汕头大学姜永权编制
Key PoiБайду номын сангаасts
• Sampling Theory DSP Footstone • Anti-aliasing Pre-filters • Ideal via Practical Reconstruction • Anti-image Post Filters
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在DSP中级联数字均衡器以逼近理想重建器
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模拟信号的数字化处理完整过程
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探究问题：模拟信号的滤波处理为何可用数字滤波器来代替？
当HPRE f HEQ f HDAC f HPOST f =T , fs / 2 f fs / 2 则有Ya f HDSP f X a f , fs / 2 f fs / 2
2. 简述模拟信号数字化处理的完整过程，并说明各部分的作用
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fc
fs 2
探究问题：CD的抽样频率为何选44K而程控交换机选8K？
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探究问题：理想模拟低通滤波器工程上能够实现吗？
探究问题：理想模拟低通滤波器无法实现，这对抗混滤波有何影响？
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探究问题：工程上可实现模拟低通滤波器有何特点？
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探究问题：如何将处理后的数字信号转换为 模拟信号？
Homeworks
1. After having been properly prefiltered by an antialiasing filter, an analog signal is sampled at a rate of 6KHz. The digital signal is then filtered by a digital filter designed to act as an ideal lowpass filter with cutoff frequency of 1KHz. The filtered digital signal is then fed into a staircase D/A reconstructor and then into a lowpass anti-image postfilter. The overall reconstructor is required to suppress the spectral images caused by sampling by more than A=40dB. Determine the least stringent specifications for the analog postfilter that will satisfy this requirement. (1.22)
原模拟信号 CTFT频谱
探究问题：抽样信号CTFT频谱？
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探究问题：如何从抽样信号恢复原模拟信号？
原模拟信号频谱 抽样信号通过理想低通滤波器
抽样信号频谱
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采样定理
抽样信号频谱
理想低通 滤波器
被抽样的模拟信号频谱
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探究问题：理想低通滤波后输出信号的频谱与原模拟信号频谱 相同的条件？
实际DAC芯片举例
8-Bit DAC
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Analog Outputs The AD7801 contains a voltage output DAC with 8-bit resolution and rail-to-rail operation. The output buffer provides a gain of two at the output.
1 模拟信号的数字化处理过程
探究问题：如何用数值计算方法处理模拟信号？
Sampling Theorem 数字谱分析
x(t) Analog Sampler & DSP
Prefilter A/D Processor
Ideal Reconstruction
D/A
Analog y(t)
Postfilter
Quantization & Error Analysis
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探究问题：时域分析能够得出结论吗？
探究问题：抽样间隔/抽样频率如何取？ 时域抽样定理
若抽样频率高（抽样间隔短） 有利于保留模拟信号信息，但数据量大 若抽样频率低（抽样间隔长） 不利于保留模拟信号信息，但数据量小
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探究问题：抽样频率如何取值才能保证抽样信号能够 真实反映被抽样的模拟信号？
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探究问题：实际DAC芯片输出信号有何特点？
阶梯信号：零阶插值，Rail-to-rail operation 实际DAC芯片多为阶梯重建器，并非理想重建器
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探究问题：与理想重建器相比，阶梯重建器造成的误差有多大？ 理想重建器（无失真重建）
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探究问题：阶梯重建器的频率响应？
抽样定理
原模拟信号频谱
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探究问题：若不满足抽样定理要求，还能够恢复原模拟信号吗？
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探究问题：若模拟信号不是频带有限的，又如何处理？
采用预先抗混模拟低通滤波器进行强制限制带宽
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工程应用中抽样频率选取举例 抽样信号频谱的 主值区间
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探究问题：预先抗混模拟低通滤波器的截止频率应如何取值？
数字滤波器
Staircase Reconstruction
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探究问题：“计算机” 如何采集模拟信号？
模拟信号转换为数字信号：ADC/数据采集卡 由数字接口输入
探究问题：ADC的工作过程？
模拟信号 — 理想抽样器 — 抽样信号 — 量化处理—数字编码
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理想抽样器
探究问题：抽样信号能够保留原模拟信号的信息吗？
探究问题：阶梯重建器的单位冲击响应？
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阶梯重建器的误差分析
对于没用信号 滤波不彻底
对于有用信号 滚顶失真
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探究问题：如何解决没用信号滤波不彻底问题？
去影像模拟低通光滑滤波器
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探究问题：如何解决有用信号的滚顶失真（包括阶梯重建器、 抗混滤波器和光滑滤波器造成的）问题？