数字信号复习提纲课件PPT.ppt

复习提纲 大纲要求各章重点及主要内容 大纲要求 熟练掌握离散信号与系统的时域 变换域分析和实现方法 深刻理解dtft dft zt之间的关系 掌握离散系统频率响应概念 深刻理解连续信号的数字处理过程和采样概念 掌握数字滤波器的常用结构形式 掌握数字滤波器 主要低通 的双线性变换法 iir 和窗函数法 fir 两种设计方法 理解数字滤波器参数的物理概念 理解fft算法思想 会用fft进行工程设计 第二章离散时间信号和系统的时域分析 要求掌握 1 离散信号与系统的时域表达式 2 系统方程描述 3 lti性质 因果 稳定系统性质 4 卷积和运算 书上对应范围 2 1 2 7 1 离散信号与系统的时域表达式 离散时间信号的时域表示 用序列x n 表示 1 函数描述法 2 图形表示法 包括序列时域的基本计算 序列的性质及常见序列 离散时间系统的时域表示 1 单位冲击响应h n 2 常系数线性差分方程 2 系统方程描述 一个线性时不变系统通常采用一个常系数线性差分方程来描述 可以在时域根据系统的初始条件用迭代法求解系统的单位采样响应 不同的系统初始条件可能会使同一个系统方程所表示的系统性质不同 3 lti系统的性质 线性系统的定义与性质 时不变系统的定义与性质 因果系统的定义与性质 有界系统的定义与性质 要求能根据上述系统的性质的定义判断给定系统的性质 4 卷积和运算 卷积和的定义 会计算卷积 利用序列的基本操作进行翻折 移位 加 画图讨论 会用卷积的性质 交换 结合 分配 第三章离散时间傅立叶变换 要求 深刻理解离散信号与系统的变换域分析方法 包括 1 dtft的时域频域关系 2 dtft的定义和性质 3 lti离散时间系统频率响应的概念 4 相位时延和群时延 书上对应范围 3 1 3 10 1 dtft定义 性质 dtft变换对的定义式 正变换 反变换 频谱特性 周期函数 所以频域可展开成傅氏级数 常见变换对 p 135 table3 3 基本性质及对称性质 p124 p131 基本理论 p 138 table3 4 dtft与ft的关系 2 频率响应 频率响应是单位采样响应的dtft 频率响应的两个组成部分 幅频和相频特性 幅频特性 会结合几何解释讨论幅频图 相频特性 理解线性相位和相位时延 群时延等概念 3 其他概念 带限的离散时间信号p143unwrappedphasefunctionp145滤波的概念p154相位延迟和群延迟p156 第四章连续信号的数字处理 要求 理解连续信号的数字处理过程及对应频域概念 书中对应范围 4 1 4 3 理解连续信号的数字处理步骤 框图 能解释每一步的作用 深刻理解理想采样和实际采样过程的时域和频域特性 并能推导各自的时域 频域表达式 深刻理解离散时间信号的内插恢复过程的时域和频域变化 第五章离散傅立叶变换 dft的定义 时域频域对应关系dft与dtft的关系dft的性质dft的工程计算方法 1 实数序列的dft计算 2 fft算法思想 3 利用dft计算卷积 要求 深刻理解离散信号与系统的变换域分析方法 包括 书上对应范围 5 2 5 10 1 dft计算 性质 dft变换对的定义式 正变换 反变换 频谱特性 离散周期序列 所以时 频域都可展开成傅氏级数 基本性质及对称性质 p244 264 圆周卷积与线性卷积 1 线性卷积和圆周卷积各自的定义 适用范围和关系 2 为什么要用圆周卷积来计算线性卷积 3 圆周卷积来计算线性卷积有些什么基本方法 4 利用dft计算卷积 2 fft 补充 要求 fft算法思想与应用基本技巧 利用旋转因子的性质进行模m分解可减少乘运算次数 旋转因子的性质 对称性 周期性 可约性 2 fft基本思想 因为dft及idft的计算量很大 根据旋转因子的性质 可以简化dft的计算 按时间抽取 模 将已知序列按n的奇偶分成两组 通过组合这两个子序列n 2点的dft可以得到n点dft 按频率抽取 模 将已知序列按n的顺序分成前后两半 通过推导可知对频谱的影响是按k的奇偶分的 通过组合这两个n 2点的dft可以得到n点dft 3 运用fft基本技巧 计算两个n点实序列dft 先把它们组合成一个n点复序列 两个实序列分别是该复序列的实部和虚部 然后求这个n点复序列dft p266 计算一个2n点实序列dft 先把它变成一个n点复序列 把该序列的偶数点和奇数点分别作为复序列实部和虚部 然后求这个n点复序列dft 最后由这个复序列的dft得到原实序列的dft p267 第六章z变换 1 zt的定义 计算 性质 2 系统传递函数 3 zt dtft dft之间的关系 书上对应范围 6 1 6 7 1 zt的定义 计算 性质 zt变换对的定义式 正变换 反变换 注意 z变换一定需要注明收敛域 几种收敛区域 z平面上 p307 常见变换对 主要用于求反变换 p305 基本性质和对称性质 p320 329 2 传递函数 传递函数h z 是单位采样响应h n 的z变换 根据系统的差分方程 对输入和输出分别取z变换 可以求出系统的传递函数 根据传递函数画出系统的零 极点图 从而判断系统的稳定性等 由系统的传递函数可以得到频率响应 3 zt dtft dft之间的关系 序列x n 在z平面单位圆上的zt就是其dtft 在该单位圆上的等间隔采样值x w k 就是其dft 第七章线性时不变系统的变换域分析 要求掌握 书上对应范围 7 1 7 3 1 传递函数基于幅频特性的分类 2 传递函数基于相频特性的分类 3 fir线性相位系统的特性 1 传递函数基于幅频特性的分类 理想数字滤波器 有界实系统 全通系统 特点 时频域都是实偶函数 2 传递函数基于相频特性的分类 零相位系统 线性相位系统 最大 最小相位系统 最小相位系统 所有零点都位于单位圆内的系统 最大相位系统 所有零点都位于单位圆外的系统 3 fir系统中四种线性相位的基本性质 type1 withoddlength type2 withevenlength type3 withoddlength type4 withevenlength 时域冲击响应的特点 对称或反对称 传递函数的特点及零点的分布 各自适用的滤波器种类 or 零点的分布 两个对称 第八章数字滤波器的结构 要求掌握 1 滤波器的方框图和信号流图的描述法 2 数字滤波器的常用结构形式 2 iir直接型 串联型 并联型 3 fir直接型 串联型 书中对应范围 8 1 8 5 1 滤波器的方框图描述法 给定方框图根据基本组成单元的表示方法能写差分方程 给出差分方程能画方框图 掌握转置定理 求等效结构 如何使用 典范结构和非典范结构的定义 2 滤波器的基本结构 直接型 实现简单 但是不方便调零极点 iir直接i型 完全由差分方程得到 非典范结构 iir直接ii型 典范结构 由i型导出 串联型 由一二阶节串联而成 调整零点方便 但是会增加额外的计算量 并联型 调整极点方便 将传递函数用部分分式展开法分解成若干子传递函数的和 便于分别讨论这些子传递函数表示的系统的性质 第九章iir数字滤波器的设计 要求熟练掌握 1 理解数字滤波器参数 通带 阻带 通带起伏 阻带衰减 阶数等 的物理概念 3 iir数字滤波器 主要低通 的双线性变换设计方法 书中对应范围 9 1 9 6 4 4 4 5 2 模拟滤波器设计基本方法 1 数字滤波器的重要参数的物理意义 数字滤波器的特性 通带截止频率 阻带截止频率 通带起伏 阻带衰减 阻带起伏 通带插损 阶数n 模拟角频率 数字角频率转换公式 2 低通iir滤波器的设计 iir滤波器设计 冲击响应不变法 双线性变换法 从变换本身的基本思想出发理解设计方法 双线性变换法设计步骤 1 对给定的边界频率做预弯曲处理并根据要求设计出模拟原型滤波器ha s 2 用双线性变换映射得到对应的数字滤波器传递函数 第十章fir数字滤波器的设计 要求熟练掌握 1 理解数字滤波器参数 通带 阻带 通带起伏 阻带衰减 阶数等 的物理概念 2 fir数字滤波器 主要低通 的窗函数设计方法 书中对应范围 10 1 10 2 10 5 fir滤波器的设计 窗函数法 频率采样法 从变换本身的基本思想出发理解设计方法 窗函数法设计步骤 1 由设计要求找出对应的理想数字冲激响应 2 由设计要求查表10 2找出满足条件的窗 或采用k