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数字信号处理知识点?1、数字信号处理的知识点非常广泛。
2、其中包括数字信号的采样与重构,数字滤波器设计,离散傅里叶变换,功率谱估计等。
3、数字信号处理的应用非常广泛,涉及到音频处理,图像处理,视频处理以及通信技术等领域。同时也是现代工程技术中不可或缺的一部分,促进了科技和经济的不断发展。
数字信号处理的知识点包括滤波器设计、离散傅里叶变换、数字滤波器的实现(如FIR滤波器、IIR滤波器)、数字信号的采集与重构、数字信号的时域和频域分析等。
其中,滤波器设计是数字信号处理的重点之一,主要包括滤波器的类型(包括低通、高通、带通、带阻等)、滤波器的阶数、滤波器的截止频率等。
离散傅里叶变换是数字信号处理中最基本的变换之一,其作用是将一个离散信号的时域序列转换为其频域表示。
此外,数字信号的采集、重构、时域和频域分析也非常重要。
数字信号处理在哪些领域应用的比较成熟?磁盘驱动控制、引擎控制、激光打印机控制、喷绘机控制、马达控制、电力系统控制、机器人控制、高精度伺服系统控制、数控机床等。面向低功耗、手持设备、无线终端的应用主要有:手机、PDA、GPS、数传电台等。
DSP芯片也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点:
1、在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;
2、程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;
3、片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;
4、具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;
5、快速的中断处理和硬件I/O支持;
6、具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;
7、可以并行执行多个操作;
8、支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
扩展资料:
数字信号的优点:
数字信号的优点很多,首先是它抗干扰的能力特别强,它不但可以用于通讯技术,而且还可以用于信息处理技术,时髦的高保真音响、高清晰度电视、VCD、DVD激光机都采用了数字信号处理技术。其次,我们使用的电子计算机都是数字的,它们处理的信号本来就是数字信号。
数字信号预处理软件处理方法主要包括?1.数字滤波
数字滤波实质上是一种程序滤波,与模拟滤波相比具有如下优点:①不需要额外的硬件设备,不存在阻抗匹配问题,可以使多个输入通道共用一套数字滤波程序,从而降低了仪器的硬件成本。②可以对频率很低或很高的信号实现滤波。③可以根据信号的不同而采用不同的滤波方法或滤波参数,灵活、方便、功能强 .
1).中值滤波
中值滤波方法对缓慢变化的信号中由于偶然因素引起的脉冲干扰具有良好的滤除效果。其原理是,对信号连续进行n次采样,然后对采样值排序,并取序列中位值作为采样有效值。程序算法就是通用的排序算法。采样次数n一般取为大于3的奇数。当n>5时排序过程比较复杂,可采用“冒泡”算法。
2).算术平均滤波
算术平均滤波方法的原理是,对信号连续进行n次采样,以其算术平均值作为有效采样值。该方法对压力、流量等具有周期脉动特点的信号具有良好的滤波效果。采样次数n越大,滤波效果越好,但灵敏度也越低,为便于运算处理,常取n = 4、8、16。
3).滑动平均滤波
在中值滤波和算术平均滤波方法中,每获得一个有效的采样数据必须进行n次采样,当采样速度较慢或信号变化较快时,系统的实时性往往得不到保证。采用滑动平均滤波的方法可以避免这一缺点。该方法采用循环队列作为采样数据存储器,队列长度固定为n,每进行一次新的采样,把采样数据放入队尾,扔掉原来队首的一个数据。这样,在队列中始终有n个最新的数据。对这n个最新数据求取平均值,作为此次采样的有效值。这种方法每采样一次,便可得到一个有效采样值,因而速度快,实时性好,对周期性干扰具有良好的抑制作用。
4) .低通滤波
当被测信号缓慢变化时,可采用数字低通滤波的方法去除干扰。数字低通滤波器是用软件算法来模拟硬件低通滤波的功能。
一阶RC低通滤波器的微分方程为
式中 τ = RC是电路的时间常数。用X替代ui,Y替代uo,将微分方程转换成差分方程,得
整理后得
式中 △t——采样周期;X(n)——本次采样值;Y(n)和Y(n-1)——本次和上次的滤波器输出值。取α= △t /(τ+ △t ),则上 式可改写成
式中 α——滤波平滑系数,通常取α?1。
由上式可见,滤波器的本次输出值主要取决于其上次输出值,本次采样值对滤波器输出仅有较小的修正作用,因此该滤波器算法相当于一个具有较大惯性的一阶惯性环节,模拟了低通滤波器的功能,其截止频率为
如取α = 1/32, △t = 0.5s,即每秒采样2次,则fc ≈ 0.01Hz,可用于频率相当低的信号的滤波。
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