数字信号处理(4).ppt

第4章模拟信号的数字处理作业1.（1）、（2）；2；4.（1）；6；9；4.1模拟信号数字处理原理方框图4.2模拟信号与数字信号的相互转换目标：无损变换抽样：就是利用周期性抽样脉冲串p(t),从连续信号xa(t)中抽取一系列的离散值，得到抽样信号（或称抽样数据信号）即离散时间信号，以表示。抽样是模拟信号数字化的第一环节，再经幅度量化编码后即得到数字信号x(n).4.2.1时域采样定理对模拟信号的采样理想采样信号与模拟信号频谱之间的关系单位冲击串理想采样信号傅里叶变换单位冲击串采样角频率理想采样信号的频谱是以为周期进行延拓,并累加而得。理想采样的恢复采样信号的频谱混叠奈奎斯特采样定理模拟信号为带限信号；最高角频率为如采样频率满足则理想采样信号通过增益为T，截止频率为的低通滤波器，可唯一地恢复原模拟信号采样频率的确定防止混叠并降低运算量为原则加预滤波器4.2.2时域离散信号与理想采样信号之间的关系理想采样信号采样序列频谱之间的关系？理想采样信号的频谱理想采样信号理想采样信号频谱折叠频率抽样(采样)频率的一半。意义：信号的最高频率不能超过该频率，否则超过部分会以为中心折叠回去，造成频谱混叠。折叠频率对应的数字频率为4.2.4A/D变换器功能：将模拟信号转换为数字信号模拟信号采样频率采样信号：采样序列（保持小数点6位）数字信号（6位二进制编码）用十进制数表示4.2.5将数字信号转换为模拟信号1.理想恢复理想采样信号的频谱为原模拟信号的频谱以采样频率为周期进行周期延拓设满足采样定理，无频谱混叠，通过理想滤波器滤出基带谱。可得到原信号的频谱：理想低通滤波器的输出：内插函数抽样内插公式2D/A变换器功能：解码和插值解码:将数字信号转变成时域离散信号M位二进制编码表示解码插值：恢复成模拟信号---常数内插，多项式内插常数内插通过“零阶保持器”来实现常数内插——零阶保持器零阶保持器的传输函数零阶保持器的频谱问题在，幅度不够平坦，造成信号失真，影响其在高保真系统中的应用。在|Ω|π/T，引入了原模拟信号没有的高频分量，时域上表现为台阶。措施D/A之前，增加数字滤波器，幅度特性为的倒数。在零阶保持器后，增加一个低通滤波器，滤除高频分量，对信号进行平滑，也称平滑滤波器。采用一阶多项式或二阶多项式进行插值可提高精度。4.3对数字信号处理部分的设计考虑取决于模拟信号的处理要求见书上例题P1034.5模拟信号的频谱分析时域抽样时域截断频域抽样用DFT（FFT）进行模拟信号的频谱分析，误差如何？频率分辨率模拟信号(持续时间为Tp)的傅里叶变换设连续信号的最高频率为fc，用Fs=1/T?2fc进行采样(在Tp时间里采样N点),得Xa(jf)的零阶近似(t=nT，dt=T)：频域等间隔采样，在区间采样N点令，则类似地重要参数的选择例4.5.1对模拟信号进行频谱分析，要求谱分辨率信号最高频率计算：最小记录时间、最大采样间隔、最少采样点数及谱分析范围;如何提高谱分辨率？DFT与连续时间信号傅氏变换间的相对数值关系4.5.2用DFT（FFT）对模拟信号进行谱分析的误差误差来源频谱混叠时域采样时，应满足采样定理的条件。为避免频谱混叠，预滤波。2.截断效应如x(n)为无限长序列，必须截断成有限长序列,因截断引起的误差现象称为截断效应矩形窗傅里叶变换矩形窗的频谱主瓣宽度,有许多旁瓣截断后信号的频谱与原信号的频谱不同频谱泄漏时域截断后,频域展宽.矩形窗长度越短，频域展宽的宽度越宽。频谱模糊，分辨率降低谱间干扰旁瓣起着谱间干扰的作用；强信号的旁瓣掩盖了弱信号的主瓣误将旁瓣当作主瓣3.