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数字信号处理 基础知识 对比回顾

1.非周期序列

  非周期序列傅里叶变换FT:     

      clip_image002

  非周期序列傅里叶逆变换IFT:

      clip_image002[8]

      连续时间信号的傅里叶变换FT:

clip_image002[10] = clip_image004

连续时间信号的傅里叶逆变换IFT:

clip_image002[12](t) = clip_image004[9]

2.非周期序列傅里叶变换FT性质:

(1).周期性

       clip_image002[14]

(2).线性

       FT[a*x(n)+b*y(n)] = a*clip_image004[11]+b*clip_image006

(3).时移与频移

      FT[x(n - a)] = FT[x(n)]*clip_image008 = clip_image010*clip_image012

      FT[clip_image014] = clip_image016

(4).对称性

      x(n) = clip_image030 共轭对称序列

     共轭对称序列的实部是偶函数,虚部是奇函数

     eg:

     x(n) = clip_image032 =clip_image030[1] = cos(wn) + j sin(wn)

     x(n) = clip_image034 共轭反对称序列

     共轭反对称序列的实部是奇函数,虚部是偶函数。

     clip_image018

     clip_image020 

     clip_image022

     clip_image024 = clip_image026 + clip_image028

clip_image036

clip_image038 FT变换的实部为共轭对称;

clip_image040 FT变换的虚部为反共轭对称;

     如果clip_image042为实数,所以,FT变换共轭对称,实部为偶函数,虚部为奇函数。

(5).时域卷积定理

      clip_image002[16]

      clip_image004[13]

(6).频域卷积定理

      clip_image002[18]

      clip_image004[15]

(7).帕斯维尔定理

       clip_image002[20]

3.周期序列

周期序列的离散傅里叶级数DFS

      clip_image002[22]

      clip_image002[24] 

离散傅里叶变换DFT:

      clip_image002[5]

离散傅里叶逆变换IDFT:

       x(n) = IDFT[X(k)] = clip_image002[7]

(1)FT与DFS之间关系如下:

       clip_image002[26] = clip_image004[17]

       = clip_image006[4]

(2)连续时间的傅里叶级数与连续时间傅里叶变换之间的关系:

        clip_image002[28] = clip_image004[19]

        clip_image002[30]clip_image004[21]

(3)离散信号的傅里叶变换与模拟信号的傅里叶变换关系:

        x(n) = clip_image002[34](nT),  w =clip_image002[36]T,   

       clip_image002[32] = clip_image004[23]

       eg: x(t) = clip_image002[1],则clip_image004[1] x(n) = clip_image002[3],则 clip_image004[3]

(4)DFT与Z变换之间关系:

       X(k) = X(z)|z=clip_image002[9], 0<=k<=N-1

(5)DFT与DFS之间关系:X(k)等于clip_image002[11]

 

4.时域采样和频域采样

         时域采样,对采样率有要求限制,奈奎斯特定理。

         频域采样,如果序列x(n)的长度为M,则频域采样点数N>=M,X(k)才有可能恢复x(n),否则产生时域混叠。

         clip_image002[13] = clip_image004[5]; clip_image006[1]

 

 

5.截断效应、谱间干扰、相位相干

        截断后,使原来的谱线向附近频率区域展宽泄露,谱分辨率变低,模糊。称为频谱泄露。

         image

         主谱线两边形成很多旁瓣,引起不同频率分量间的干扰,影响频谱分辨率,称为谱间干扰。

         相位相干:振动频率相同、相差恒定的叫做相干性。

 

6.IIR数字滤波器和FIR数字滤波器

经典数字滤波器可以分为IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。

FIR数字滤波器的实现

       (1)FIR滤波器的设计比较简单,设计一个数字滤波器去逼近一个理想滤波器,理想有限带宽滤波器的时域是无限序列,通常用窗函数法去截取。

       (2)非递归的,阶数一般比同性能的IIR滤波器要高5~10倍,延时大些,它只与过去和现在的样本点输入有关,稳定性好,脉冲响应为有限序列。

       (3)严格的线性相位,不同频率分量的信号通过时,它们的时间差不变。

        clip_image002

IIR数字滤波器的实现

        (1)可以借助成熟的模拟滤波器,将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。

        (2)它是递归的,它不仅与过去和现在的样本点输入有关,还与过去的输出点有关,不稳定, 脉冲响应为无限序列。

        (3) 非严格线性相位,用于相位信息不敏感的音频信号上。

       clip_image004