上海交通大学：《材料制造数字化技术基础 Foundation of Digital Technology for Material Processing》课程教学资源（课件讲稿）第6章 数字化信号的处理

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 《材料制造数字化技术基础》 Foundation of Digital Technology for Material Processing 第6章 数字化信号的处理 1001009 强 1001u-010 010 10 100101010m SHANC LAA 1896

«材料制造数字化技术基础» Foundation of Digital Technology for Material Processing 第6章 数字化信号的处理

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 内容提要 1 数字信号处理基本概念 2 数字信号处理的特点 3 数字信号处理基本方法 4 数字化信号的输出

内容提要 数字信号处理基本概念 数字信号处理的特点 数字信号处理基本方法 数字化信号的输出 1 2 3 4

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 6.1数字信号处理基本概念 Conceptions of Digital Signal Processing

6.1 数字信号处理基本概念 Conceptions of Digital Signal Processing

上游充通大学 6.1数字信号处理基本概念 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 数字信号处理 利用计算机或专门处理设备（如DSP),以数值 计算的方法对信号进行采集、滤波、变换、检测、 谱分析、综合、估值、压缩、识别等一系列的加 工处理，以获得人们所希望得到的信号，从而达 到提取信息、便于利用的一门学科

6.1 数字信号处理基本概念 • 数字信号处理 利用计算机或专门处理设备(如DSP)，以数值 计算的方法对信号进行采集、滤波、变换、检测、 谱分析、综合、估值、压缩、识别等一系列的加 工处理，以获得人们所希望得到的信号，从而达 到提取信息、便于利用的一门学科

上游充通大学 6.1数字信号处理基本概念 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模 拟信号处理的理论和实现。 模拟信号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大， 可靠性差，且不灵活等。 随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展，加之 从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善， 用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代 模拟信号处理。 随着信息时代、数字世界的到来，数字信号处理已成为 一门极其重要的学科和技术领域

多数科学和工程中遇到的是模拟信号。以前都是研究模 拟信号处理的理论和实现。 模拟信号处理缺点：难以做到高精度，受环境影响较大， 可靠性差，且不灵活等。 随着大规模集成电路以及数字计算机的飞速发展，加之 从60年代末以来数字信号处理理论和技术的成熟和完善， 用数字方法来处理信号，即数字信号处理，已逐渐取代 模拟信号处理。 随着信息时代、数字世界的到来，数字信号处理已成为 一门极其重要的学科和技术领域。 6.1 数字信号处理基本概念

上浒充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 6.1数字信号处理基本概念 模拟信号 电信号 (AD转换) 抽样信号 离散信号 (量化) 信号 (传感器 数字信号 非电信号 (如：温度、压力、流量、位移等) 信号的分类基于2个方面：1.时间上如何描述； 2.幅值允许如何变化 时间是离散的； 数字化的信号 幅度的取值是离散的，幅值表示被 限制在有限个数值之内

6.1 数字信号处理基本概念 信号 非电信号 （如：温度、压力、流量、位移等） 电信号 （传感器） 模拟信号 离散信号 （A/D转换） 抽样信号 数字信号 （量化） 信号的分类基于2个方面： 1.时间上如何描述； 2.幅值允许如何变化 时间是离散的； 幅度的取值是离散的，幅值表示被 限制在有限个数值之内。 数字化的信号

上游充通大学 6.1数字信号处理基本概念 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 数字化信号 数字化信号在时间上是离散的，在幅度的取值上也是离散的，并且 仅表现为有限个数值之内。数字化信号所蕴含的信息各不相同，分 为以下三类： >数据信息：是指由键盘、磁盘驱动器等外部设备读入的信息，或 主机发送给打印机、磁盘驱动器、显示器等外部设备的信息，是 以二进制或ASCII码表示的数据以及字符。外部的模拟信息需要 AD转换后才能变为数据信息。 >状态信息：反映了当前外设所处的工作状态，是外设通过接口往 CPU传送的。 > 控制信息：是CPU通过接口传送给外设的，以此来控制外设的工 作，外设的启动信号和停止信号就是常见的控制信号

6.1 数字信号处理基本概念 • 数字化信号 数字化信号在时间上是离散的，在幅度的取值上也是离散的，并且 仅表现为有限个数值之内。数字化信号所蕴含的信息各不相同，分 为以下三类：  数据信息：是指由键盘、磁盘驱动器等外部设备读入的信息，或 主机发送给打印机、磁盘驱动器、显示器等外部设备的信息，是 以二进制或ASCII码表示的数据以及字符。外部的模拟信息需要 A/D转换后才能变为数据信息。  状态信息：反映了当前外设所处的工作状态，是外设通过接口往 CPU传送的。  控制信息：是CPU通过接口传送给外设的，以此来控制外设的工 作，外设的启动信号和停止信号就是常见的控制信号

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 6.2数字信号处理的特点、 Features of Digital Signal Processing

6.2 数字信号处理的特点 Features of Digital Signal Processing

上游充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 6.2数字信号处理的特点 数字信号处理的优点 数字信号处理的缺点

6.2 数字信号处理的特点 数字信号处理的优点 数字信号处理的缺点 1 2

上浒充通大学 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 6.2.1数字信号处理的特点 精度高 模拟系统中，其精度由元件决定，模拟元器件的精度很难 达到10-3以上。而数字系统中，17位字长就可达105精度， 所以在高精度系统中，有时只能采用数字系统。 可靠性强 数字系统：只有两个信号电平0、1，受噪声及环境条件 等影响小。且数字系统采用大规模集成电路，其故障率远 远小于采用众多分立元件构成的模拟系统。 模拟系统：各参数都有一定的温度系数，易受环境条件， 如温度、振动、电磁感应等影响，产生杂散效应甚至振荡 等；

① 精度高 模拟系统中，其精度由元件决定，模拟元器件的精度很难 达到10-3以上。而数字系统中，17位字长就可达10-5精度， 所以在高精度系统中，有时只能采用数字系统。 ② 可靠性强 数字系统：只有两个信号电平0、1，受噪声及环境条件 等影响小。且数字系统采用大规模集成电路，其故障率远 远小于采用众多分立元件构成的模拟系统。 模拟系统：各参数都有一定的温度系数，易受环境条件， 如温度、振动、电磁感应等影响，产生杂散效应甚至振荡 等； 6.2.1 数字信号处理的特点