电子科大数字信号处理课件

合集下载

电子科大数字信号处理课件

电子科大数字信号处理课件

- () called the principal value.
19
20
The DTFTs of some sequences exhibit discontinuities of 2 in their phase responses. An alternate type of phase function that is a continuous function of is often used. It is derived from the original phase function by removing the discontinuities of 2.
X a ( j) X a ( j) e ja ( )
9
3.1.2 Energy Density Spectrum
The total energy x of a finite-energy continuous-time complex signal xa (t ) is given by: 2 x xa (t ) dt
Time-domain k a k [n k ] (a weighted linear combination of delayed unit sample sequences.)
Transform-domain a. frequency domain b. Z domain (a sequence in terms of complex exponential sequences of the form{ e jn } and { z n }.

Applying the CTFT to both sides, we have:
Ya ( j) H a ( j) X a ( j)

《数字信号处理教程》课件

《数字信号处理教程》课件
数字信号处理教程
欢迎来到《数字信号处理教程》PPT课件!本教程将介绍数字信号处理的基本 概念、采样与量化、时域和频域的分析方法等内容,让您全面了解这一重要 领域。
信号处理的基本概念
了解什么是信号和信号处理,掌握信号的基本性质和特点,以及信号处理的 应用领域。
采样与量化
学习信号的。
时域和频域的分析方法
探索时域和频域的不同分析方法,如时域图像和频谱图的应用。
傅里叶级数和傅里叶变换
了解傅里叶级数和傅里叶变换的原理和应用,掌握频域分析的关键技术。
连续时间系统和离散时间系统
掌握连续时间系统和离散时间系统的基本概念和区别,以及它们在信号处理 中的作用。
差分方程和传输函数
学习差分方程和传输函数的概念和计算方法,掌握数字滤波器的设计和分析。
离散时间傅里叶变换
了解离散时间傅里叶变换的原理和应用,掌握时频分析和滤波器设计方法。

课件:数字信号处理,第五章,电子科技大学

课件:数字信号处理,第五章,电子科技大学

Example N-point DFT of x[n] cos nRN [n] 6 (N=12) is wanted.
Solution
X [k ] x[n]W
n 0
N 1
kn N
1 [e n 0 2
11
j
2 n 12
e
j
2 n 12
]e
j
2 kn 12
6, k 1, 11 { 0, orthers

Solution 2 Using (B), we get
1 j 12 n j 12 kn 1 j 12 n j 12 kn X [k ] [ e e e e ] 2 n 0 2
~ 11 2 2 2 2
1 11 j 12 ( k 1) n 1 11 j 12 ( k 11) n e e 2 n 0 2 n 0
• Making use of the identity
( k r ) n W N n 0 N 1

N , for k r N , l an integer 0, otherwise
we get
N / 2, G[k ] N / 2, 0, for k r for k N r otherwise
k
Example x[n] cos n 6 has DFS, the coefficients are wanted. Solution 1
1 x[n] e 2
~ 2 j n 12
~
1 e 2
2 j n 12

1 e 2
j
2 n 12
1 e 2
j
2 (11) n 12

电子科大《数字信号处理(DSP)》第8章 IIR系统的设计

电子科大《数字信号处理(DSP)》第8章 IIR系统的设计

模拟变换法基本设计思想 设计目标幅频特性为: 设计目标幅频特性为:
H e jω
( )
−π <ω ≤π
将设计目标转换为模拟系统的幅频特性: 1 将设计目标转换为模拟系统的幅频特性:
H ( jω ) −∞ <ω <∞
设计满足要求的模拟系统: 2 设计满足要求的模拟系统: H (s ) 将模拟系统转换为数字系统: 3 将模拟系统转换为数字系统:
1型滤波器进行反转和 将Chebyshev 1型滤波器进行反转和 变量代换得到。 变量代换得到。
模拟原型滤波器: 模拟原型滤波器: Butterworth Butterworth原型滤波器: Butterworth原型滤波器:最平坦滤波器 原型滤波器
Mω =
2
( )
1 1+ ω
2N
H ( jω ) =
1 1 + ω 2N
模拟原型滤波器: 模拟原型滤波器: Butterworth 对于任意阶数N 对于任意阶数N,
( ) ( )
利用各种优化逼近设计方法, 利用各种优化逼近设计方法,可以得到 分式中的各优化系数。 分式中的各优化系数。
模拟滤波器基本设计步骤 根据幅频特性平方与系统函数的关系: 根据幅频特性平方与系统函数的关系:
H ( jω ) = H ( jω ) ⋅ H (− jω )= H (s ) ⋅ H (− s ) s = jω = G ( − s 2 )
−1
)
相关的MATLAB函数 相关的MATLAB函数 MATLAB
[N, wn] = buttors(wp, ws, Rp, Rs, 's')
给定滤波器的设计参数, 给定滤波器的设计参数,上述函数可以 求解出butterworth滤波器的最低阶数和求解出butterworth滤波器的最低阶数和butterworth滤波器的最低阶数和 3dB截止频率。 3dB截止频率。 截止频率

电子科大_信号与系统课件chap2

电子科大_信号与系统课件chap2

y
t


t
0
t d
1 t2 2
t 2T t 2T t 0
t
③ t T
ht
t 2T 0
T t 2T
1
yt


T
0
t d
Tt 1 T 2 2
t 2T
0
T
x
T17 t
Chapter 2
LTI Systems
Chapter 2 Linear Time-invariant Systems
1
Chapter 2
LTI Systems
Consider a linear time-invariant system
fi t yi t
i 1,2, , n
n
f t
ai fi t ti

yt
n

ai yi t ti
i 1
i 1
Example 1 an LTI system
f1 t
1
y1 t
L
1
0
2t
f2t f1t f1t 2
1
L
0 1 2t
y2t y1t y1t 2
1
0
2
4
t
0
2
1
-1
4t
2
Chapter 2
2 t 5t 2 xt
6 5t 24t 2 13t 3 22t 4 10t 5 6 2t 8t 2 4t 3
3t 16t 2 9t 3 22t 4 3t t 2 4t 3 2t 4

《数字信号处理原理》PPT课件

《数字信号处理原理》PPT课件

•Digital signal and image filtering
•Cochlear implants
•Seismic analysis
•Antilock brakes
•Text recognition
•Signal and image compression
•Speech recognition
•Encryption
•Satellite image analysis
•Motor control
•Digital mapping
•Remote medical monitoring
•Cellular telephones
•Smart appliances
•Digital cameras
•Home security
Upper Saddle River, New Jersey 07458
All rights reserved.
FIGURE 1-4 Four frames from high-speed video sequence. “ Vision Research, Inc., Wayne, NJ., USA.
Joyce Van de Vegte Fundamentals of Digital Signal Processing
ppt课件
11
Copyright ©2002 by Pearson Education, Inc.
Upper Saddle River, New Jersey 07458
All rights reserved.
Joyce Van de Vegte Fundamentals of Digital Signal Processing

电子科技大学数字信号处理复习提纲ppt课件

电子科技大学数字信号处理复习提纲ppt课件

N 1
X (k) DFT[x(n)]N x(n)WNkn n0
k=0, 1, …, N-1
x(n)
IDFT[ X (k)]N
1 N
N 1
X (k)WNkn
k0
2) 隐含周期性
k=0, 1, …, N-1
N 1
N 1
X (k mN ) x(n)WN(kmN)n x(n)WNkn X (k)
y(n) x(m)h(n m) x(n) * h(n) m
• (2) x(n)=x(n)*δ(n) ;x(n-n0)=x(n)*δ(n-n0) • (3)
Xˆ n ( j )
1 T
Xa
k
( j
jks )
2
第2章 时域离散信号和系统的频域分析
• 学习要点 • (1)Z变换的正变换和逆变换定义, 以及收敛域与序列特性之间的
Y (e j ) X (e j )H (e j )
• (5)频域卷积定理
若y(n)=x(n)h(n), 则
Y (e j ) 1 H (e j ) X (e j ) 2π
5
第2章 时域离散信号和系统的频域分析
• (6)共轭对称序列和共轭反对称序列
xe (n)
1 [x(n) 2
x (n)]
xo (n)
3
第2章 时域离散信号和系统的频域分析
• 重要公式
• (1)傅里叶变换的正变换和逆变换的公式
X (e j )
x(n)e jn
n
x(n) 1 π X (e j )e jnd
2 -π
• (2)周期序列的离散傅里叶级数变换对
X~
(k
)
DFS[~x (n)]

电子科大《数字信号处理DSP》第2章信号的数字化.ppt

电子科大《数字信号处理DSP》第2章信号的数字化.ppt

欠采样导致的问题
s N
原始频谱与镜像频谱混叠,高频信号被混叠到 低频区域,产生混叠失真,信号不可恢复!
实际采样系统:抗混叠处理 在采样系统前设置抗混叠滤波器,为信 号设定最高频率:
c / Ts
实际数字信号处理系统的构成
数字化过程: 抗混叠滤波—采样保持—量化编码
数字信号处理过程: 滤波、调制、存储、传输
模拟信号的作图表达
例:执行结果
模拟信号的作图表达
例:利用时间窗口截取连续信号
t=[-1.5:0.01:1.5];ul=(t>=-1);%阶跃信号,从-1开始; u0=(t>=0); uh=(t>=1);x1=ul-uh; x2=(t+1).*(ul-u0)+(1-t).*(u0-uh); x3=sin(12*t).*(ul-uh);x4=exp(-1.*t).*(ul-uh); subplot(2,2,1),plot(t,x1);axis([-1.5,1.5,-0.2,1.2]); title('矩形脉冲'); subplot(2,2,2),plot(t,x2);axis([-1.5,1.5,-0.2,1.2]);title('三角脉冲'); subplot(2,2,3),plot(t,x3);axis([-1.5,1.5,-1.2,1.2]);title('正弦信号'); subplot(2,2,4),plot(t,x4);axis([-1.5,1.5,-0.2,3]);title('指数衰减信 号');
信号值的数值范围
为了在运算中保持数据总线宽度和数据精 度不变,通常将模拟电压范围对应到(0,1) 的数值表达区域内。

数字信号处理Chapter_4(第三版教材)

数字信号处理Chapter_4(第三版教材)

Digital Processing of ContinuousTime Signals
Complete block-diagram
Antialiasing filter
S/H
A/D
DSP
D/A
Reconstruction filter
• Since both the anti-aliasing filter and the reconstruction filter are analog lowpass filters, we review first the theory behind the design of such filters • Also, the most widely used IIR digitae conversion of an analog lowpass prototype
-<n<
with T being the sampling period • The reciprocal of T is called the sampling frequency FT, i.e., FT =1/T
Sampling of Continuous-time Signals
• Now, the frequency-domain representation of ga(t) is given by its continuos-time Fourier transform (CTFT):
• gp(t) is a continuous-time signal consisting of a train of uniformly spaced impulses with the impulse at t = nT weighted by the sampled value ga(nT) of ga(t) at that instant t=nT

《数字信号处理基础》课件

《数字信号处理基础》课件

信号压缩等。
Z变换
Z变换的定义
Z变换是一种将离散时间信号转换为复数域信号的方法,通过将离 散时间信号转换为复数域中的函数,可以更好地分析信号的特性。
Z变换的性质
Z变换具有线性、时移、频域平移、复共轭等性质,这些性质在信 号处理中有着广泛的应用。
Z变换的应用
Z变换在信号处理中有着广泛的应用,如离散控制系统分析、数字滤 波器设计等。
自适应滤波器应用场景
广泛应用于噪声消除、回声消除、信 号预测等领域。
05 数字信号处理应用
音频处理
音频压缩
通过降低音频数据的冗余度,实 现音频文件的压缩,便于存储和
传输。
音频增强
利用数字信号处理技术,改善音频 质量,如降低噪音、增强语音等。
音频分析
对音频信号进行特征提取和分类, 用于语音识别、音乐信息检索等领 域。
IIR滤波器应用场景
广泛应用于语音处理、图像处理等领 域。
FIR滤波器设计
FIR滤波器定义
FIR滤波器特点
FIR滤波器,即有限冲激响应滤波器,是一 种离散时间滤波器,其冲激响应有限长。
FIR滤波器具有线性相位、设计灵活、计算 量大等特性。
FIR滤波器设计方法
FIR滤波器应用场景
通过窗函数法、频率采样法等进行设计, 常用的设计方法有汉明窗法、凯泽窗法等 。
课程目标
掌握数字信号处理的基本概念、原理和方法。
学会使用数字信号处理软件进行信号处理和分析 。
了解数字信号处理在通信、图像处理、音频处理 等领域的应用。
02 基础知识
信号与系统
信号定义与分类
信号是信息传输的载体,可以是离散 的或连续的,也可以是时间的函数。 信号分类包括周期信号、非周期信号 、确定信号、随机信号等。

数字信号处理第一章-PPT文档资料

数字信号处理第一章-PPT文档资料
xa(t)
前置预 滤波器 A/D 转换器
x(n)
数字 信号 处理器
y(n)
D/A 转换器 模拟 滤波器
ya(t)
14
xa(t) 前置预 滤波器
x(n)
A/D 转换器
数字 信号 处理器
y(n)
D/A 转换器
模拟 滤波器
ya(t)
15
DSP系统的实现方法
- 软件实现法 - 硬件实现法 - 软/硬结合法
1、散时间信号与系统 2、离散系统的变换域分析(Z域) 3、离散系统的频域分析--傅里叶变换 4、数字滤波器的基本结构 5、快速傅立叶变换 6、IIR滤波器的设计方法 7、FIR滤波器的设计方法 8、离散信号处理系统设计分析及有限 字长效应
3
参考书目
1、高等教育出版社A.V.奥本海姆,R.W. 谢弗著,黄建国等译, 离散时间信号处 理,科学出版社,2000. 2、S.K.Mitra,Digital signal processing –a computerbased approach,second edition,Copyright 2019 by McGraw-Hill 3、丁玉美等,数字信号处理,西安电子 科大,(第2版) 4、吴镇扬,数字信号的原理与实现,东 南大学,2019.
唐向宏 编著
1
《数字信号处理》课程简介
1、课程地位
本课程是各高等院校电子信息工 程、通信工程、自动化等专业的一门 重要的主干课程。该课程也是通信与 信息系统以及信号与信息处理等专业 研究生入学考试的考试课程。
2、课时安排、成绩评定及教 学内容结构
课时分配:48学时(课堂) +8学时(实验)
2
教学内容
4
绪 论

《数字信号处理》课件

《数字信号处理》课件

05
数字信号处理中的窗函 数
窗函数概述
窗函数定义
窗函数是一种在一定时间 范围内取值的函数,其取 值范围通常在0到1之间。
窗函数作用
在数字信号处理中,窗函 数常被用于截取信号的某 一部分,以便于分析信号 的局部特性。
窗函数特点
窗函数具有紧支撑性,即 其取值范围有限,且在时 间轴上覆盖整个分析区间 。
离散信号与系统
离散信号的定义与表示
离散信号是时间或空间上取值离散的信号,通常用序列表示。
离散系统的定义与分类
离散系统是指系统中的状态变量或输出变量在离散时间点上变化的 系统,分类包括线性时不变系统和线性时变系统等。
离散系统的描述方法
离散系统可以用差分方程、状态方程、传递函数等数学模型进行描 述。
Z变换与离散时间傅里叶变换(DTFT)
1 2 3
Z变换的定义与性质
Z变换是离散信号的一种数学处理方法,通过对 序列进行数学变换,可以分析信号的频域特性。
DTFT的定义与性质
DTFT是离散时间信号的频域表示,通过DTFT可 以分析信号的频域特性,了解信号在不同频率下 的表现。
Z变换与DTFT的关系
Z变换和DTFT在某些情况下可以相互转换,它们 在分析离散信号的频域特性方面具有重要作用。
窗函数的类型与性质
矩形窗
矩形窗在时间轴上均匀取值,频域表现为 sinc函数。
汉宁窗
汉宁窗在时间轴上呈锯齿波形状,频域表现 为双曲线函数。
高斯窗
高斯窗在时间轴上呈高斯分布,频域表现为 高斯函数。
海明窗
海明窗在时间轴上呈三角波形状,频域表现 为三角函数。
窗函数在数字信号处理中的应用
信号截断
通过使用窗函数对信号进行截 断,可以分析信号的局部特性

电子科大《数字信号处理(DSP)》第11章 量化效应与系统结构

电子科大《数字信号处理(DSP)》第11章 量化效应与系统结构
在级联结构中,对各子系统系数进行统一 的归一化处理(使乘法器系数不大于1), 则系统成本不高于直接结构。
FIR系统结构与量化噪声分析
设计6阶remez低通滤波器:
N=6;d=[1,1,0,0];f=[0,1.14/pi,1.425/pi,1];h=remez(N,f,d); [H,w]=freqz(h,1,5000);subplot(1,2,1),plot(w,abs(H),'r');
Hz
1
r pz 1
1
r* p * z1
b0 b1z1 1 a1z1 a2 z2
IIR系统的噪声分析:并联型 对于二阶子系统,产生的噪声为:
2 2 2 Asp
Asp
rpn r * p *n
n0
r2 1 p2
r *2 1 p *2
r2
1
p2
IIR系统的噪声分析:并联型 对于N阶系统,N/2个子系统并联:
IIR系统系数的量化效应
并联型
Hz
b1 b2 z1 1 p1z1
b3z2 1 p2 z2
... ...
k
r1 1 p1z1
1
r2 p2 z2
...
对分解系数和极点进行量化,极点漂移可 以直接控制,零点漂移难以控制。
IIR系统系数的量化效应
级联型
H
z
b0 1 z1z1 1 z2z1 ... 1 p1z1 1 p2z2 ...
采用补码表达符号数,可以自动消除溢出 误差。
溢出误差及对策
系统乘法器系数产生溢出: 将溢出的乘法器系数乘2-N,乘法结果
左移N位。
截断误差(量化误差)分析
直接截断 emax 2m 舍入截断 emax 2m1
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
7
n
Definition and Properties
• From our earlier discussion on the uniform convergence of the DTFT, it follows that the series:
G ( r e ) g[ n] r
n j n j n
eHale Waihona Puke converges if {g[n]r-n} is absolutely summable, i.e., if:
n
g [n ] r

n

8
Definition and Properties
• In general, the ROC of a ztransform of a sequence g[n] is an annular region of the z-plane: Rg z Rg where 0 Rg Rg • Note: The z-transform is a form of a Laurent series and is an analytic function at every point in the ROC。
22
ROC of a Rational z-transform
• Moreover, if the ROC of a ztransform includes the unit circle, the DTFT of the sequence is obtained by simply evaluating the z-transform on the unit circle. • ROC of z-transform of the impulse sequence of a causal, stable LTI discrete time system.
17
Rational z-Transform
• Consider:
G( z )
M ( N M ) p0 1( z ) z N d 0 1( z )
Note G(z) has M finite zeros and N finite poles: • If N > M there are additional N M zeros at z = 0 (the origin in the z-plane) • If N < M there are additional M - N poles at z = 0.
6
Definition and Properties
• Like the DTFT, there are conditions on the convergence of the infinite series: n g [n ] z • For a given sequence, the set R of values of z for which its ztransform converges is called the region of convergence (ROC)
9
Definition and Properties
• Example - Determine the ztransform X(z) of the causal sequence x[n]=n[n] and its ROC. • Now X ( z ) n[n] z n n z n
3
6.1 Definition and Properties
• DTFT defined by: X (e j ) x[n] e j n
n
leads to the z-transform。 z-transform may exist for many sequences for which the DTFT does not exist。
13
Commonly Used z-transform
14
6.2 Rational z-Transform
• In the case of LTI discrete-time systems we are concerned with in this course, all pertinent ztransforms are rational functions of z-1. • That is, they are ratios of two polynomials in z-1 :
• Example - The z-transform (z) of the unit step sequence [n] can be obtained from:
X ( z) 1 , for z 1 1 1 z 1
by setting a = 1,
( z)
1 1 z
Chapter6 z-Transform
Definition ROC (Region of Converges) z-Transform Properties Transfer Function
1
z-Transform
• In continuous signal system, we use S-Transform and FT as the tools to process problems in the transform domain; so in discrete signal system, we use z-Transform and DFT. • z-Transform can make the solution for discrete time systems very simple.
The above power series converges to: 1 X ( z) , for z 1 1 1 z 1 ROC is the annular region |z| > |α|.
10
n
n 0
Definition and Properties
G( z )
N d 0 1(1 z 1 )
z( N M )
M p0 1( z ) N d 0 1( z )
16
Rational z-Transform
• At a root z=l of the numerator polynomial G(l)=0 and as a result, these values of z are known as the zeros of G(z). • At a root z= l of the denominator polynomial G(l), and as a result, these values of z are known as the poles of G(z).
1
Y ( z) z
n
n n

m1
m m
z
1 1 , for z 1 1 1 z
ROC is the annular region
z
12
Definition and Properties
• Note: The unit step sequence [n] is not absolutely summable, and hence its DTFT does not converge uniformly. • Note: Only way an unique sequence can be associated with a z-transform is by specifying its ROC.
5
Definition and Properties
• If we let z=rej, then the z-transform reduces to: j n j n
G ( r e ) g[ n] r
n
e
• For r = 1 (i.e., |z| = 1), z-transform reduces to its DTFT, provided the latter exists。The contour |z| = 1 is a circle in the z-plane of unity radius and is called the unit circle。
P( z ) p0 p1z 1 .... pM 1z ( M 1) pM z M G( z ) D( z ) d0 d1z 1 .... d N 1z ( N 1) d N z N
15
Rational z-Transform
• A rational z-transform can be alternately written in factored form as: M 1 p0 1(1 z )
18
Rational z-Transform
• Example - The z-transform ( z)
1 1 z
1
, for z 1
has a zero at z = 0 and a pole at z = 1.
19
Rational z-Transform
• A physical interpretation of the concepts of poles and zeros can be given by plotting the log-magnitude 20log10|G(z)| as shown on next figure for:
, for z 1 1 1
11
ROC is the annular region 1 z .
相关文档
最新文档