东北农业大学《数字信号处理》课件-第8章数字信号处理总复习

1第八章

数字信号处理总复习东北农业大学《数字信号处理》2申明此文档仅供复习使用，内容中涉及的题目无任何针对性，目的在于让学生了解我院数字信号处理题型。在复习过程中一定要以大纲为本，切勿将资料作为重点复习资料。3引言数字信号处理概述

什么是数字信号？它与模拟信号的区别是什么？什么是数字系统？它与模拟系统的区别是什么？什么是数字信号处理？相比模拟信号处理，它有哪些优点？48.1数字信号处理定义采用数值计算的方法，完成对信号的处理。 利用计算机或专用处理设备，以数值计算 的方法对信号进行采集、变换、综合、估值 与识别等加工处理，以达到提取信息和便于 应用的目的。58.2数字信号处理系统采样器A/D数字信号处理器D/A平滑滤波器61.数字信号处理的特点（1）灵活性——通过改变数字信号处理系统的参数来改变系统的性能；另外灵活性还表现在数字系统可以分时复用，用一套数字系统部件分时处理几路信号。（2）高精度——数字系统的特性不易受环境的变化而变化，运算位数由8位提高到16、32、64位，计算精度是模拟系统所无法相比的。（3）便于集成——数字部件具有高度的规范性，容易大规模集成和大规模生产，数字系统体积小、重量轻、可靠性强。（4）可存储、运算，高性能指标——对数字信号可以存储、运算，系统可以获得高性能指标。72、离散时间信号和系统

序列的表示方法、序列的运算规则及符号表示常用的典型序列：单位取样序列、单位阶跃序列、矩形序列、正弦序列、指数序列序列的周期性、序列的能量任意序列的单位取样序列的延时加权和表示8离散时间信号和系统续线性时不变离散时间系统的性质：线性性、时不变特性、因果性、稳定性离散时间线性非时变系统的差分方程表示与迭代解法9离散时间信号和系统续离散时间线性非时变系统的单位脉冲响应与卷积解法，卷积的性质与计算模拟信号数字处理原理与方法：采样定理与折叠频率；A/D与D/A的原理103离散时间信号和系统变换域分析方法

序列的Z变换定义、收敛域、求逆Z变换的三种常用方法：留数定理解法、幂级数展开法、部分分式展开法，性质与定理序列的傅里叶变换的性质与定理，序列共轭对称与共轭反对称的定义11离散时间信号和系统变换域分析方法序列傅里叶变换与拉氏变换（双边）的关系，序列傅里叶变换的物理意义系统函数与频率响应，系统因果性与稳定性的Z域表示，线性系统差分方程的Z域求解，系统频率响应的几何确定法124、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）

离散傅里叶级数（DFS）的定义，及其主要性质（线性特性、序列移位特性、周期卷积特性）离散傅里叶变换（DFT）的定义，与Z变换和DFS的关系，及其主要性质，13DFT&FFT续频域取样的概念、取样点数的限制、以及相应的内插公式。模拟频率、数字频率，离散频率之间的关系14DFT&FFT续直接计算DFT的问题与改善DFT运算效率的基本途径基-2按时间抽取(DIT)和按时频率取(DIF)的FFT算法的原理、流图、运算量、以及特点，碟式运算、倒码，原位运算的概念15DFT&FFT续逆离散傅里叶变换的快速算法（IFFT）利用FFT进行频谱分析的原理与存在的问题（混叠现象、栅栏效应、频率泄漏）及其解决方法利用FFT快速卷积的原理，重叠相加与重叠保留法165、数字滤波器的结构

什么是数字滤波器？数字网络与信号流图的基本概念无限长单位脉冲响应（IIR）数字滤波器的结构：直接型（I、II）、级联型、并联型有限长单位脉冲响应（FIR）数字滤波器的结构：直接型、级联型、线性相位（对称）型、频率取样型176、IIR数字滤波器

数字滤波器的设计过程与主要方法模拟滤波器设计：模拟巴特渥斯低通滤波器的设计（参数N和Ωc的确定）模拟滤波器设计*：模拟切比雪夫低通滤波器的设计（参数ε、N和Ωc的确定）18IIR数字滤波器续从模拟滤波器设计数字滤波器的方法：脉冲响应不变法从模拟滤波器设计数字滤波器的方法：双线性变换法设计数字滤波器的频率变换法：从模拟低通原型到各种数字滤波器，从数字低通原型到其它数字滤波器19

7、FIR数字滤波器线性相位FIR数字滤波器的特点：4种对称线性相位FIR数字滤波器的幅度与相位响应特点、零点位置设计线性相位FIR数字滤波器的窗函数法，有关的公式20FIR数字滤波器续设计线性相位FIR数字滤波器的频率取样法，有关的公式，存在的问题与改进的方法设计线性相位FIR数字滤波器的CAD方法：等波纹法*2223242526272829填空题303132某系统的零、极点图如下图a所示，试在图b中画出其频响的（幅频）大致形状（不必计算，但位置、幅度的相对关系应正确）。33解3435（11分）已知有限长序列x(n)={2,1,3,6}，n=0,1,2,3；（1）用4点基2时域抽取快速傅立叶变换（DIT-FFT）求出x(n)的对应的频域数据X（k）。（2）简述如何使用DIT-FFT算法计算X(k)的IFFT对应的时域序列x(n)。3637根据下面的公式知道，可以利用FFT的程序将频域数据转换为时域数据，方法如下1、将频域数据先取共轭，按DIT-FFT进行蝴蝶结运算2、将得到的结果再共轭，然后对结果各除438（9分）简述使用模拟低通滤波器方法设计IIR数字高通滤波器的步骤。（1）确定所需类型的数字滤波器的技术指标。（2）将数字滤波器的技术指标转换成模拟滤波器技术指标。（3）用相应的频率变换公式将所需类型模拟滤波器技术指标转换成所需类型模拟滤波器的技术指标。（或将高通指标转换成模拟低通指标）（4）设计模拟低通滤波器。（5）将模拟低通通过频率变换，转换成所需类型的模拟滤波器。（6）采用双线性变换法，将所需类型的模拟滤波器转换成所需类型的数字滤波器40414243已知一个线性时不变系统的单位取样响应为。（1）画出该系统的直接型网络结构（2）要求所用资源（乘法器）最少时，画出系统的网络结构44454749MATLAB程序填空（4分）根据下面示意图完成matlab编写的程序。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clc; closeall; clearall;

fs=___1_____; N=1024; n=0:N-1;

xn=sin(___________2____________________); figure(1), stem(______3______); %画出采样后的时域图

Xk=fft(xn,N); figure(2), %画出采样后信号幅度谱

plot(____________4____________________);

请将答案写在下面空格中：

1．__________________________________________________(1分);2．__________________________________________________(1分);3．__________________________________________________(1分);4._________________________________________________(1分);5152535