Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Цифровая обработка сигналов» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Структурная перестройка научно-образовательного центра "Радиоэлектроника"», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.

Рецензенты:

Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

Глинченко, А. С.

Г54 Цифровая обработка сигналов. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : курс лекций / А. С. Глинченко. – Электрон. дан. (3 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Цифровая обработка сигналов : УМКД № 50-2007 / рук. творч. коллектива А. С. Глинченко). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 3 Мб свободного дискового пространства ; при-

вод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista

(32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf).

ISBN 978-5-7638-1271-8 (комплекса) ISBN 978-5-7638-1448-4 (курса лекций)

Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802615

от 06.12.2008 г. (комплекса)

Настоящее издание является частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Цифровая обработка сигналов», включающего учебную программу, лабораторный практикум, методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы «Цифровая обработка сигналов. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Цифровая обработка сигналов. Презентационные материалы».

Изложены изучаемые в рамках лекционного курса базовые и специальные методы цифровой фильтрации сигналов, спектрально-корреляционного анализа, многоскоростной обработки, переноса и преобразования спектров. Приведены примеры систем, использующих данные методы. Рассмотрены методы и средства аппаратнопрограммной реализации цифровой обработки сигналов.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 210300.62 «Радиотехника» укрупненной группы 210000 «Электроника, радиотехника и связь» и преподавателей, ведущих занятия по дисциплине «Цифровая обработка сигналов».

Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ

Редактор И. Н. Байкина

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ

Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 25.09.2008 Объем 3 Мб

Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ....................................		5
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................		6
Т Е М А 1 ДИСКРЕТНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЫ И
СИСТЕМЫ. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ И
АНАЛИЗА.................................................................................		7
Л е к ц и я 1 Введение в цифровую обработку сигналов. Сигналы иих
преобразованияпри цифровойобработке..................................................................		7
1.1. Общая структура системы цифровой обработки аналоговых сигналов...		8
1.2. Математические модели дискретных сигналов...........................................		12
1.3. Спектр дискретного сигнала............................................................................		14
1.4. Квантование сигналов по уровню..................................................................		19
1.5. Цифровое кодирование сигнала.....................................................................		24
1.6. Условия выбора разрядности АЦП................................................................		26
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы...........................................................................		28
Л е к ц и я 2 Математические описания и характеристики
дискретных систем.....................................................................................................		29
2.1. Методы математического описания линейных дискретных систем во
временной области и алгоритмы цифровой фильтрации на их основе........		29
2.2. Методы математического описания сигналов дискретных систем на
комплексной плоскости (в частотной области)...................................................		32
2.3. Тестовые последовательности дискретных систем...................................		35
2.4. Передаточная функция и частотная характеристика
дискретной системы................................................................................................		37
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы...........................................................................		42
Т Е М А 2 РЕКУРСИВНЫЕ И НЕРЕКУРСИВНЫЕ
ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ. МЕТОДЫ СТРУКТУРНОЙ
РЕАЛИЗАЦИИ И СИНТЕЗА ...................................................	43
Л е к ц и я 3. Характеристики и структуры цифровых фильтров.......................		43
3.1. Передаточные функции рекурсивных фильтров........................................		43
3.2. Частотные характеристики рекурсивных фильтров...................................		46
3.3. Формы реализации рекурсивных фильтров................................................		48
3.4. Прямая форма реализации, передаточная функция и частотная
характеристика нерекурсивного фильтра............................................................		52
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы...........................................................................		54
Л е к ц и я 4 Синтез рекурсивных фильтров по заданной частотной
характеристике.............................................................................................................		55
4.1. Синтез рекурсивных фильтров по аналоговому прототипу. Метод
билинейного преобразования................................................................................		57
4.2. Методика синтеза РФ по аналоговому прототипу.......................................		63
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы...........................................................................		65

 Цифровая обработка сигналов. Курс лекций

-3-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Л е к ц и я 5 Синтез нерекурсивных фильтров по заданной частотной
характеристике.............................................................................................................	66
5.1. Синтез нерекурсивных фильтров методом весовых функций.................	66
5.2. Синтез нерекурсивных фильтров методом частотной выборки..............	75
5.3. Численные методы синтеза цифровых фильтров....................................	77
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы...........................................................................	79
Л е к ц и я 6 Оценка и обеспечение точности цифровых фильтров.................	80
6.1. Влияние конечной разрядности чисел..........................................................	80
6.2. Масштабирование сигналов в цифровых фильтрах..................................	83

6.3.Оценка шумов квантования и требуемой разрядности АЦП и регистров87

6.4.Методика решения задач конечной разрядности чисел

в цифровых фильтрах............................................................................................	93
Ко н т р о л ь н ы е в о п р о с ы............................................................................	96
Т Е М А 3 МЕТОДЫ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ И
СПЕКТРАЛЬНО-КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА
СИГНАЛОВНА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ ..................................................	97
Л е к ц и я 7 Алгоритм цифровой фильтрации сигналов на основе
дискретного преобразования Фурье........................................................................	97
7.1. Дискретное преобразование Фурье и его свойства....................................	97
7.2. Алгоритм цифровой фильтрации конечных последовательностей
на основе ДПФ........................................................................................................	102
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	107
Л е к ц и я 8 Анализаторы спектра сигналов на основе дискретного
преобразования Фурье.............................................................................................	108
8.1. Базовая структура анализатора спектра и измеряемые им спектральные
характеристики сигналов......................................................................................	109
8.2. Частотные характеристики анализатора спектра.....................................	111
8.3. Определение откликов анализатора спектра
на гармонические сигналы...................................................................................	112
8.4. Роль весовых функций при спектральном анализе
и их основные параметры....................................................................................	114
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	118
Л е к ц и я 9 Cпектрально-корреляционный анализ дискретных случайных
сигналов......................................................................................................................	119
9.1. Определения параметров и характеристик дискретных
случайных сигналов..............................................................................................	119
9.2. Статистическиеоценки характеристик дискретныхслучайных сигналов.
Вычисление СПМ и ВСПМ методом коррелограмм.........................................	122
9.3. Статистическиепериодограммные оценки СПМ и ВСПМ дискретных
случайных сигналов..............................................................................................	125
9.4. Вычисление СПМ и ВСПМ методом периодограмм Уэлча.......................	126
9.5. Вычисление оценок корреляции с помощью ДПФ....................................	129
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	133
 Цифровая обработка сигналов. Курс лекций	-4-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Л е к ц и я 10 Алгоритмы быстрого преобразования Фурье.............................	134
10.1. Алгоритм БПФпо основанию 2 с прореживанием по времени.............	134
10.2. Алгоритм БПФпо основанию 2 с прореживанием по частоте...............	138
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	140
Т Е М А 4 СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ПРИЛОЖЕНИЯ
ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ................................	141
Л е к ц и я 11 Методы многоскоростной обработки сигналов...........................	141
11.1. Восходящие дискретные системы. Интерполяция сигналов................	142
11.2. Нисходяще дискретные системы. Децимация сигналов........................	150
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	158
Л е к ц и я 12 Методы переноса и преобразования спектров дискретных
сигналов......................................................................................................................	159
12.1. Перенос спектров сигналов методом цифрового гетеродинирования.
Комплексные дискретные сигналы....................................................................	159
12.2. Квадратурная обработка узкополосных сигналов..................................	163
12.3. Однополосная модуляция дискретных сигналов....................................	165
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	170
Л е к ц и я 13 Цифровая обработка сигналов в многоканальных системах
связи с частотным уплотнением каналов.............................................................	171
13.1. Формирование групповых сигналов..........................................................	173
13.2. Частотное разделение групповых сигналов.............................................	178
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	184
Л е к ц и я 14 Системы многоканального полосового анализа – синтеза
сигналов......................................................................................................................	185
14.1. Спектральный анализ сигналов методом полосовой фильтрации.....	186
14.2. Многоканальный полосовой анализ сигналов на основе
кратковременного преобразования Фурье........................................................	188
14.3. Системы полосового анализа–синтеза сигналов....................................	192
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	198
Т Е М А 5 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АППАРАТНО-
ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ
СИГНАЛОВ ..........................................................................	199
Л е к ц и я 15 Реализацияцифровой обработки сигналов на основе
микропроцессорных средств..................................................................................	199

15.1.Общие вопросы реализации систем цифровой обработки сигналов.. 199

15.2.Программирование цифровых фильтров

на основе микропроцессорных средств............................................................	207
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	211
Л е к ц и я 16 Цифровые сигнальные процессоры.......................................	212
16.1. Общая характеристика цифровых сигнальных процессоров...............	212
16.2. Функциональные устройства и интерфейс сигнальных процессоров
ADSP-218x ................................................................................................................	218
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	227
Л е к ц и я 17 Программирование цифровых сигнальных процессоров........	228
 Цифровая обработка сигналов. Курс лекций	-5-

ОГЛАВЛЕНИЕ
17.1. Система команд и структура программсигнального процессора	........ 228
17.2. Программирование цифровых фильтров на языке ассемблера
процессоров ADSP-218x ........................................................................................	232
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы.........................................................................	240
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .....................................................................	241
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК......................................	242

 Цифровая обработка сигналов. Курс лекций

-6-

1 / 71 2 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Саханский Специализированные микропроцессоры

#
17.03.2015188.42 Кб611_РП СМП 3.doc
#
17.03.201539.94 Кб572_КАРТА ОБ ЛИТ СМПС 3.doc
#
17.03.2015887.3 Кб75METD112d6.doc
#
17.03.20152.51 Mб154u_lectures.pdf
#
17.03.2015203.78 Кб96ЛЕКЦИЯ 1.doc
#
17.03.2015595.97 Кб103ЛЕКЦИЯ 2.doc
#
17.03.2015822.78 Кб113ЛЕКЦИЯ 3.doc
#
17.03.2015942.59 Кб209ЛЕКЦИЯ 4.doc
#
17.03.20151.7 Mб135ЛЕКЦИЯ 5.1.doc

ОГЛАВЛЕНИЕ