1、中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术学习要求 :1 数字信号处理概述 2 了解信号模数转换原理 3 掌握信号采样定理，能正确选择采样频率 4 了解信号截断、能量泄露、栅栏效应等现象 5 DFT与 FFT 6 栅栏效应与窗函数7 常用的数字信号处理算法中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术1 数字信号处理概述 1)数字信号处理的主要研究内容 数字信号处理主要研究用数字序列来表示测试信号，并用数学公式和运算来对这些数字序列进行处理。其主要内容包括数字波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波 。2)测试信号数字化处理的基本步骤 物理信号对象传感器电信号 信号调制 电信号 A/D转换数
2、字信号 计算机显示D/A转换控制中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术3) 数字信号处理的优势 (1)用数学计算和计算机显示代替复杂的电路和机械结构(2)计算机软硬件技术发展的有力推动a)多种多样的工业用计算机。 中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术b)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术2 模数 (A/D)1) A/D转换过程 采样 利用采样脉冲序列 p(t)，从连续时间信号 x(t)中抽取一系列离散样值，使之成为采样信号 x(nTs)的过程 编码 将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。 量化 把采样信号 x（ nTs） 经
3、过舍入变为只有有限个有效数字的数，这一过程称为量化中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术 如 4位码，只表示 24=16种不同的信号幅度，这些幅度称为 量化电平 。 当离散时间信号幅度与量化电平不相同时，就要以最接近的一个量化电平来近似它。 所以经过 A/D变换器后，不但时间离散化了，而且幅度也量化了，产生一个二进制流。2) A/D转换器的技术指标 分辨率 用输出二进制数码的位数表示。位数越多，量化误差越小，分辨力越高。常用有 8位、 10位、 12位、 16位等。 转换精度 转换精度 LSB/2 LSB: Least Significant Bit 最低有效位 转换速度 完成 1次转
4、换所用的时间 ,如 100ms(10Hz);10us(100kHz) 模拟信号的输入范围 ;如 5V， +/-5V， 10V， +/-10V等。中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术3 采样定理 1) 采样信号的频谱 采样过程是将采样脉冲序列 p(t)与信号x(t)相乘来中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术2) 频混现象 频域解释时域解释中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术3)采样定理 为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的 2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。fs 2fmax 需要注意的是，在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，只能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号 xs(t)，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号 x(t)。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的 3到 5倍。中南大学机电工程学院第 6章 数字信号处理技术频混现象实验：
