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【正文】 Unit 9 數(shù)字信號和信號處理Unit 91第一部分：數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理（DSP）是研究數(shù)字表示的信號以及這些信號的處理方法。數(shù)字信號處理和模擬信號處理是信號處理的子領(lǐng)域。數(shù)字信號處理包括音頻及語音信號處理、聲納和雷達(dá)信號處理、傳感器陣列處理、譜估計(jì)、統(tǒng)計(jì)信號處理、圖像處理、通信信號處理、生物醫(yī)學(xué)信號處理等子領(lǐng)域。數(shù)字信號處理的目標(biāo)通常是測量連續(xù)的真實(shí)世界的模擬信號或?qū)ζ錇V波，因此，第一步常常是使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號從模擬形式轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。通常，要求的輸出信號為另一個(gè)模擬輸出信號，這就需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器。數(shù)字信號處理的算法有時(shí)通過使用專用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，它們（專用計(jì)算機(jī)）利用被稱為數(shù)字信號處理器的專用微處理器（簡稱DSP）。這些數(shù)字信號處理器實(shí)時(shí)處理信號，通常是針對具體目的而設(shè)計(jì)的專用集成電路（ASIC）。當(dāng)靈活性和快速開發(fā)比大批量生產(chǎn)的成本更重要時(shí)，DSP算法也可以用現(xiàn)場可編程門陣列來實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號處理域在數(shù)字信號處理中，工程師通常在下面幾個(gè)域的一個(gè)域中來研究數(shù)字信號：時(shí)域（一維信號），空域（多維信號），頻域，自相關(guān)域以及小波域。他們按照某些依據(jù)來猜測（或試驗(yàn)不同的可能性）那一個(gè)域能夠最好地表示信號的本質(zhì)特性來選擇在其中進(jìn)行信號處理的域。從測量設(shè)備得到的樣本序列產(chǎn)生（信號的）時(shí)域或空域表示，而離散Fourier變換則產(chǎn)生頻域表示即頻譜。自相關(guān)定義為信號與其自身經(jīng)過時(shí)間或空間間隔變化后的互相關(guān)。信號采樣隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的增長，數(shù)字信號處理的使用和需求日益增多。為了能夠在計(jì)算機(jī)上使用模擬信號，必須使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對其進(jìn)行數(shù)字化。采樣通常分兩步實(shí)現(xiàn)：離散化和量化。在離散化階段，信號空間被分割為相等的區(qū)間，用相應(yīng)區(qū)間的代表性信號值代替信號本身。在量化階段，用有限集中的值來近似代表性的信號值。為了能夠正確地重建被采樣的模擬信號，必須滿足奈奎斯特香農(nóng)采樣定理。定理規(guī)定：采樣頻率必須大于兩倍的信號帶寬。實(shí)際應(yīng)用中，采樣頻率通常遠(yuǎn)大于信號帶寬的兩倍。最常用的帶寬是：DC~BW（基帶）；以及fc177。BW，即以載波頻率為中心的頻帶（直接調(diào)制）。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）用來將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換回模擬信號。數(shù)字計(jì)算機(jī)的使用是數(shù)字控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。時(shí)域和空域時(shí)域和空域中最普通的處理方法是用一種叫做濾波的方法增強(qiáng)輸入信號。濾波通常由在輸入或輸出信號當(dāng)前樣本周圍的許多樣本的某種變換組成。有很多表示濾波器特性的方法，例如：l “線性”濾波器是對輸入樣本的線性變換；其他的濾波器為非線性的。線性濾波器滿足疊加條件，就是說，如果輸入是不同信號的加權(quán)線性組合，輸出就是（各信號）相應(yīng)輸出的同樣加權(quán)線性組合。l “因果”濾波器僅使用

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