《DSP02模数转换和数模转换20160911》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP02模数转换和数模转换20160911（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2章 模数转换和数模转换 内容纲要 2.1 简单的 DSP系统 2.2 采样 2.3 量化 2.4 模数转换 2.5 数模转换 （模拟信号） 语音、音乐、图像 能处理的数字信号 模拟信号 图 2.1 典型数字信号处理系统 误差 转成 不能在模拟 世界中存在 2.1 简单的 DSP系统 表示时间 表示采样时刻 模拟信号表示为： 数字信号表示为： 模拟信号 采样保持信号 数字信号 2.2 采样 奈奎斯特采样理论 在所示采样点，两个模拟信号可以产生同一组采样值。 要避免这种情况 选择合适的采样间隔 采样频率足够大 采样周期 足够小 采样定理：最大 频率为 W Hz的信号，至少要以每秒 2W 次的
2、 采样率进行采样，才可能由采样值恢复原来的信号。 奈奎斯特采样率：最小采样频率 奈奎斯特频率 ： 系统采样速率的一半 奈奎斯特 范围： 零到奈奎斯特频率的 范围 模拟信号 数字信号 欠采样的模拟信号 时域混叠（采样频率为 40 kHz） 混叠现象 ： 高于采样速率一半的频率将折返并还原成低频信号。 抗混叠滤波器： 系统采样频率选定，要采取措施确保大于 奈奎斯特频率（ 采样速率一半 ）的频率分量从 系统中排除，许多信号包括噪声或其它次要高频分量，在采样前要将它们 消除，这就是抗混叠滤波器的作用。 抗混叠滤波器 从要被采样的信号中消除了所有超过奈奎斯特频率的信号分量，以确保奈奎斯特采样将足以完整地
3、记录信号。同时消除了所有超过奈奎斯特频率的噪声，防止高频噪声对有用信号的干扰。 抗 混 叠 滤 波 器 模拟信号的频谱 模拟抗混叠滤波器形状 滤波后模拟信号的频谱 模拟信号不论是否通过滤波，只要有可确定的最大频率，这个模拟信号就称为 带限信号 。 信号的单边频谱 信号的双边频谱 负频率没有物理意义，但可说明采样在频域里的作用。 信号 2.2 采样 从频率角度看采样 采样信号的频谱 镜像 镜像 镜像 镜像 镜像 镜像 镜像 采样的结果，原双边信号频谱的副本（称为镜像）位于采样频率的倍数处，即位于 采样信号的频谱 以奈奎斯特速率进行采样的正弦波 采样信号的频谱 镜像 镜像 镜像 镜像 镜像 镜像
4、镜像 非理想低通滤波器 理想低通滤波器 抗镜像滤波器 频率为 f 的信号 ， 采样后的频谱具有 kfs f Hz 的频率分量 ， 其中 fs 是采样频率 ， k 为所有整数 。 采样正弦波的频谱 kfs f 时域混叠（采样频率为 40 kHz） 10 kHz 和 30 kHz 的信号对于 40 kHz 的采样频率产生相同的采样频谱 。 可以通过略微改变采样频率 ， 把基带副本与真实信号区分开来 。 如果基带内的峰移动 ， 则它是假频 ， 反之则为真实信号 。 采样信号频谱 原双边信号频谱 镜像频率的计算 kfs f Hz 对复杂信号和正弦波同样适用 。 带限信号采样的频谱 基带 ，即 0到奈奎
5、斯特频率（采样频率的一半）范围内。从图中奈奎斯特范围中还原的信号是 原信号的基带形式 。 信号 奈奎斯特范围 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 f (kHz) fs 2fs 奈奎斯特范围 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 f (kHz) fs 2fs 信号 奈奎斯特范围 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 f (kHz) fs 信号 目标检测的欠采样 2.4 采样频率为 1 MHz 2.3 量化 数字信号的比特数限制了它的精度， 2比特只能有 00 、 01、10和 11四个数字代码，每个都有相应的量化电平。如要编码的模拟信号为 0到 2V，数字代码所对应量化电平分别为 0.25、0.75、 1.25及 1.75V。模拟信号可取 0.8V，但根据量化电平，数字信号不能取这个值。模拟采样值按最近的有效量化电平进行编码，所以当比特数有限时存在误差。比特数越多，数字信号与模拟信号就越接近。 2的补码 2.4 模数转换 & 2.5 数模转换 内容总结 2.10(a) 思考与练习 思考与练习 2.13、 2.15
