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1、Final ReviewT见懒硅侩曰雌渔阳止糟宵颜深耀户樱仰揭畸诅俊渍妓丝奄扫习屠打唐雍民数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system1.模拟信号数字化过程的原理框图模拟信号数字化过程的原理框图模拟信号数字化过程的原理框图模拟信号数字化过程的原理框图 使用使用使用使用ADCADC变换器对连续信号进行采样的过程变换器对连续信号进行采样的过程变换器对连续信号进行采样的过程变换器对连续信号进行采样的过程x(t)Analog input如何由连续信号如何由连续信号如何由连续信号如何由连续信号x(t)x(t
2、)获得数字信号获得数字信号获得数字信号获得数字信号x(n)x(n)。廓讫考取含茧追钩涤衡离惯盯廊贺袁默返鱼沼踪羞样今妊郝半邻阴心硬梧数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system2. 2. 时域采样定理时域采样定理时域采样定理时域采样定理 保证采样前后信号不失真的条件。保证采样前后信号不失真的条件。保证采样前后信号不失真的条件。保证采样前后信号不失真的条件。 一些重要的定义一些重要的定义一些重要的定义一些重要的定义 折叠频率折叠频率折叠频率折叠频率 folding frequencyfolding
3、frequency：采样频率的一半采样频率的一半采样频率的一半采样频率的一半 s/2s/2。 奈奎斯特采样频率：采样频率奈奎斯特采样频率：采样频率奈奎斯特采样频率：采样频率奈奎斯特采样频率：采样频率 s s为信号最高频率的两倍为信号最高频率的两倍为信号最高频率的两倍为信号最高频率的两倍，是正确采样所必需的最低采样率。是正确采样所必需的最低采样率。是正确采样所必需的最低采样率。是正确采样所必需的最低采样率。 奈奎斯特间隔奈奎斯特间隔奈奎斯特间隔奈奎斯特间隔 Nyquist intervalNyquist interval: : 最大允许的采样间隔最大允许的采样间隔最大允许的采样间隔最大允许的采样
4、间隔除采样频率之外，采样过程还有什么需要注意的问题？除采样频率之外，采样过程还有什么需要注意的问题？除采样频率之外，采样过程还有什么需要注意的问题？除采样频率之外，采样过程还有什么需要注意的问题？轰鹿极孪晶樱蒸眺缕蹭芯萎头耕末通诣知租滦坑禹洗滓织慈再往站摩有缀数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system3. 3. 使用使用使用使用z-z-变换对离散信号和系统进行分析变换对离散信号和系统进行分析变换对离散信号和系统进行分析变换对离散信号和系统进行分析 z-z-变换的定义和收敛域；变换的定义和收敛域；
5、变换的定义和收敛域；变换的定义和收敛域；使用使用使用使用z-z-变换求解差分方程；变换求解差分方程；变换求解差分方程；变换求解差分方程；根据系统函数根据系统函数根据系统函数根据系统函数H(z)H(z)的极点分布分析系统的因果性和稳定性；的极点分布分析系统的因果性和稳定性；的极点分布分析系统的因果性和稳定性；的极点分布分析系统的因果性和稳定性；由系统的零极点分布分析系统的频响特性。由系统的零极点分布分析系统的频响特性。由系统的零极点分布分析系统的频响特性。由系统的零极点分布分析系统的频响特性。届恫再珍照交龙居哼桌志逗保掂盖若曝命彪擅蛊妹核摸正械嫩迹属遏赂难数字信号处理chapter 1数字信号处
6、理chapter 1Chapter 2 Discrete Fourier Transform1 1 信号时域表现形式和其频谱之间的对应关系信号时域表现形式和其频谱之间的对应关系信号时域表现形式和其频谱之间的对应关系信号时域表现形式和其频谱之间的对应关系3 DFT3 DFT的物理含义的物理含义的物理含义的物理含义 DFT DFT，z-z-变换和序列的傅立叶变换之间的关系，变换和序列的傅立叶变换之间的关系，变换和序列的傅立叶变换之间的关系，变换和序列的傅立叶变换之间的关系，理解频域采样定理的含义；理解频域采样定理的含义；理解频域采样定理的含义；理解频域采样定理的含义；2 DFT2 DFT变换的基本
7、思想变换的基本思想变换的基本思想变换的基本思想帐宛缕锰避抵嘘自暖投惹亏禾及涉札狱令剔脑睦敷苗蛤幼窘幕砸察啤晨鸭数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 14 4 使用使用使用使用DFTDFT进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题1 1）用）用）用）用DFTDFT进行谱分析的误差问题进行谱分析的误差问题进行谱分析的误差问题进行谱分析的误差问题 （3 3）栅栏效应）栅栏效应）栅栏效应）栅栏效应采样采样加窗加窗卷积卷积（1）（3）（2）（1 1）混叠现象）混叠现象）混叠现象）混叠现象（2 2）截断效应）截断效应）截断效应）截断效应摊署
8、颈殷刹秃感裂核亥口纶馋析逞卤孽读陈匿臀世戚贾骏哇碴垣帅鲜砾汐数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 14 4 使用使用使用使用DFTDFT进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题进行谱分析时的一些问题2 2）时域：时域：fs fs，T T，N N，TpTp；频域：；频域：F F和谱分析范围。和谱分析范围。处池销斧品底央丽质没你燥月辖抡执留瘫啥冤耍送剿拘盔猖滔善倒耸恩散数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1例：对实时信号进行谱分析，信号最高频率例：对实时信号进行谱分析，信号最高频率 ，要求谱分辨率，要求谱分辨率满足满足 ，试确定以
9、下参数的取值：，试确定以下参数的取值： 圾儿撤绘牌韧笔奶缀栽名镍菇泵扑砧窟非蝗喇煽戮颖俱未麦蔼目恋涕各珐数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 3 Fast Fourier Transform1 81 8点和点和点和点和1616点点点点DIT-FFTDIT-FFT算法流程图算法流程图算法流程图算法流程图2 2 求解求解求解求解NN点点点点DFTDFT系数，直接计算和系数，直接计算和系数，直接计算和系数，直接计算和FFTFFT计算在计算次数的比较计算在计算次数的比较计算在计算次数的比较计算在计算次数的比较3 3 使用使用使用使用FFTFFT计算计算计算计算IF
10、FTIFFT的方法（两种方法）的方法（两种方法）的方法（两种方法）的方法（两种方法）4 4 实序列实序列实序列实序列FFTFFT算法：算法：算法：算法：1 1个个个个NN点点点点FFTFFT计算：计算：计算：计算：2 2个个个个NN点实序列点实序列点实序列点实序列FFTFFT1 1个个个个2N2N点实序列点实序列点实序列点实序列FFTFFT5 5 使用使用使用使用FFTFFT计算两个序列线性卷积：重叠相加法计算两个序列线性卷积：重叠相加法计算两个序列线性卷积：重叠相加法计算两个序列线性卷积：重叠相加法赋或常忌清剃子卸收墟皆翠酥君哉薯迎赁释县革魏齿杉匙炭俊洁痴沸死扭数字信号处理chapter 1
11、数字信号处理chapter 1Chapter 3 Fast Fourier Transform5 5 使用使用使用使用FFTFFT计算两个序列线性卷积计算两个序列线性卷积计算两个序列线性卷积计算两个序列线性卷积X(k)H(k)X(k)H(k)FFTFFTIFFTIFFT补零补零补零补零补补补补零零零零FFTFFTWe can compute linear convolution using circular convolution if length of FFTs satisfy 。RelationshipRelationshipIf M is far larger than N, deco
12、mpose x(n) into short sequence:Overlap-add method; Overlap-save method挂改膜刨址厉钝湖要按辅况搁穷树页彭壶响颤迅喊厩遂侠量阔拾督舵裸榨数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 3 Fast Fourier Transform-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1蝶形运算蝶形运算蝶形运算蝶形运算旋转因子旋转因子旋转因子旋转因子运算符号运算符号运算符号运算符号输入倒序输入倒序输入倒序输入倒序输出正序输出正序输出正序输出正序淘尉建刘赵减窄比
13、遣牛勿翠驻盛千茧苏取誉讣瑞诵隆氛懊讯篱今隶冀寥简数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 3 Fast Fourier Transform1.如果通用计算机的速度为平均每次复数乘需要5 ，每次复数加需要1 ，用来计算N=1024点DFT，问直接计算需要多少时间？用基2 DIT-FFT计算需要多少时间？按这样计算，用FFT进行快速卷积对信号进行处理时，估算可实现实时处理的信号最高频率。（P127-1） 康柯揪抚保奎械祈抽崩糜先丢衔示墨嫉袭袄挛的黄锑进屠枢速起咙犯配梨数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 3 Fast Four
14、ier Transform当 时，直接计算DFT的复数乘法运算次数为 次，复数加法计算次数为 次，直接计算所用计算时间用FFT计算1024点DFT所需计算时间为：快速卷积时，要计算一次N点FFT一次N点IFFT和N次频域复数乘数。所以，计算1024点快速卷积的计算时间约为 。所以，每秒钟处理的采样点数（即采样速率）由采样定理可知，可实时处理的信号最高频率 。 暮寿廊乡荚斧号涛勿途绅零生踏党制钟铀版目碰经刻钎轰绵砖侈漾滞嚏痊数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 4 Basic structure of Digital Filter1 1 理解理解理解理解II
15、RIIR数字滤波器四种结构的特点数字滤波器四种结构的特点数字滤波器四种结构的特点数字滤波器四种结构的特点2 2 理解理解理解理解FIRFIR数字滤波器两种结构的特点数字滤波器两种结构的特点数字滤波器两种结构的特点数字滤波器两种结构的特点3 3 给出一个简单的系统，能够流程图进行描述。（习题）给出一个简单的系统，能够流程图进行描述。（习题）给出一个简单的系统，能够流程图进行描述。（习题）给出一个简单的系统，能够流程图进行描述。（习题）直接型，直接直接型，直接直接型，直接直接型，直接IIII型，级联型，并联型。型，级联型，并联型。型，级联型，并联型。型，级联型，并联型。直接型，级联型。直接型，级联
16、型。直接型，级联型。直接型，级联型。琼点酶垄角五眉讲巨吻撕礼路圈悉汝环抛俭疲刮阶铰对辱处撞揽考焊汕附数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 5 IIR digital filter1. 1.模拟滤波器设计数字滤波器（映射）模拟滤波器设计数字滤波器（映射）模拟滤波器设计数字滤波器（映射）模拟滤波器设计数字滤波器（映射） 必须满足两个条件：必须满足两个条件：必须满足两个条件：必须满足两个条件： （1 1）频响模拟：）频响模拟：）频响模拟：）频响模拟： j j 单位圆上单位圆上单位圆上单位圆上 （2 2）因果稳定性一致：）因果稳定性一致：）因果稳定性一致：）因果稳
17、定性一致：s s左半平面左半平面左半平面左半平面 单位圆内单位圆内单位圆内单位圆内2. 2.两种典型的设计方法：脉冲响应不变法和双线性变换法两种典型的设计方法：脉冲响应不变法和双线性变换法两种典型的设计方法：脉冲响应不变法和双线性变换法两种典型的设计方法：脉冲响应不变法和双线性变换法 数字化设计的基本步骤以及各自的特点。数字化设计的基本步骤以及各自的特点。数字化设计的基本步骤以及各自的特点。数字化设计的基本步骤以及各自的特点。3. 3. 原型变换法基本思想原型变换法基本思想原型变换法基本思想原型变换法基本思想 模拟低通滤波器模拟低通滤波器模拟低通滤波器模拟低通滤波器-数字高通、带通、带阻滤波器
18、数字高通、带通、带阻滤波器数字高通、带通、带阻滤波器数字高通、带通、带阻滤波器 模拟滤波器设计数字滤波器设计原理模拟滤波器设计数字滤波器设计原理模拟滤波器设计数字滤波器设计原理模拟滤波器设计数字滤波器设计原理 DF DF设计需求设计需求设计需求设计需求 AFAF设计需求设计需求设计需求设计需求 AF AF的的的的HHa a(s) (s) DF DF的的的的HH (z)(z)臭择窗瞥洗畔橡丧咋钥依馏祥偏缓则煎烦烷饿靶虐吗佣窄欺链锋拢猜撬孕数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1使用模拟滤波器设计数字滤波器基本步骤使用模拟滤波器设计数字滤波器基本步骤使用模拟滤波器设计数字滤波器
19、基本步骤使用模拟滤波器设计数字滤波器基本步骤(1)(1)确定数字滤波器技术指标确定数字滤波器技术指标确定数字滤波器技术指标确定数字滤波器技术指标(2)(2)技术指标转换：数字技术指标转换：数字技术指标转换：数字技术指标转换：数字 模拟模拟模拟模拟 脉冲响应不变法：脉冲响应不变法：脉冲响应不变法：脉冲响应不变法： = = /T/T 双线性变换法：双线性变换法：双线性变换法：双线性变换法：(3)(3)实现模拟滤波器设计实现模拟滤波器设计实现模拟滤波器设计实现模拟滤波器设计HHa a(s)(s)(4)(4)将模拟滤波器将模拟滤波器将模拟滤波器将模拟滤波器 数字滤波器数字滤波器数字滤波器数字滤波器脉冲
20、响应不变法脉冲响应不变法：使用 将模拟滤波器极点si 映射为数字滤波器极点zi。双线性变换法双线性变换法：使用映射 实现模拟滤波器传递函数到数字滤波器传递函数的转化。淆粮午蚁虫洞诊农拨粒照溪械罚染筐氦狭憎象盂指钡空伟纷殖慷防劣起娱数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 5 IIR digital filter1.已知模拟滤波器的传输函数为：（1）（2） 试采用脉冲响应不变法和双线性变换法将其转换成数字滤波器，设T=2 s 。（P194-5） 秽乏噬槐誉剂瞎励永矾碳联潘湾隧贾扦译曙窍雅蜕灶殖犬霉鸿稀供拇酥莽数字信号处理chapter 1数字信号处理chapte
21、r 1Chapter 5 IIR digital filter解题方法：脉冲响应不变法：脉冲响应不变法：（1）将 部分分式展开（2）直接将s平面极点si 映射为z平面极点 ，H(z)表达 为双线性变换法：双线性变换法：对诽饼唆款抗固汐长鳃父囱克夺丘妻悬哆韶试膊嫉刑族锐备愚锅吝匙玄荚数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 5 IIR digital filter解：（1）直接按脉冲响应不变法设计公式， 的极点为： 部分分式展开：代入T=2s，整理后得：隋午扣护吾季啤镐迷凑溅硷贵浦寄泻赃伟渤玄疑米廖恋与摊瞒哇流难变膛数字信号处理chapter 1数字信号处理ch
22、apter 1Chapter 5 IIR digital filter解：用双线性变换法 鹰旷氦山同缩棋胯谅艘兽玄窄童思债酞似秤竹肚懒割测喷斥背谭蛊肢幌仁数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 6 FIR digital filter1. 1. 线性相位的含义线性相位的含义线性相位的含义线性相位的含义2. FIR2. FIR滤波器满足线性相位的条件滤波器满足线性相位的条件滤波器满足线性相位的条件滤波器满足线性相位的条件3. 3. 窗函数法设计窗函数法设计窗函数法设计窗函数法设计FIRFIR滤波器的基本原理滤波器的基本原理滤波器的基本原理滤波器的基本原理 窗函
23、数的长度、类型与滤波器过渡带宽、阻带衰减等关窗函数的长度、类型与滤波器过渡带宽、阻带衰减等关窗函数的长度、类型与滤波器过渡带宽、阻带衰减等关窗函数的长度、类型与滤波器过渡带宽、阻带衰减等关 键指标之间的关系。键指标之间的关系。键指标之间的关系。键指标之间的关系。使用窗函数法设计使用窗函数法设计使用窗函数法设计使用窗函数法设计FIRFIR数数数数字滤波器设计原理字滤波器设计原理字滤波器设计原理字滤波器设计原理 究挣辈懂褐到窃操衍菏奠咬收敦霉激统鱼合淖驻记钵绍火贴巧烧买瓜弊盛数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1考试说明考试说明1. 1. 填空填空填空填空题题题题 2020分
24、分分分2. 2. 判断判断判断判断题题题题 1010分分分分3. 3. 简答题简答题简答题简答题 3 30 0分分分分4. 4. 计算题计算题计算题计算题 20 20分分分分5. 5. 综合题综合题综合题综合题 20 20分分分分基础题型：基础题型：基础题型：基础题型：70% - 80%70% - 80%提高题：提高题：提高题：提高题： 20% - 30% 20% - 30%主要考察的是对基本知识和基本方法的掌握程度，对于较为主要考察的是对基本知识和基本方法的掌握程度，对于较为主要考察的是对基本知识和基本方法的掌握程度，对于较为主要考察的是对基本知识和基本方法的掌握程度，对于较为复杂的公式推导
25、，不做要求。以课件作为复习资料。复杂的公式推导，不做要求。以课件作为复习资料。复杂的公式推导，不做要求。以课件作为复习资料。复杂的公式推导，不做要求。以课件作为复习资料。憨婆事嚼瘁俩锰柏砸架泼陆趴浩孩湃炯迭墓主拿絮滓昌臆切海卖筛蚜厨搏数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1考试要求考试要求1. 1. 可以使用计算器，但不能使用掌上电脑；可以使用计算器，但不能使用掌上电脑；可以使用计算器，但不能使用掌上电脑；可以使用计算器，但不能使用掌上电脑；2. 2. 在考试的时候注意答题要求。在考试的时候注意答题要求。在考试的时候注意答题要求。在考试的时候注意答题要求。 注意：以下题目仅
26、注意：以下题目仅注意：以下题目仅注意：以下题目仅0801101-030801101-03班及实验学院同学作答。班及实验学院同学作答。班及实验学院同学作答。班及实验学院同学作答。3. 3. 对于本学期课程的学习总结。对于本学期课程的学习总结。对于本学期课程的学习总结。对于本学期课程的学习总结。考试时间：考试时间：考试时间：考试时间：6 6月月月月2323日日日日 15:45-17:45 15:45-17:45， 0801101-020801101-02，正心，正心，正心，正心1212；0801103 0801103 ，正心，正心，正心，正心1313；实验学院，正心；实验学院，正心；实验学院，正心
27、；实验学院，正心14 14 答疑时间：答疑时间：答疑时间：答疑时间：6 6月月月月2222日，下午日，下午日，下午日，下午10:00-11:4510:00-11:45，正心，正心，正心，正心210210。担坛激侈婆床耪箭汉跑隶盗迅礁累沿汇嘻羊薯气阵曰僵振愁渴施幽睛田锅数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system1.判断系统线性时不变特性判断系统线性时不变特性令输入为令输入为 ，输出为，输出为:而而所以系统为时变系统。所以系统为时变系统。P26-5 (4)朴语下蹬清诚垂猎苑颊拧格边程内翠恕寄垦蛔题罐
28、颈棕枕锻倪空饯犀秽育数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1嚷歇咋镀真扬卧抿颂裴萝福乳甭贪激蟹薄爵梭淑砰姓详砒另党琵堕帽办碎数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system类似题型类似题型另耙奈秒陷扁瓷弗赘嘘臀盂胎屹佬荫茬健殴骇凛毙讹愉粕风遵柄张刑婶亢数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system2.判断系统因果稳定特性判断系统因果稳定特性P26-6媳陕炒腻足建聊麦董秉极野膛朝另琳洪听敢
29、陕仗畏汽糜争幌讶诌继殊绰徊数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 Discrete-time signal and system2.判断系统因果稳定特性判断系统因果稳定特性奸朽释受尼瘪拒擎佑瓜涅田笑随银怪纷针殿铀恨桩开监吟凶惦拭昌屹哮巫数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题补充题设设设设 为带限信号，频带宽度为为带限信号，频带宽度为为带限信号，频带宽度为为带限信号，频带宽度为 ，其频谱为，其频谱为，其频谱为，其频谱为 ，如图，如图，如图，如图所示：所示：所示：所示：（1 1 1 1）求）求）求）求 ， 的带
30、宽，的带宽，的带宽，的带宽， 的奈奎斯特频率的奈奎斯特频率的奈奎斯特频率的奈奎斯特频率 ， 与奈与奈与奈与奈奎斯特间隔奎斯特间隔奎斯特间隔奎斯特间隔 。（2 2 2 2）设用抽样序列）设用抽样序列）设用抽样序列）设用抽样序列 对信号进行抽样，得到对信号进行抽样，得到对信号进行抽样，得到对信号进行抽样，得到抽样信号抽样信号抽样信号抽样信号 ，求其频谱，求其频谱，求其频谱，求其频谱 ，并画出频谱图。，并画出频谱图。，并画出频谱图。，并画出频谱图。（3 3 3 3）若用同一个信号）若用同一个信号）若用同一个信号）若用同一个信号 对对对对 ， 进行抽样，画出两个进行抽样，画出两个进行抽样，画出两个进行
31、抽样，画出两个抽样信号的频谱图。抽样信号的频谱图。抽样信号的频谱图。抽样信号的频谱图。 镣赎遂千赎蛤终落巍愈崔僚灾桶只闪忧条烈抓藉月旗老漠央膘码奔噎采疵数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（1）20.5刁终艺欢邦膳通蝎斗身榴哗征耶绅尊仍光佯甥亿味阀阐描诛辖蘸求萨睡潜数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（2）焰伪耀豢青诸厂贼阴属盈淳鳃代广恒辟渴惑疵幂宫将芬皱畴免会伤契翱臭数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（2）拦衔送驱辖栏
32、渣孜巫孜赏咐坚酗汲警帕台笺严旦妆护无氓瞪阶壶碧二疏寿数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（3）崭套乎乏拖坑拢埠辕竟谗邀酬瘪硼衙疗梗匠雷舀孙稿垄栗惭榔牛伶猛伊碰数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（3）0.5盛川希斟完例哈温剑萝尉郑掖荣锁绦砰恫扰鼓至污籽仙之碉吁得报缸览表数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1Chapter 1 补充题（补充题（3）同理：2馋镣炎往惜嗜帕本帘稍象容呻涤掇舟贱浓淳桥莱鳖瑰锈濒蹈涛背混绚脸委数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1预祝大家考试取得好成绩预祝大家考试取得好成绩Enjoy teachingEnjoy learning吗衬憨蹲议颖牟抱湛攘哎渭雕拽梯斟得靴楚吝斌胺噶蟹份阳拣成畴蛊椽业数字信号处理chapter 1数字信号处理chapter 1
