变换的定义、存在条件、收敛域(不同序列的收敛域不同例如左边,右边);性质;三种方法求逆Z 变换(留数法、部分分式法、长 除法)(,因果稳定系统的判断条件,2523/1)(211---+--=z z z z H 零极点的判断, h(n)的求法**************)(p73 24题)

数字信号处理复习总结-最终版

绪论:本章介绍数字信号处理课程的基本概念。 0.1信号、系统与信号处理 1.信号及其分类 信号是信息的载体,以某种函数的形式传递信息。这个函数可以是时间域、频率域或其它域,但最基础的域是时域。 分类: 周期信号/非周期信号 确定信号/随机信号 能量信号/功率信号 连续时间信号/离散时间信号/数字信号 按自变量与函数值的取值形式不同分类: 2.系统 系统定义为处理(或变换)信号的物理设备,或者说,凡是能将信号加以变换以达到人们要求的各种设备都称为系统。 3.信号处理 信号处理即是用系统对信号进行某种加工。包括:滤波、分析、变换、综合、压缩、估计、识别等等。所谓“数字信号处理”,就是用数值计算的方法,完成对信号的处理。 0.2 数字信号处理系统的基本组成 数字信号处理就是用数值计算的方法对信号进行变换和处理。不仅应用于数字化信号的处理,而且

也可应用于模拟信号的处理。以下讨论模拟信号数字化处理系统框图。 (1)前置滤波器 将输入信号x a(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。 (2)A/D变换器 在A/D变换器中每隔T秒(抽样周期)取出一次x a(t)的幅度,抽样后的信号称为离散信号。在A/D 变换器中的保持电路中进一步变换为若干位码。 (3)数字信号处理器(DSP) (4)D/A变换器 按照预定要求,在处理器中将信号序列x(n)进行加工处理得到输出信号y(n)。由一个二进制码流产生一个阶梯波形,是形成模拟信号的第一步。 (5)模拟滤波器 把阶梯波形平滑成预期的模拟信号;以滤除掉不需要的高频分量,生成所需的模拟信号y a(t)。 0.3 数字信号处理的特点 (1)灵活性。(2)高精度和高稳定性。(3)便于大规模集成。(4)对数字信号可以存储、运算、系统可以获得高性能指标。 0.4 数字信号处理基本学科分支 数字信号处理(DSP)一般有两层含义,一层是广义的理解,为数字信号处理技术——DigitalSignalProcessing,另一层是狭义的理解,为数字信号处理器——DigitalSignalProcessor。 0.5 课程内容 该课程在本科阶段主要介绍以傅里叶变换为基础的“经典”处理方法,包括:(1)离散傅里叶变换及其快速算法。(2)滤波理论(线性时不变离散时间系统,用于分离相加性组合的信号,要求信号频谱占据不同的频段)。 在研究生阶段相应课程为“现代信号处理”(AdvancedSignalProcessing)。信号对象主要是随机信号,主要内容是自适应滤波(用于分离相加性组合的信号,但频谱占据同一频段)和现代谱估计。 简答题: 1.按自变量与函数值的取值形式是否连续信号可以分成哪四种类型? 2.相对模拟信号处理,数字信号处理主要有哪些优点? 3.数字信号处理系统的基本组成有哪些?

《数字信号处理》课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲 (10级) 编号:40023600 英文名称:Digital Signal Processing 适用专业:通信工程;电子信息工程 责任教学单位:电子工程系通信工程教研室 总学时:56 学分:3.5 考核形式:考试 课程类别:专业基础课 修读方式:必修 教学目的:数字信号处理是通信工程、电子信息工程专业的一门专业基础课,通过本课程的学习使学生建立数字信号处理的基本概念、掌握数字信号处理的基本理论、基本分析方法和数字滤波器的基本设计方法,具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力,了解数字信号处理的新方法和新技术。为学习后续专业课程和从事数字信号处理方面的研究工作打下基础。 主要教学内容及要求: 1.绪论 了解数字信号处理的特点,应用领域,发展概况和发展局势。 2.时域离散信号和时域离散系统 了解连续信号、时域离散信号和数字信号的定义和相互关系;掌握序列的表示、典型序列、序列的基本运算;掌握时域离散系统及其性质,掌握时域离散系统的时域分析,掌握采样定理、连续信号与离散信号的频谱关系。 3.时域离散信号和系统的频域分析 掌握序列的傅里叶变换(FT)及其性质;掌握序列的Z变换(ZT) 、Z变换的主要性质;掌握离散系统的频域分析;了解梳状滤波器,最小相位系统。 4.离散傅里叶变换(DFT) 掌握离散傅里叶变换(DFT)的定义,掌握DFT、ZT、FT、DFS之间的关系;掌握DFT的性质;掌握频域采样;掌握DFT的应用、用DFT计算线性卷积、用DFT分析信号频谱。 5.快速傅里叶变换(FFT) 熟悉DFT的计算问题及改进途经;掌握DIT-FFT算法及其编程思想;掌握IDFT的高效算法。 6.数字滤波网络 了解滤波器结构的基本概念与分类;掌握IIR-DF网络结构(直接型,级联型,并联型);掌握FIR-DF网络结构(直接型,线性相位型,级联型,频率采样型,快速卷积型)。 7.无限冲激响应(IIR)数字滤波器设计 熟悉滤波的概念、滤波器的分类及模拟和数字滤波器的技术指标;熟悉模拟滤波器的设计;掌握用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器;掌握用双线性变换法设计IIR数字滤波器。 8.有限冲激响应(FIR)数字滤波器设计 熟悉线性相位FIR数字滤波器的特点;掌握FIR数字滤波器的窗函数设计法;掌握FIR数字滤波器的频率抽样设计法;了解FIR数字滤波器的切比雪夫最佳一致逼近设计法。 本课程与其他课程的联系与分工:先修课程:信号与系统,复变函数与积分变换,数字电路;后续课程有:DSP原理及应用,语音信号处理,数字图像处理等。

数字信号处理期末复习题

一. 填空题 1)一线性时不变系统,输入为x(n)时,输出为y(n);则输入 为2x(n)时,输出为2y(n);输入为x(n-3)时,输出为y(n-3)。 2)从奈奎斯特采样定理得出,要使实信号采样后能够不失真还原, 采样频率f与信号最高频率f s关系为:f大于等于2f s。 3)若正弦序列x(n)=sin(30nπ/120)是周期的,则周期是N= 8 。 4)序列x(n-2)可以通过x(n)__右____移两位得到 5)根据采样定理,若采样频率小于信号的2倍最高频率,则采样后 信号的频率会产生______混叠________。 6)若已知x(n)的z变换为X(Z),x(n-m)的z变换为_ Z -m X(Z)______。 二.选择填空题 1 从奈奎斯特采样定理得出,要使实信号采样后能够不失真还原,采样频率f与信号最高频 率f s关系为: A 。 A. f≥2f s B. f≤2f s C. f≥f s D. f≤f s 2 序列x1(n)的长度为4,序列x2(n)的长度为3,则它们线性卷积的长度是,5点 圆周卷积的长度是 B 。 A. 5, 5 B. 6, 5 C. 6, 6 D. 7, 5 3 无限长单位冲激响应(IIR)滤波器的结构是__B____型的 A. 非反馈 B. 反馈 C. 不确定 4 若正弦序列x(n)=sin(60nπ/120)是周期的,则周期是N= C 。 A. 2π B. 4π C. 4 D. 8 5 一线性时不变系统,输入为x(n)时,输出为y(n);则输入为2x(n)时,输出为

A ;输入为x(n-3)时,输出为。 A. 2y(n),y(n-3) B. 2y(n),y(n+3) C. y(n),y(n-3) D. y(n),y(n+3) 6 在N=32的时间抽取法FFT运算流图中,从x(n)到X(k)需 B 级蝶形运算 过程。 A. 4 B. 5 C. 6 D. 3 7 设系统的单位抽样响应为h(n),则系统因果的充要条件为( C ) A.当n>0时,h(n)=0 B.当n>0时,h(n)≠0 C.当n<0时,h(n)=0 D.当n<0时,h(n)≠0 8 若一线性移不变系统当输入为x(n)=δ(n)时输出为y(n)=R3(n),则当输入为u(n)-u(n-2)时输出为( C )。 A.R3(n) B.R2(n) C.R3(n)+R3(n-1) D.R2(n)+R2(n-1) 9 .下列哪一个单位抽样响应所表示的系统不是因果系统?( D ) A.h(n)=δ(n) B.h(n)=u(n) C.h(n)=u(n)-u(n-1) D.h(n)=u(n)-u(n+1) 10.一个线性移不变系统稳定的充分必要条件是其系统函数的收敛域包括( A )。 A.单位圆 B.原点 C.实轴 D.虚轴 11.已知序列Z变换的收敛域为|z|<1,则该序列为( C )。 A.有限长序列 B.右边序列 C.左边序列 D.双边序列 三,判断题 1.在时域对连续信号进行抽样,在频域中,所得频谱是原信号频谱的周期延拓。(对) 2、x(n)=cos(w0n)所代表的序列一定是周期的。(错) 3、y(n)=x2(n)+3所代表的系统是线性系统。(错) 4、一个线性时不变离散系统是因果系统的充分必要条件是:系统函数H(Z)的极点在圆内。(错) 5、y(n)=cos[x(n)]所代表的系统是线性系统。(错) 6、x(n) ,y(n)的线性卷积的长度与x(n) ,y(n)的长度无关。(错)

数字信号处理学习心得

数字信号处理学习心得 XXX ( XXX学院XXX班) 一、课程认识和内容理解 《数字信号处理》是我们通信工程和电子类专业的一门重要的专业基础课程,主要任务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法,通过建立数学模型和适当的数学分析处理,来展示这些理论和方法的实际应用。 数字信号处理技术正飞速发展,它不但自成一门学科,更是以不同形式影响和渗透到其他学科:它与国民经济息息相关,与国防建设紧密相连;它影响或改变着我们的生产、生活方式,因此受到人们普遍的关注。信息科学是研究信息的获取、传输、处理和利用的一门科学,信息要用一定形式的信号来表示,才能被传输、处理、存储、显示和利用,可以说,信号是信息的表现形式。这学期数字信号处理所含有的具体内容如下: 第一单元的课程我们深刻理解到时域离散信号和时域离散系统性质和特点;时域离散信号和时域离散系统时域分析方法;模拟信号的数字处理方法。 第二单元的课程我们理解了时域离散信号(序列)的傅立叶变换,时域离散信号Z变换,时域离散系统的频域分析。 第三单元的课程我们学习了离散傅立叶变换定义和性质,离散傅立叶变换应用——快速卷积,频谱分析。 第四单元的课程我们重点理解基2 FFT算法——时域抽取法﹑频域抽取法,FFT的编程方法,分裂

基FFT算法。 第五单元的课程我们学了网络结构的表示方法——信号流图,无限脉冲响应基本网络结构,有限脉冲响应基本网络结构,时域离散系统状态变量分析法。 第六单元的课程我们理解数字滤波器的基本概念,模拟滤波器的设计,巴特沃斯滤波器的设计,切比雪夫滤波器的设计,脉冲响应不变法设计无限脉冲响应字数字滤波器,双线性变换法设计无限脉冲响应字数字滤波器,数字高通﹑带通﹑带阻滤波器的设计。 第七单元的课程我们学习了线性相位有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,窗函数法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器,频率采样法设计有限脉冲响应(FIR)数字滤波器 二、专业认识和未来规划 通信工程是一门工程学科,主要是在掌握通信基本理论的基础上,运用各种工程方法对通信中的一些实际问题进行处理。通过该专业的学习,可以掌握电话网、广播电视网、互联网等各种通信系统的原理,研究提高信息传送速度的技术,根据实际需要设计新的通信系统,开发可迅速准确地传送各种信息的通信工具等。 对于我们通信专业,我觉得是个很好的专业,现在这个专业很热门,这个专业以后就业的方向也很多,就业面很广。我们毕业以后工作,可以进入设备制造商、运营商、专有服务提供商以及银行等领域工作。当然,就业形势每年都会变化,所以关键还是要看自己。可以从事硬件方面,比如说PCB,别小看这门技术,平时我们在试验时制作的简单,这一技术难点就在于板的层

相关文档