信号处理原理.ppt
合集下载
《信号处理原理》 第4章 信息失真率
d(0,2)=d(1,2)=0.5
则得失真矩阵
d
0 1
1 0
0.5 0.5
4.1 平均失真和信息率失真函数
说明：失真函数d (xi, yj) 的数值是依据实际应 用情况，用 yj代替xi, 所导致的失真大小是人为决 定的。比如上例中，用y=2代替x=0和x=1所导致 的失真程度相同，用0.5表示；而用y=0代替x=1 所导致的失真程度要大，用1表示。失真函数d (xi, yj) 的函数形式可以根据需要任意选取，例如平方 代价函数、绝对代价函数、均匀代价函数等。
信源编码器的目的是使编码后所需的信 息传输率R尽量小，然而R越小，引起的平 均失真就越大。给出一个失真的限制值D，
在满足平均失真 D D的条件下，选择一种
编码方法使信息率R尽可能小。信息率R就 是所需输出的有关信源X的信息量。
16
4.1 平均失真和信息率失真函数
将此问题对应到信道，即为接收端Y需要 获得的有关X的信息量，也就是互信息 I(X;Y)。这样，选择信源编码方法的问题就 变成了选择假想信道的问题，符号转移概 率p(yj/xi)就对应信道转移概率。
输入符号集 X:{a1, a2, …, an}中有n种不同的符 号xi (i =1, 2, …, n) ；输出符号集Y:{b1, b2, …, bm}中有m种不同的符号yj (j =1, 2, …, m)；对于 图所示的系统，对应于每一对(xi, yj)(i = 1, 2, …,n；j=1, 2, …, m)，定义一个非负实值函数
平均失真D是对给定信源分布p(ai)经过某一种 转移概率分布为p(bj|ai)的有失真信源编码器后产 生失真的总体量度。
13
4.1 平均失真和信息率失真函数
《数字信号处理原理与实践》教学课件1
前置预滤波器的作用：使输入模拟信号的最高频率限制在一定范围。
A/D变换器：对输入的模拟信号进行抽样、量化和编码，将模拟信号变成为 在时间上和幅 值上均量化离散的信号，即数字信号。
5
3.系统的基本组成与实现
数字信号处理器： 功能：承担数字信号的各种处理工作。 形式：通用计算机、各种数字硬件或软硬件构成 的专用处理器、某个处理软件或软件包。
D/A变换器：将数字信号变成模拟信号。 模拟滤波器滤：滤除不需要的高频分量，输出所需的
模拟信号。
6
4.数字信号处理的实现方法
（1）分类：软件实现、硬件实现和软硬件相结合的实现方法。 （2）软件实现方法：按照信号处理的原理和算法，自行编写程序
或者采用现有程序在通用计算机上实现。特点：灵活、运算 速度较慢。 （3）硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图， 用乘法器、加法器、延时器、存储器、控制器以及输入输出 接口部件实现的一种方法。特点：运算速度快、灵活不够。 （4）软硬件相结合：单片机、通用DSP、专用DSP、各种嵌入 式(FPGA、ARM)等。
（4）数字电视：应用于数字电视系统中的视频压缩和音频压缩。 （5）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、自适应波束合成、阵列天线信号处理、
导弹制导、全球定位GPS、航天飞船和侦察卫星等。 （6）生物医学工程：心脑电图、超声波、CT扫描、核磁共振和胎儿心音的自适应检测等。 （7）其它领域：地球物理学、音乐制作、消费电子、仪器仪表和自动控制与监测等。
4
3.系统的基本组成与实现
（1）组成
xa (t)
前置预
滤波器
A/D x(n) 数字信号 y(n) D/A
变换器
处理器
变换器
模拟
A/D变换器：对输入的模拟信号进行抽样、量化和编码，将模拟信号变成为 在时间上和幅 值上均量化离散的信号，即数字信号。
5
3.系统的基本组成与实现
数字信号处理器： 功能：承担数字信号的各种处理工作。 形式：通用计算机、各种数字硬件或软硬件构成 的专用处理器、某个处理软件或软件包。
D/A变换器：将数字信号变成模拟信号。 模拟滤波器滤：滤除不需要的高频分量，输出所需的
模拟信号。
6
4.数字信号处理的实现方法
（1）分类：软件实现、硬件实现和软硬件相结合的实现方法。 （2）软件实现方法：按照信号处理的原理和算法，自行编写程序
或者采用现有程序在通用计算机上实现。特点：灵活、运算 速度较慢。 （3）硬件实现方法：按照具体的要求和算法，设计硬件结构图， 用乘法器、加法器、延时器、存储器、控制器以及输入输出 接口部件实现的一种方法。特点：运算速度快、灵活不够。 （4）软硬件相结合：单片机、通用DSP、专用DSP、各种嵌入 式(FPGA、ARM)等。
（4）数字电视：应用于数字电视系统中的视频压缩和音频压缩。 （5）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、自适应波束合成、阵列天线信号处理、
导弹制导、全球定位GPS、航天飞船和侦察卫星等。 （6）生物医学工程：心脑电图、超声波、CT扫描、核磁共振和胎儿心音的自适应检测等。 （7）其它领域：地球物理学、音乐制作、消费电子、仪器仪表和自动控制与监测等。
4
3.系统的基本组成与实现
（1）组成
xa (t)
前置预
滤波器
A/D x(n) 数字信号 y(n) D/A
变换器
处理器
变换器
模拟
数字信号处理器原理及应用PPT全套课件
(1) 对密集的乘法运算的支持
GPP不是设计来做密集乘法任务的，即使 是一些现代的GPP，也要求多个指令周期来做 一次乘法。而DSP处理器使用专门的硬件来实 现单周期乘法。DSP处理器还增加了累加器寄 存器来处理多个乘积的和。累加器寄存器通常 比其他寄存器宽，增加称为结果bits的额外 bits来避免溢出。 同时，为了充分体现专门的乘法-累加硬件 的好处，几乎所有的DSP的指令集都包含有显 式的MAC指令。
实时性
高频信号的处理
可以处理包括微波毫米波乃 按照奈准则的要求， 至光波信号 受S/H、A/D和处理速 度的限制
3、一个硬件系统适用于不同的软件
4、数字信号处理的实现
(1) 在通用的微机上用软件实现。 (2)用单片机来实现。
(3)利用专门用于信号处理的可编程DSP来实现。
(4)利用特殊用途的DSP芯片来实现。 (5)用FPGA开发ASIC芯片实现数字信号处理算法。
传统上，GPP使用冯.诺依曼存储器结构。这种结构中， 只有一个存储器空间通过一组总线（一个地址总线和一 个数据总线）连接到处理器核。通常，做一次乘法会发 生4次存储器访问，用掉至少四个指令周期。 大多数DSP采用了哈佛结构，将存储器空间划分成两个， 分别存储程序和数据。它们有两组总线连接到处理器核， 允许同时对它们进行访问。这种安排将处理器存贮器的 带宽加倍，更重要的是同时为处理器核提供数据与指令。 在这种布局下，DSP得以实现单周期的MAC指令。 还有一个问题，即现在典型的高性能GPP实际上已包含 两个片内高速缓存，一个是数据，一个是指令，它们直 接连接到处理器核，以加快运行时的访问速度。从物理 上说，这种片内的双存储器和总线的结构几乎与哈佛结 构的一样了。然而从逻辑上说，两者还是有重要的区别。
信号处理的基本原理
信号处理的基本原理
信号处理是一种通过对输入信号进行处理来提取信息或改变信号特性的过程。
其基本原理包括信号采样、信号变换、滤波和重建等步骤。
首先，信号处理的第一步是信号采样。
采样是将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号的过程。
通过在一定的时间间隔内对信号进行取样，可以获取信号在这些时间点上的数值。
接下来，采样得到的离散信号可以进行一系列的变换。
常见的变换包括傅里叶变换、小波变换、离散余弦变换等。
这些变换可以将信号在时域上转换到频域上，或者将信号从一种表示形式转换为另一种表示形式。
通过变换，可以获得信号的频谱信息、能量分布、特定频率组成等。
在信号处理中，滤波是一个重要的步骤。
滤波可以去除信号中不需要的频率成分，或者增强感兴趣的频率成分。
常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
滤波可以帮助改善信号质量、减少噪音干扰、提取出特定频率的信号成分等。
最后，为了将离散信号转换回连续时间的模拟信号，信号处理需要进行重建。
重建是将离散信号恢复为连续信号的过程。
常见的重建方法有插值、滤波和模拟信号恢复等。
通过重建，可以还原信号的连续性和平滑度。
综上所述，信号处理的基本原理包括信号采样、信号变换、滤波和重建。
这些步骤可以帮助提取信息、改善信号质量、滤除
噪音等，广泛应用于通信、音频处理、图像处理、生物医学等领域。
数字信号处理-原理、实现及应用(第4版) 第四章 模拟信号的数字处理
（3）当未知时，由 x(n) 无法恢复原正弦信号。
结论：
正弦信号采样（2）
三点结论： （1）对正弦信号，若 Fs 2 f0 时，不能保证从采样信号恢
复原正弦信号； （2）正弦信号在恢复时有三个未知参数，分别是振幅A、
频率f和初相位，所以，只要保证在一个周期内均匀采样 三点，即可由采样信号准确恢复原正弦信号。所以，只要 采样频率 Fs 3 f0 ，就不会丢失信息。 （3）对采样后的正弦序列做截断处理时，截断长度必须 是此正弦序列周期的整数倍，才不会产生频谱泄漏。（见 第四章4.5.3节进行详细分析）。
D/A
D/A为理想恢复，相当于理想的低通滤波器，ya (t) 的傅里叶变换为：
Ya ( j) Y (e jT )G( j) H (e jT ) X (e jT )G( j)
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。
ideal filter
•
-fs
-fs/2 o
• fs/2 fs
f •
2fs
•
•
-fs
-fs/2 o
fs/2
•
fs
•
f
2fs
措施
D/A之前，增加数字滤波器，幅度特性为 Sa(x) 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。
c
如何恢复原信号的频谱？
P (j)
加低通滤波器，传输函数为
G(
j)
T
0
s 2 s 2
s
0
s
X a ( j)
s 2
s c c
s
理想采样的恢复
结论：
正弦信号采样（2）
三点结论： （1）对正弦信号，若 Fs 2 f0 时，不能保证从采样信号恢
复原正弦信号； （2）正弦信号在恢复时有三个未知参数，分别是振幅A、
频率f和初相位，所以，只要保证在一个周期内均匀采样 三点，即可由采样信号准确恢复原正弦信号。所以，只要 采样频率 Fs 3 f0 ，就不会丢失信息。 （3）对采样后的正弦序列做截断处理时，截断长度必须 是此正弦序列周期的整数倍，才不会产生频谱泄漏。（见 第四章4.5.3节进行详细分析）。
D/A
D/A为理想恢复，相当于理想的低通滤波器，ya (t) 的傅里叶变换为：
Ya ( j) Y (e jT )G( j) H (e jT ) X (e jT )G( j)
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。
ideal filter
•
-fs
-fs/2 o
• fs/2 fs
f •
2fs
•
•
-fs
-fs/2 o
fs/2
•
fs
•
f
2fs
措施
D/A之前，增加数字滤波器，幅度特性为 Sa(x) 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。
c
如何恢复原信号的频谱？
P (j)
加低通滤波器，传输函数为
G(
j)
T
0
s 2 s 2
s
0
s
X a ( j)
s 2
s c c
s
理想采样的恢复
《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
《信号处理原理》课件
调制解调定义与作用
调制：将信号转换为适合传输的频率或波形 解调：将接收到的信号还原为原始信号 作用：提高信号传输效率，降低干扰和噪声影响 应用：无线通信、广播电视、卫星通信等领域
常见调制解调方式
幅度调制：AM、DSB、SSB等 频率调制：FM、PM等 相位调制：PM、QAM等
正交频分复用：OFDM等 码分复用：CDMA等 多载波调制：MCM等
数字信号 处理算法 的应用： 包括通信、 图像处理、 音频处理 等领域
常见信号处理算法原理
01
傅里叶变换：将信号从时域转换到频域，用 于分析信号的频率成分， 如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等
05
信号识别与分类：如语音识别、图像识别等， 用于识别和分类信号中的特定模式
02
快速傅里叶变换（FFT）：一种高效的傅里叶 变换算法，用于快速计算信号的频谱
04
信号压缩与解压缩：如MP3、JPEG等，用于 减少信号的数据量，便于存储和传输
06
信号增强与恢复：如降噪、去模糊等，用于 改善信号的质量和清晰度
信号处理算法应用实例
语音识别： 将语音信 号转换为 文字
图像处理： 对图像进 行降噪、 增强、分 割等操作
信号处理算法与应 用
数字信号处理算法概述
数字信号 处理算法 的分类： 包括滤波、 变换、压 缩、编码 等
滤波算法： 包括低通 滤波、高 通滤波、 带通滤波 等
变换算法： 包括傅里 叶变换、 离散傅里 叶变换、 小波变换 等
压缩算法：
包
括
Huffman
编码、
LZW编码、
JPEG编码
等
编码算法： 包括线性 编码、非 线性编码、 纠错编码 等
电子对抗原理--雷达系统结构-信号处理 ppt课件
中 频 信 号
本振
正交相位 检波器
低通滤 波器
Q Q
视 频 放大器
Q
至信号 处理机
正交相位 检波信号
视频部分
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin(2f I nT )
接收机主要技术指标
接收机保护 接收机的工作频率范围、带宽 中心频率 噪声系数、灵敏度 动态范围 增益、增益控制 镜像频率抑制比
一种典型的雷达系统原理框图
天线 收发开关 或环行器 天线扫 描控制 装置 发射机
频综
信号处理机
接收机 数据处理 显示终端
监控终端
超外差式接收机原理框图
射 频 信 号
接收机 保护器
低噪声 放大器 射频部分
滤波 器
混频 器
中 频 信 号
中频 滤波器
中频 放大器
中频 滤波器
中频 衰减器
中频部分
I I I
噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比 的比值。
Si N i F So N o
接收机灵敏度
表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收 机输入端的最小可检测信号功率来表示。
Pi min KTBF(S o / N o ) min
接收机的动态范围
表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强 度范围。信号太弱，它不能检测出来，信号太 强，接收机会发生过载饱和。
接收机带宽
接收机带宽一般是指3dB带宽，即接收机输出视 频信号的3dB带宽
《DSP原理与应用》课件
DSP与模拟信号处理的比较
原始信号
模拟信号处理基于连续信号，数字信号处理基于离散信号。
处理方式
数字信号处理能够使用计算机技术来高效地实现复杂的处理算法。
系统复杂度
数字信号处理系统通常比模拟信号处理系统更加复杂，但可以实现更高的处理精度。
数字信号处理中的时间和频率分析
时间域分析
时间域分析用于了解信号随时间变化的规律，以便 更好地理解信号。
DSP在音频信号处理中的应用
音频数字信号处理
音频数字信号处理可以提高音质，混响消除，消回声降噪等方面都可以运用。
立体声
DSP在立体声方面可以实现环绕音效、模拟融合等处理。
语音识别
DSP技术在语音识别中发挥着极其重要的作用。
DSP在视频信号处理中的应用
视频编解码
DSP在视频编解码方面可以提高压缩速度和压缩比；
数字滤波器分为有限脉冲响应（FIR）和无限脉 冲响应（IIR）两种类型。
数字滤波器的特点
数字滤波器可以实现各种复杂滤波算法，具有 高精度和处理速度快等特点。
FIR与IIR数字滤波器的比较
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器具有线性相位、相对稳定的稳态性能，但计算复杂度通常较高。
IIR数字滤波器
IIR数字滤波器具有更低的计算复杂度，但是在一些特殊情况下可能会出现不稳定性。
先进芯片技术
先进芯片技术是DSP未来发展的必要条件，新的芯片 技术必将会为DSP的智能化、小型化开辟新的道路。
人工智能
随着人工智能的发展，DSP将有更广泛的应用场景， 如机器人、自动驾驶等领域。
DSP在智能控制领域的应用前景
自动控制
在自动控制领域，DSP可以用于传感器数据采集、处理、控制回路与调节等方面。
数字信号处理器(DSP)原理与应用.ppt
数字信号处理的实现方法
实现方法 PC机 高级语言 编程 速度 中等 快 慢 应用场合 非嵌入式 非嵌入式 嵌入式 适应性 复杂算法 复杂算法 简单算法
Tianjin University
性价比 较好 中等 较好
PC机＋高 速处理
单片机
硬件＋ 专用指令
汇编语言 编程
通用DSP
专用DSP
专用指令
硬件＋ 专用指令
•机器人视觉
•图像传输/压缩 •同态处理 •模式识别 •工作站
•动画/数字地图
Tianjin University
DSP芯片的主要应用领域
（1）信号处理
•频谱分析
（2）图像处理
•函数发生器
•模式匹配 •地震信号处理 •数字滤波 •锁相环
（3）仪器
（4）声音/语言 （5）控制 （6）军事应用 （7）电信 （8）无线电
MIPS(Million Instruction per second)是 一种评估DSP速度的一个指标。DSP运行频率也 是评估DSP的一个指标，他们二者之间的联系 需要考虑到DSP体系结构（是否多路并行结构、 是执行定点还是浮点运算）。
Tianjin University
价格 商业级 ：一般应用；适用于实验室等环境较好 场合； 工业级 ：可靠性好；适用于工业现场等环境恶 劣场合； 军品 ：可靠性高；适用于各种恶劣场合； 航空级 ：可靠性很高；适用于特殊场合；
Tianjin University
血压计
DSP系统基本构成
Tianjin University
输入
抗混叠 滤波 A/D DSP
平滑 滤波 D/A
输出
存储器
Tianjin University
医学信号处理的原理和方法
医学信号处理的原理和方法医学信号处理是指将医学领域中获取到的生理信号（如心电图、脑电图、血压信号等）进行分析、提取有用信息的一种方法。
医学信号处理的主要目标是通过信号处理技术对生理信号进行滤波、特征提取、分类和识别等操作，以从中获取有价值的信息，用于诊断、监测和治疗疾病。
1.信号的获取：医学信号是通过生物传感器、监护仪器等设备获取到的，这些设备会将生理变化转换为电信号，并通过模数转换将其转换为数字信号。
通常，医学信号的采样频率较高，以保证时间和频率的精度。
2.信号的预处理：医学信号在采集过程中可能受到各种噪声的干扰，如电源干扰、肌电干扰等。
因此，需要对信号进行预处理，包括去除基线漂移、去噪和滤波等操作。
预处理可以提高后续信号处理算法的准确性。
3.特征提取：特征提取是医学信号处理的核心步骤，它通过运用数学算法和信号处理技术，从信号中抽取出能够表征生理变化的特征。
常用的特征包括时域特征（如均值、方差）、频域特征（如功率谱密度）、时频域特征（如小波变换）等。
特征提取能够减小信号的维度并保留重要信息，为后续的分类和识别提供基础。
4.分类和识别：在经过特征提取后，医学信号可以通过分类和识别算法进行进一步分析。
分类是将信号分成几个类别，可以通过监督学习算法（如支持向量机、人工神经网络）来实现。
而识别则是将信号与预定义的模型进行匹配，确定信号所属的类别，可以通过模式识别算法（如隐马尔可夫模型、贝叶斯分类器）来实现。
1.滤波：使用数字滤波器对信号进行滤波，去除噪声和干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器。
2.小波变换：将信号分解为不同尺度的频带，对不同频带的信号进行分析，提取特征。
3.自相关和互相关分析：用于分析信号的周期性和相关性，常用于心电图的QRS检测和波形分析等。
4.谱分析：通过将信号映射到频域，分析信号的频率分布和功率谱密度，常用于脑电图和血压信号的研究。
5.图像处理：对医学图像进行处理，如模糊处理、边缘检测、图像增强等。
信号处理原理
0.5
-0.5
(2) ω 为角频率 (3)θ 为初相位
13
6
-1
典型信号
• 复指数信号： f (t ) Ke st
欧拉公式：
e jt e jt cost e jt cost j sin t 2 jt jt jt e cost j sin t sin t e e 2j
• 自然和物理信号 – 例如：语音、图象、地震信号、生理信号等 • 人工产生的信号 – 例如：雷达信号、通讯信号、医用超声信号、机械 探伤信号等
3
信号描述方法
• 数学描述 – 使用具体的数学表达式，把信号描述 为一个或若干个自变量的函数或序列 的形式。
f (t ) sin( t )
因此，常可将‚信号‛与‚函数‛ 和‚序列‛等同起来
n
f (nTs )(t nTs )
- Ts
0
Ts
t
24
波形变换
反褶运算
f (t )
f (t) 8
f ( t )
f (-t) 8
-4
0
6
t
-6
0
4
t
将原信号f(t)的波形按纵轴对称翻转过来。
25
波形变换
时移运算
f (t )
f (t b )
参数b决定平移方向和位移量
b>0：右移
6
信号的分类
时间连续信号与时间离散信号
信号的自变量是否在整个连续区间内都有定义？ 定义域连续？ YES 时间连续信号 通常被称为“序列”
NO
时间离散信号
模拟信号与数字信号
模拟信号的定义域和值域都有是连续的；
DSP原理及结构PPT课件
第10页/共87页
（8）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、导弹制导等。 （9）计算机与工作站：计算机加速卡、图形加速卡。 （10）消费电子：数字电视、图形/声音压缩解压装置。
第11页/共87页
4、DSP产品的现状 定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。主要生产:TI 公司、
单3.3V电压输出：TI公司的TPS7133、TPST7233 单电源可调电压输出：TI公司的TPS7101、TPST7201 双电源输出（两路输出的芯片）：TPS73H301、TPS73H325、TPS73H318
第44页/共87页
(5)3.3V和5V混合逻辑系统设计 各种电平转换标准
第45页/共87页
第35页/共87页
（3）加电次序 理想情况下，两个电源应同时加电，但在一些场合很难做到。不同型号器件上电顺序不一样。
第36页/共87页
TMS320VC5402与大多数DSP芯片的上电 顺序：
低电压电源CVdd先上电；高电压电源 DVdd后电压；
高电压电源DVdd先断电；低电压电源 CVdd后断电；
列处理器的指令周期已经从第一代的200ns降至20ns以下。快速的指令周 期使DSP芯片能够实时实现许多DSP应用
第30页/共87页
二、TMS320系列DSP的结构 第31页/共87页
1、多总线结构 由哈佛结构决定了具有独立的程序总线和数据总线，以及独立的程序
存储器和数据存储器，这样就可以同时获得指令字和操作数互不干扰，即一 个指令周期内可以同时准备好指令和操作数。
*若不遵照此次序，那么CVdd与DVdd的差 值必须小于2.8V。
TMS320VC549具有静电保护结构，所以上 电 顺 序 与 上 相 反 。第37页/共87页
（8）军事与尖端科技：雷达和声纳信号处理、雷达成像、导弹制导等。 （9）计算机与工作站：计算机加速卡、图形加速卡。 （10）消费电子：数字电视、图形/声音压缩解压装置。
第11页/共87页
4、DSP产品的现状 定点DSP有200多种，浮点DSP有100多种。主要生产:TI 公司、
单3.3V电压输出：TI公司的TPS7133、TPST7233 单电源可调电压输出：TI公司的TPS7101、TPST7201 双电源输出（两路输出的芯片）：TPS73H301、TPS73H325、TPS73H318
第44页/共87页
(5)3.3V和5V混合逻辑系统设计 各种电平转换标准
第45页/共87页
第35页/共87页
（3）加电次序 理想情况下，两个电源应同时加电，但在一些场合很难做到。不同型号器件上电顺序不一样。
第36页/共87页
TMS320VC5402与大多数DSP芯片的上电 顺序：
低电压电源CVdd先上电；高电压电源 DVdd后电压；
高电压电源DVdd先断电；低电压电源 CVdd后断电；
列处理器的指令周期已经从第一代的200ns降至20ns以下。快速的指令周 期使DSP芯片能够实时实现许多DSP应用
第30页/共87页
二、TMS320系列DSP的结构 第31页/共87页
1、多总线结构 由哈佛结构决定了具有独立的程序总线和数据总线，以及独立的程序
存储器和数据存储器，这样就可以同时获得指令字和操作数互不干扰，即一 个指令周期内可以同时准备好指令和操作数。
*若不遵照此次序，那么CVdd与DVdd的差 值必须小于2.8V。
TMS320VC549具有静电保护结构，所以上 电 顺 序 与 上 相 反 。第37页/共87页
信号处理的原理和应用
信号处理的原理和应用1. 介绍信号处理是一种重要的技术，它涵盖了数字信号处理和模拟信号处理两个主要方面。
信号处理的原理和应用广泛应用于各个领域，如通信、图像处理、音频处理等。
本文将介绍信号处理的基本原理和一些应用案例。
2. 基本原理信号处理的基本原理是对输入信号进行采样、量化和编码，然后进行数字信号处理以实现各种功能和应用。
以下是信号处理的基本原理：2.1 采样采样是将连续时间的信号转换为离散时间信号的过程。
在信号处理中，信号需要以一定的采样频率进行采样，以保证有效地捕捉信号的特征。
采样过程会将连续时间信号转换为离散时间序列。
2.2 量化量化是将连续幅度的信号离散化为有限数量的离散幅度级别的过程。
通过逐个测量采样值并将其分配给离散级别，可以实现信号的量化。
量化的目的是为了用有限数量的信息表示连续信号。
2.3 编码编码是将量化后的信号转换为数字形式以进行处理和传输的过程。
编码可以使用不同的方法，如二进制编码、格雷码等。
编码后的信号可以方便地存储、传输和处理。
2.4 数字信号处理数字信号处理是对数字信号进行各种数学运算和算法处理的过程。
它包括滤波、变换、调制、解调、压缩等操作。
数字信号处理可以通过不同的算法和技术对信号进行增强、分析和提取特征。
3. 应用案例信号处理在各个领域都有广泛的应用，下面将介绍一些常见的应用案例：3.1 通信信号处理在通信领域中起着至关重要的作用。
它可以用于信号调制解调、信道编码解码、误码检测与纠正等。
通过信号处理技术，可以提高信号质量和传输速率，实现高效的通信系统。
3.2 图像处理图像处理是信号处理的一个重要应用领域。
通过对图像信号进行处理，可以实现图像增强、图像压缩、图像分割和目标识别等功能。
图像处理广泛应用于计算机视觉、医学影像、遥感等领域。
3.3 音频处理音频处理是信号处理的另一个重要应用领域。
通过对音频信号进行处理，可以实现音频增强、音频合成、语音识别等功能。
音频处理广泛应用于音乐、语音通信、语音识别等领域。
教学课件 数字信号处理(第四版)高西全(王军宁)
• u(n)在n= 0时为u(0)= 1
13
矩形序列
1, 0≤n≤ N 1
RN (n) 0,
其它
• N 为矩形序列的长度
和u(n)、δ(n)的关系 ：
14
实指数序列 x(n) anu(n) • a为实数
当|a|＜1时序列收敛 当|a|＞1时序列发散
15
正弦序列
• A为幅度
x(n)= Asin(ωn+φ) • ω为数字域频率
表示将序列x(n)的标乘，定义为各序列值 均乘以a，使新序列的幅度为原序列的a倍。
32
例：序列的标乘
例： 设序列
2n1, n ≥ 1
x(n) 0,
n＜1
计算序列4x(n)。
解：
2n1, n ≥ 1 4 x(n) 0, n＜1
33
基本运算—序列的翻转
设序列为x(n)，则序列 y(n)= x(-n)
36
基本运算—序列的差分
•前向差分：将序列先进行左移，再相减 Δx(n) = x(n+1)- x(n)
后向差分：将序列先进行右移，再相减 ▽x(n) = x(n)- x(n-1)
由此，容易得出 ▽x(n) = Δx(n-1)
37
基本运算—时间尺度(比例)变换
设序列为x(n)，m为正整数，则序列 • 抽取序列
48
I/O关系推导
• 用δ(n)表示x(n)
系统输出 叠加原理 时不变性 I/O关系: 线性时不变系统的输出等于输入序列和单位脉冲响应
h(n)的卷积。
49
线性时不变系统的性质
• 交换律 • 结合律 • 分配律
可以推广到多个系统的情况，由卷积和的定义可以很容易加以证明。
相关主题
- 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、"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、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)。
20
4.2网络应用服务平台
前言 • 网络应用服务平台是一个能向 用户提供多种典型网络高层应 用服务的计算机网络设施系统。
21
4.2网络应用服务平台
一、客户/服务器模型 1.C/S模型的概述
• C/S是TCP/IP网多数应用所采用的计算模 型；是网络/文件服务器计算模型的缺陷导 致其产生并发展的；
18
4.1域名系统
五、域名服务的使用 1.概述： 域名服务的使用是指客户端解析器的 配置； 配置内容包括客户主机的域名全称和 解析器将联系的名字服务器的IP地址； 名字服务器可以多个，设置的次序将 是客户端查询的次序。
19
五、域名服务的使用
2.配置操作——以windows 98平台为例 开始→设置→控制面板→网络 →TCP/IP（网络组件中）→属性 →DNS配置→启用DNS； 在“DNS服务搜索顺序”框中输入将 查询的名字服务器； 在“域后缀搜索顺序”框中输入客户 机域名。
国家 根
gov cn jp … 顶层域
yale
sun
edu … com
子域
cs eng eng jack mail
ougz xxx cs www
树叶（ 多指主
机）
6
二、域的分层及表示
2.域的表示——域标号 – 域标号由字母、数字及“-”表示，最多 不超过63个字符，路径全名不能超过255 个字符。例：cs，m-123，163等； – 域名对大小写不敏感； – 域名命名规则遵循组织界限，而不是物理 网络。
客户端是解析器程序，负责管理请求，查 询名字服务器。解释从服务器返回的响应并 将之传送给请求方。
9
2.DNS的客户/服务器模式
服务器是存有域名空间信息的主 机，它是解析系统的核心，这种服 务器又叫做域名服务器或名字服务 器。
10
三、域名解析系统
3.域名服务器系统的结构 理论上，一台名字服务器就可包括整个 DNS数据库，并响应所有的查询；
实际上，服务器会由于载荷过重而一无 是处。另外，如果服务器失效，整个因特 网就会崩溃。
为了避免仅有一个信息源的问题，DNS 名字空间被划分为一些不交叉的区域。
11
3.域名服务器系统的结构
int edu … com
yale
sun
cs eng eng
jack mail
耶鲁大学有一个 c服n 务器jp，它… 处理， 但不e处du理… ，因为后者有一个 具有ou自gz己名x字xx服务
递归解析
请求下一服务器 解析，结果回客户
客户端操作
Y
服务器操作
从库中取相应 地址传回客户
结束
17
四、域名解析的算法
• 对于反复解析，本地服务器返回给客户 端一个响应，指明为解析该名字应联系 的下一个名字服务器。
• 对于递归解析，本地服务器就和能解析 该名字的服务器联系，并进行解析。
• 降低非本地域名解析的开销，解决方法 是引入缓存（caching）技术。
四、域名解析的算法 1.解析方式： 反复解析：每一次联系一个不同的 服务器。 递归解析：请求一个服务器系统完 成全部解析。
16
四、域名解析的算法
2.解析算法流程图 开始 构造域名查询 将查询发本地服务器
产生下一个服务器 N 响应，并传回客户
反复 解析
何种解 析方式？
名字是本地服务 器所负责子域？
7
二、域的分层及表示
3.主机的全称域名 – 域名结构：hostname.domain，即主 机名＋它所在的域名； – 对于浙大计算机系主机cs的全称域名 为：；
8பைடு நூலகம்
4.1域名系统
三、域名解析系统（D N Resolve S)
1. DNRS的功能：由域名映射出其IP地址； 2.DNRS的模式：客户/服务器(Client/Server)模 式。
4
4.1域名系统
二、域的分层及表示
1.域的树型结构： – 因特网被分为几百个顶层域，每个域包括多个 主机； – 每个域被分为子域，下面还有更详细的划分； – 树叶代表没有子域的域（包含机器），一个树 叶可包含一个主机、或一个公司（含成千台主 机）。
5
域的树型结构示意图
通用的
int edu … com
3
一、DNS概述
2.DNS的使用方式
– 为了把一个名字映射为一个IP地址，应用程序调 用名叫解析器（Resolver）的库过程，参数为名字；
– 解析器将UDP分组传送到本地DNS服务器上，本 地DNS服务器查找名字并将IP地址返回给解析器， 解析器再把它返回给调用者。
– 有了IP地址，程序就可与目的方建立TCP连接， 或向它发送UDP分组。
7 4
3
6
Yale Cs名字服务器 5 Yale名字服务器 14
三、域名解析系统
4.DNRS的特点 •高效： 理论上，应自顶向下的方法解析； 实际上，基本在本地解析。
•可靠：单个计算机故障不妨碍系统运行； •通用：面对所有域名； •分布：一组服务器协同运作。
15
4.1域名系统
器的单独区域
cs www
显示区域划分的部分DNS名字空间
12
3.域名服务器系统的结构
根服务器
…
…
名字服务器的实现结构
根服务器包含了根和最高层信息 子域服务器包含了其所管辖之下的所有信息 每次解析是访问多个服务器后的综合结果
13
解析器多步骤查询远程名字示意图
根服务器
…
…
问题：一个上的解析器想要知道主机
的IP地址。
Com sun
Edu
原始服务器 名字服务器 名字服务器
过程:
1
2
8
计算机网络
1
第四章 计算机网络中的高层应用
内容提要
• 域名系统 • 网络应用服务平台 • 电子邮政服务 • WWW多媒体信息发布服务 • 文件传输与远程登录服务 • 其他网络高层应用
2
4.1域名系统
一、DNS(Domain Name System)概述 1.DNS的定义： – DNS是一种字符型的主机命名机制。 – DNS核心是分级的、基于域的命名机 制以及为了实行这个命名机制的分布 式数据库系统。
4.2网络应用服务平台
前言 • 网络应用服务平台是一个能向 用户提供多种典型网络高层应 用服务的计算机网络设施系统。
21
4.2网络应用服务平台
一、客户/服务器模型 1.C/S模型的概述
• C/S是TCP/IP网多数应用所采用的计算模 型；是网络/文件服务器计算模型的缺陷导 致其产生并发展的；
18
4.1域名系统
五、域名服务的使用 1.概述： 域名服务的使用是指客户端解析器的 配置； 配置内容包括客户主机的域名全称和 解析器将联系的名字服务器的IP地址； 名字服务器可以多个，设置的次序将 是客户端查询的次序。
19
五、域名服务的使用
2.配置操作——以windows 98平台为例 开始→设置→控制面板→网络 →TCP/IP（网络组件中）→属性 →DNS配置→启用DNS； 在“DNS服务搜索顺序”框中输入将 查询的名字服务器； 在“域后缀搜索顺序”框中输入客户 机域名。
国家 根
gov cn jp … 顶层域
yale
sun
edu … com
子域
cs eng eng jack mail
ougz xxx cs www
树叶（ 多指主
机）
6
二、域的分层及表示
2.域的表示——域标号 – 域标号由字母、数字及“-”表示，最多 不超过63个字符，路径全名不能超过255 个字符。例：cs，m-123，163等； – 域名对大小写不敏感； – 域名命名规则遵循组织界限，而不是物理 网络。
客户端是解析器程序，负责管理请求，查 询名字服务器。解释从服务器返回的响应并 将之传送给请求方。
9
2.DNS的客户/服务器模式
服务器是存有域名空间信息的主 机，它是解析系统的核心，这种服 务器又叫做域名服务器或名字服务 器。
10
三、域名解析系统
3.域名服务器系统的结构 理论上，一台名字服务器就可包括整个 DNS数据库，并响应所有的查询；
实际上，服务器会由于载荷过重而一无 是处。另外，如果服务器失效，整个因特 网就会崩溃。
为了避免仅有一个信息源的问题，DNS 名字空间被划分为一些不交叉的区域。
11
3.域名服务器系统的结构
int edu … com
yale
sun
cs eng eng
jack mail
耶鲁大学有一个 c服n 务器jp，它… 处理， 但不e处du理… ，因为后者有一个 具有ou自gz己名x字xx服务
递归解析
请求下一服务器 解析，结果回客户
客户端操作
Y
服务器操作
从库中取相应 地址传回客户
结束
17
四、域名解析的算法
• 对于反复解析，本地服务器返回给客户 端一个响应，指明为解析该名字应联系 的下一个名字服务器。
• 对于递归解析，本地服务器就和能解析 该名字的服务器联系，并进行解析。
• 降低非本地域名解析的开销，解决方法 是引入缓存（caching）技术。
四、域名解析的算法 1.解析方式： 反复解析：每一次联系一个不同的 服务器。 递归解析：请求一个服务器系统完 成全部解析。
16
四、域名解析的算法
2.解析算法流程图 开始 构造域名查询 将查询发本地服务器
产生下一个服务器 N 响应，并传回客户
反复 解析
何种解 析方式？
名字是本地服务 器所负责子域？
7
二、域的分层及表示
3.主机的全称域名 – 域名结构：hostname.domain，即主 机名＋它所在的域名； – 对于浙大计算机系主机cs的全称域名 为：；
8பைடு நூலகம்
4.1域名系统
三、域名解析系统（D N Resolve S)
1. DNRS的功能：由域名映射出其IP地址； 2.DNRS的模式：客户/服务器(Client/Server)模 式。
4
4.1域名系统
二、域的分层及表示
1.域的树型结构： – 因特网被分为几百个顶层域，每个域包括多个 主机； – 每个域被分为子域，下面还有更详细的划分； – 树叶代表没有子域的域（包含机器），一个树 叶可包含一个主机、或一个公司（含成千台主 机）。
5
域的树型结构示意图
通用的
int edu … com
3
一、DNS概述
2.DNS的使用方式
– 为了把一个名字映射为一个IP地址，应用程序调 用名叫解析器（Resolver）的库过程，参数为名字；
– 解析器将UDP分组传送到本地DNS服务器上，本 地DNS服务器查找名字并将IP地址返回给解析器， 解析器再把它返回给调用者。
– 有了IP地址，程序就可与目的方建立TCP连接， 或向它发送UDP分组。
7 4
3
6
Yale Cs名字服务器 5 Yale名字服务器 14
三、域名解析系统
4.DNRS的特点 •高效： 理论上，应自顶向下的方法解析； 实际上，基本在本地解析。
•可靠：单个计算机故障不妨碍系统运行； •通用：面对所有域名； •分布：一组服务器协同运作。
15
4.1域名系统
器的单独区域
cs www
显示区域划分的部分DNS名字空间
12
3.域名服务器系统的结构
根服务器
…
…
名字服务器的实现结构
根服务器包含了根和最高层信息 子域服务器包含了其所管辖之下的所有信息 每次解析是访问多个服务器后的综合结果
13
解析器多步骤查询远程名字示意图
根服务器
…
…
问题：一个上的解析器想要知道主机
的IP地址。
Com sun
Edu
原始服务器 名字服务器 名字服务器
过程:
1
2
8
计算机网络
1
第四章 计算机网络中的高层应用
内容提要
• 域名系统 • 网络应用服务平台 • 电子邮政服务 • WWW多媒体信息发布服务 • 文件传输与远程登录服务 • 其他网络高层应用
2
4.1域名系统
一、DNS(Domain Name System)概述 1.DNS的定义： – DNS是一种字符型的主机命名机制。 – DNS核心是分级的、基于域的命名机 制以及为了实行这个命名机制的分布 式数据库系统。