第 3 章数字信号处理基础

第3章数字信号处理基础 1-1

主要内容 本章的学习目标： • 掌握基本波形产生的方法 • 了解信号的各种运算 • 理解信号采样率的各种转换 • 掌握离散时间系统模型的各种表示方法和相互间的转换 1-2

3.1 数字信号处理概述 信号是数字信号处理领域中最基本、最重要的一个概念。简单地说，信号就是信息的载体，是信息的物理体现。信号既可分为时间连续、幅度也连续的模拟信号和在时间上和幅度上都经过量化的数字信号，也可划分为连续时间信号和离散时间信号。信号处理，就是以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。随着计算机和信息科学的飞速发展，信号处理已经逐渐发展成为一门独立的学科，在语音处理、图像处理、雷达、航空航天、地质勘探、通信、生物医学工程等众多领域得到了广泛的应用。 1-3

3.2 波形的产生 波形是数字信号处理的最基础内容。没有波形信号，数字信号处理就没了工作对象。MATLAB 2006a内部提供了大量的函数，用来产生常用的信号波形。产生波形的函数，如表3-1所示。 1-4

3.3 信号的运算 • 在数字信号处理领域，对信号所做的基本运算主要包括： • 信号加 • 信号乘 • 移位 • 采样和 • 采样积 • 翻转 1-5

3.3 信号的运算 1-6

3.3 信号的运算 1-7

3.3 信号的运算 1-8

3.3 信号的运算 1-9

3.3 信号的运算 1-10

3.4 采样率转换 3.4.1 信号整数倍抽取 1-11

3.4 采样率转换 3.4.2 信号整数倍插值 1-12

3.4 采样率转换 3.4.3 任意倍数信号重采样 1-13

3.5 离散时间系统 3.5.1 离散时间系统的概念 1-14

3.5 离散时间系统 • 3.5.2 离散时间系统的模型 • MATLAB内部，为一个线性离散系统模型提供了6种表达线性离散系统模型的方法，分别可以用在不同需要的场合。 • 传递函数法 • 零极点增益法 • 状态空间法 • 部分分式法 • 二次分式法 • Lattice结构法 1-18

3.5 离散时间系统 3.5.2 离散时间系统的模型 1-19

3.5 离散时间系统 3.5.3 离散系统模型变换 1-25

第 3 章 数字信号处理基础