一、DSP 定义

DSP 定义 : 研究使用数字或符号序列表示信号 , 以及对这些序列作进行处理 ; 对含有信息的信号进行处理 , 提取希望得到的信息 ;

二、DSP 知识领域

DSP 领域组成 :

信号采集 : A/D 转换 , 抽样定理 , 多抽样率 , 量化噪声分析 ;
离散时间信号分析
离散时间线性非时变系统
信号处理中的快速算法
滤波技术
信号处理中的特殊算法
信号估值
信号建模
非平稳信号变换

三、A/D 转换

A/D 转换 : 模拟信号 →\rightarrow→ 数字信号 ;

采样位数 : 根据系统要求动态确定采样位数 , 采样位数指的是将模拟信号量化成指定比特的数字 , 如果采样位数是 888 位 , 则每个信号量 111 字节 , 取值范围 000 ~ 28−12^8 - 128−1 ;
动态范围 : A/D 转换位数每增加 111 位 , 对应的动态范围增加 6dB\rm 6 dB6dB ; 动态范围越大 , 越能表现出模拟信号的真实程度 ;

1、采样示例 1

信号 : xa(t)=sin(2πf1t)x_a(t) = sin(2 \pi f_1 t)xa(t)=sin(2πf1t) , f1=0.042kHzf_1 = 0.042kHzf1=0.042kHz ,

使用 Fs=10kHzF_s = 10kHzFs=10kHz 频率进行采样 ,

分别使用 666 位和 161616 位采样位数进行采样 , 红色的线是 666 位采样 , 蓝色的线是 161616 位采样 ,

如果采样波形出现了阶梯形状 , 说明采样位数不够 , 无法以较高的精度编码模拟信号 ;

下图是 666 位采样和 161616 位采样的频谱图 , 采样位数越多 , 量化的噪声就越小 ; 161616 位采样的量化噪声就很小 , 频谱图很光滑 ;

2、采样示例 2

信号 :

xa(t)=sin⁡(2πf1t)+0.0055×cos⁡(2πf2t)x_a(t) = \sin(2\pi f_1t) + 0.0055 \times \cos(2\pi f_2t)xa(t)=sin(2πf1t)+0.0055×cos(2πf2t)

f1=0.042kHz,f2=2.3kHzf_1 = 0.042kHz , f_2 = 2.3kHzf1=0.042kHz,f2=2.3kHz

采样频率 Fs=10kHzF_s = 10kHzFs=10kHz , 两个信号之差是 45dB45 dB45dB ;

在大信号中叠加了一个小信号 , 下图中的两个信号之间差距 45dB\rm 45 dB45dB , 左侧是 666 位采样 , 右侧是 161616 位采样 ;

分析 666 位采样的频谱图很难分辨出 0.0055×cos⁡(2πf2t)0.0055 \times \cos(2\pi f_2t)0.0055×cos(2πf2t) 信号 ,

在 161616 为采样的频谱图中 , 就可以清楚的分辨出 0.0055×cos⁡(2πf2t)0.0055 \times \cos(2\pi f_2t)0.0055×cos(2πf2t) 信号 ;

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