北京交通大学：《数字信号处理》课程教学课件（PPT讲稿）第0章 绪论 Digital Signal Processing

绪论信号与系统课程教学内涵为什么要学习数字信号处理数字信号处理课程主要内容数字信号处理课程教学目标数字信号处理课程教学资源

绪论 ◆ 信号与系统课程教学内涵 ◆ 为什么要学习数字信号处理 ◆ 数字信号处理课程主要内容 ◆ 数字信号处理课程教学目标 ◆ 数字信号处理课程教学资源

信号与系统课程教学内涵信号表示S&S作用机理系统描述h(t)x(t) α&(t)x(t)时域y(t)= x(t)* h(t)LTIx[K]h[K]y[k]= x[k]* h[k]x[K]α []ejotx(t) αH(jo)X(jo)频域Y(j)= X(j@) H(j)LTIX(ejg)H(ej2)Y(ei2)=X(ej2)H(ej)x[k]α ej2k复频域estx(t) αH(s)X(s)Y(s)= X(s) H(s)LTIH(2)X(z)x[k]α zkY(2)=X(z)H(2)

信号与系统课程教学内涵 信号表示 系统描述 x(t) ∝ d(t) x[k]∝ d[k] h(t) h[k] x(t) ∝ e jwt x[k]∝ e jWk H(jw) H(ejW ) x(t) ∝ e st x[k]∝ z k H(s) H(z) LTI LTI LTI x(t) y(t)= x(t)* h(t) x[k] y[k]= x[k]* h[k] X(jw) Y(jw)= X(jw) H(jw) Y(ejW )=X(ejW )H(ejW X(e ) jW) X(s) Y(s)= X(s) H(s) X(z) Y(z)=X(z)H(z) 时 域 频 域 复 频 域 S&S作用机理

信号与系统时域分析连续LTI系统h(t)d(t)(零状态)0Zx(t)= limx(kt)S(t -k△t)△tAt-0k=-00I+2y(t) = limx(k△t). h(t-k△t) △tAt-0K--80x(t)h(t-t)dt = x(t)* h(t)

信号与系统时域分析 0 ( ) lim ( ) ( ) k x t x k t k   → =− =  −      d   0 ( ) lim ( ) k y t x k    +  → =− =     x h t ( ) ( )d    + − = −  =  x t h t ( ) ( ) 连续LTI系统 (零状态) d(t) h(t) h t k ( ) − 

信号与系统的时域分析离散LTI系统[k]h[K](零状态)8Zx[k] =x[n] [k -n]n=-00180Zy[k] =x[n] h[k - n ] = x[k]*h[k]n=-00

信号与系统的时域分析 离散LTI系统 (零状态) d[k] h[k] [ ] [ ] [ ] n x k x n k n d  =− = −  [ ] [ ] n y k x n  = − =  h k n [ ] − =  x k h k [ ] [ ]

信号与系统的频域分析loth(t)ejoH(jo)ejot * h(t) =h(t)ejo(t-t)dt = ejo H(jo)h(t)e-jotdtH(jo)=X(jo)iejottdox(t)X(jo)= x(t)e-jotdt2元0Y(j@) = H(j@)X(j@)X(jo) H(jo)ejodoy(t)2元

1 ( ) ( j ) d 2π y t X  −  =  w w 1 j ( ) (j ) e d 2π t x t X w w w  −  =  信号与系统的频域分析 j (j )e t H w w Y H X (j ) (j ) (j ) w w w = h(t) j e wt j ( j ) ( )e dt H h t t  − −  =  w w j ( j ) ( )e dt X x t t  − −  =  w w j j ( ) e ( ) ( )e d t t h t h w w     − −   =  j e ( j ) t H w w j e (j ) t H w = w

信号与系统的频域分析ejQkejok H(ej°)h[k]OCejck * h[k] =Zh[njeia(k-n) =ejok H(ei°)h[k]e=jQkZH(ej°)=n=-00k=-001100X(ej?)ej2k dQx[k]x[k]e-jQkX(ei)= Z2元k=-00X(ej°)H(ej)ej2k d?Y(ej?)= H(ej?)X(ej?)y[k] =2元1

信号与系统的频域分析 j j (e )e k H W W π j j π 1 [ ] (e ) e d 2π k x k X W W W − =  π j π 1 [ ] (e ) d 2π y k X W W − =  j j j Y H X (e ) (e ) (e ) = W W W j j (e ) [ ]e k k X x k W W  − = −  =  h[k] j e W k j j (e ) [ ]e k k H h k  − = − =  j j ( ) W W e [ ] [ ]e k k n n h k h n W W  − =−  =  j j =e (e ) k H W W j j e (e ) k H W W

信号与系统的复频域分析h(t)◆es"H(s)stes * h(t) =h(t)es(t-t)dt = estH(s)H(s)=h(t)e-$tdtX(s)es dsX(s)= f x(t)e-"dtx(t2元j-Y(s)= H(s)X(s)X(s) H(s)estdsy(t2元

信号与系统的复频域分析 e h(t) st e ( ) stH s ( )est H s 1 ( ) ( ) e d 2πj st x t X s s   +  −  =  1 ( ) ( ) d 2πj y t X s s   +  −  =  Y s H s X s ( ) ( ) ( ) = ( ) ( )e dst H s h t t  − −  =  ( ) ( )e dst X s x t t  − −  =  ( ) e ( ) ( )e d e ( ) st s t st h t h H s  − −   = =    

信号与系统的复频域分析→z*H(z)h[K]8000h[nl-(k-n) = z*H(2)zk * h[k] =Zh[k]--kH(z)=-00n=k=-0000X zk-1 dzX(z)Zx[k]x[k]--kX(z)=2元1k=-00X(z)H(z)zk-Idzy[k] =Y(2)= H()X()2元j

信号与系统的复频域分析 h[k] k z ( ) k z H z 1 ( ) k H z z − 1 1 [ ] ( ) d 2πj k C x k X z z z − =  1 [ ] ( ) d 2πj C y k X z z =  Y z H z X z ( ) ( ) ( ) = ( ) [ ] k k X z x k z  − = − =  ( ) [ ] k k H z h k z  − = − =  ( ) [ ] [ ] ( ) k k n k n z h k h n z z H z  − =−  = = 

信号与系统课程教学内涵y(t)=x(t)*h(t)信号分析系统分析Y(jの)-X(j@)H(j)00..00Y(s)=X(s)H(s)时域抽样定理连续分析离散分析频域抽样定理Fourier变换时域分析变换域分析Laplace变换、Z变换

信号分析 系统分析 连续分析 离散分析 时域分析 变换域分析 y(t)=x(t)*h(t) Y(jw)=X(jw)H(jw) Y(s)=X(s)H(s) Fourier变换 Laplace变换、Z变换 时域抽样定理 频域抽样定理 信号与系统课程教学内涵

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