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数字信号处理总复习

数字信号处理总复习第1章时域离散信号与系统1.1信号:传载信息的函数。

(1)模拟信号:在规定的连续时间内,信号的幅值可以取连续范围内的任意值,如正弦、指数信号等,即时间连续、幅值连续的信号。

(2)时域连续信号:在连续时间范围内定义的信号,信号的幅值可以是连续的任意值,也可以是离散(量化)的。

模拟信号是连续信号的特例,一般可以通用。

(3)时域离散信号:在离散的时间上定义的信号,独立(自)变量仅取离散值。

其幅值可以是连续的,也可以是离散(量化)的。

如理想抽信号是典型的离散信号,其幅值是连续的。

(4)数字信号:是量化的离散信号,或时间与幅值均离散的信号,即时间离散幅度被量化的信号为数字信号。

1.2 序列1.2.1序列的定义离散时闻信号可用序列来表示。

序列是一串以序号为自变量的有序数字的集合,简写作x(n)。

x(n)可看作对模拟信号x a(n)的脉冲,即x(n)=x a(n)也可以看作一组有序的数据集合。

1.2.2常用的序列(熟练掌握)数字信号处理中常用的典型序列列举如下:1.单位脉冲序列 2. 单位阶跃序列 3. 矩形序列 4. 实指数序列 5. 复指数序列 6. 正弦7. 周期序列及判别 1.2.3 序列运算(掌握) 1.3 时域离散系统(掌握特性) 1.4 卷积(掌握)例1.4-1、例1.4-21、图表法;2、表格阵法;3、相乘对位相加法;4、卷积的性质(了解)。

1.5 常系数线性差分方程1.6 数字化处理方法 理解物理概念及采样过程:熟练掌握采样定理:()()r n x b k n y a r Mr k Nk -=-∑∑==00()()()k n y a r n x b n y k Nk r M r ---=∑∑==1或:1.6-8、9式第2章 Z 变换与离散系统的频域分析2.1 Z 变换z 变换的定义可由抽样信号的拉氏变换引出的定义及过程。

2.2.1 Z 变换的收敛区理解Z 变换的收敛区的概念。

1)有限序列;2)左边序列;3)右边序列;2.2.2 典型序列的Z 变换(了解) 2.3 Z 反变换(了解)2.4 z 变换的性质与定理(了解)2.5 z 变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系(理解与掌握)傅里叶变换、拉普拉斯变换以及z 变换是在此之前学习过的三种变换。

下面讨论这三种变换之间的内在联系与关系。

要讨论z 变换与拉普拉斯变换的关系,先要研究z 平面与s 平面的映射(变换)关系。

§2.1节通过理想采样将连续信号的拉普拉斯变换与采样序列的z 变换联系起来,引进了复变量z ,它与复变量s 有下面的映射关系(P50-52)sT e z =2.6 序列的傅里叶变换及其性质ms f f T 211≤=m s Ω≥Ω22/s m Ω≤Ω彻底理解:序列的傅里叶变换及其性质 2.6.1 序列的傅里叶变换(掌握) P52 2.6.2 X(ej ω)与 X(j Ω) 的关系(掌握) 2.6.3 DTFT 的性质(了解) 2.6.4 DTFT 的对称性(了解) 2.7.1、系统函数(掌握)2.7.2、系统函数与差分方程(掌握)()()()k n x b k n y a n y k Mk k Nk -=-+∑∑==01解出:()()z X za zb z Y kk Nk kk Mk -=-=∑∑+=11得到系统函数:2.7.3 系统的因果稳定性(彻底理解掌握)1)因果系统;2)稳定系统;3)因果稳定系统 2.7.4 系统函数的零、极点与系统频响 (了解)第3章 离散傅里叶变换-DFT()()[]()()n h n x n x T n y *==()()()z X z H z Y Z =变换:()()()z X z b z Y z a z Y kk Nk kk N k -=-=∑∑=+01()()z X z b z Y z a k k Nk k k N k -=-=∑∑=⎪⎭⎫ ⎝⎛+011()()()kk Nk kk Mk z a z b z X z Y z H -=-=∑∑+==11()()∏∏=-=---=Nk kMk k z dz c A 1111113.1.1周期序列的傅里叶级数周期序列 FS:其中:例3.1-1(熟练掌握) 例3.1-2/3(了解) 3.1.2、离散傅里叶级数的性质(掌握)彻底理解并掌握例 3.1-4。

搞清线性卷积与周期卷积的区别。

3.2 离散傅里叶变换DFT (掌握)p82-83 3.2.1、离散傅里叶变换DFT 的定义 DFS:以上求和都只限于主值区,因而完全适用主值区序列()()kN n x n x +=~~()∞→-∞-∞=∑n n z n x ~()∞→∑∞-∞=n x n ~()dte t x TX t jk T T k Ω--⎰=~12/2/()()t x kT t x ~=+tjk k k e X Ω∞-∞=∑=()()nk NN n W n x k X ∑-==1~~()()nkN N k W k X Nn x --=∑=1~1~DFT:长度为 N 点的有限时宽序列x(n ) ,其DFT 仍为N 点的频域有限长序列X (k ) 。

x(n ) 与 X (k )构成有限长序列的DFT 对。

x(n ) 与 X (k )均为离散序列,可作数字处理。

3.2.2 DFT 与ZT 、DTFT 的关系(理解) 理解:例3.2-1;例3.2-2 3.3 DFT 的性质(理解) 会计算例3.1-13.4 频域采样与恢复(理解) 3.6 用DFT 作频谱分析(理解)第4章 离散傅里叶变换的计算-FFTDFT 在数字信号处理中有很重要的作用,如频谱分析、FIR DF 的实现、线性卷积等。

一个重要的原因是DFT 有高效算法。

为了了解高效算法的重要以及实现高效算法的思路,先介绍DFT 的运算特点,再具体讨论一种高效算法。

4.1 DFT 运算特点(彻底理解)熟练掌握下列表达式(为计算提供极大方便)()()⎪⎩⎪⎨⎧-≤≤=∑-=其它1010N k W n x k X nkN N n ()()⎪⎩⎪⎨⎧-≤≤=--=∑其它10110N n W k X N n x nkN N n周期性:4.1-2式对称性:4.1-3式所以:可约性:[W]阵的简化周期性 =====对称性 ====4.2 时间抽取基2FFT 算法(掌握) 理论推导:――>彻底理解作图法:―――>熟练掌握(8点DFT 的分解),画出蝶形图。

()()N nk NnkN W W =()nkNk N n N W W --=()nkNn N k N W W --=1222/-===-⋅-ππj NN jN N e eW nk NN nk N W W -=+2/nk m Nm m nk m N nk N W W W ••==//⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡9630642032100000N N N NN N N N NN N NNN N N W W W W W W W W W W W W W W W W ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1230202032100000N N N N N N N N NN N NNN N N W W W W W W W W W W W W W W W W ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1230202032100000NNNNN N N N N N N N N N N N W WWWW W WW W WW W W W W W ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------1010000010100000NN NNN NNN N N N N N N NN W W W WW W W W W WW W W W W W偶数序列: x 1(r)奇数序列: x 2(r)自己写出)自己写出)自己写出)自己写出)( )7( )3()3()3( ( )6( )2()2()2(( )5( )1()1()1(( )4( )0()0()0(3821282118210821••••••=+=••••••=+=••••••=+=••••••=+=X W X X X X W X X X X W X X X X W X X X1014012()()2(4131,),在此()奇序列()偶序列若设:=-=⎩⎨⎧=+=L N L L X L x L x L x Λ1014012()()2(5252,),在此()奇序列()偶序列同理:=-=⎩⎨⎧=+=L NL L X L x L x L x Λ⎩⎨⎧奇序列、偶序列、)6()2()4()0(:)(1x x x x r x ⎩⎨⎧奇序列、偶序列、同理:)7()3()5()1(:)(2x x x x r x)1()1()3( )0()0()2( )1()1()1( )0()0()0( :41431404314143140431X W X X X W X X X W X X X W X X -=-=+=+=其中另一个2点的DFT 蝶形流图)1()1()3( )0()0()2( )1()1()1( )0()0()0( :61452604526145260452X W X X X W X X X W X X X W X X -=-=+=+=其中最后剩下两点DFT,它可分解成两个一点DFT ,但一点DFT 就等于输入信号本身,所以两点DFT 可用一个蝶形结表示。

取x(0)、x(4)为例。

2102212020212023020202023102 1,0;1,0: )4()0()4()0()1()4()0()4()0()0()()(2W W k n W W W WW x W x W x W x X W x W x W x W x X W n x k X nk nk nkN nk Nn nkN-=∴==-=-=-=+=+=+==±±±=∑,其中,则这里用到对称性这是一蝶形结代入上面流图可知:2 点 DFT2 点 DFT04W 14W x (1) x (5) x (3) x (7)X 5(0)X 5(1) X 6(0)X 6(1)X 2(0) X 2(1)X 2(2) X 2(3)2 点 DFT2 点 DFT04W 14W x (0) x (4) x (2) x (6)X 3(0)X 3(1) X 4(0)X 4(1)X 1(0) X 1(1)X 1(2) X 1(3)第5章 数字滤波器的结构与状态变量分析法1、差分方程()()1N Mk k k k a y n k b x n k ===-+-∑∑y (n )=T[x (n )]2、时域3、复频域式中H (z )是系统的系统函数 ,且频域的离散傅里叶变换: y (n )=IDFT[Y (k )]= IDFT[X (k )H (k )] 式中H (k )是系统的频域采样函数 。

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