数字信号处理技术及其特点

"数字信号处理-数字信号处理课件" 本文主要探讨了数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）的基本概念、定义以及它相较于模拟信号处理的主要特点。数字信号处理是20世纪60年代以来，随着信息科学和计算机科学的快速发展而兴起的一个重要学科，它在电子技术各个领域中广泛应用，用数字方法取代模拟方法来处理信号。 首先，数字信号处理的定义是将信号转化为数字序列，借助计算机或特定的信号处理设备，通过数值计算方法对信号进行诸如滤波、变换、识别等一系列操作，以达到所需的形式。这涵盖了利用数字计算机或硬件对数字信号进行的各种变换和处理运算，如滤波、检测、参数提取、频谱分析等。 在狭义上，DSP指的是Digital Signal Processor，即数字信号处理器，而在广义上，它代表了Digital Signal Processing，即数字信号处理技术。该技术涉及数学中的微积分、概率统计、随机过程、高等代数、数值分析、复变函数以及各种变换等基础知识，同时也基于网络理论和信号与系统等理论。 数字信号处理的特点主要包括以下几点： 1. 高精度：数字信号处理系统可以达到很高的精度，例如17位字长可以提供大约10^-6的精度，远超模拟系统的精度。 2. 高稳定性：与模拟系统相比，数字系统对环境条件的敏感度较低，只有两个信号电平（0和1），不易受到噪声和环境变化的影响。此外，大规模集成电路的使用降低了故障率。 3. 灵活性好：数字系统的性能可以通过改变存储在内存中的参数来调整，可以实现“时分复用”，即一套计算设备可以同时处理多路独立信号。 4. 易于大规模集成：数字信号处理系统可以实现信息加密，并能执行复杂的处理功能，如有限长单位脉冲响应数字滤波器可以实现严格的线性相位，这是模拟系统难以做到的。 数字信号处理在精确性、稳定性和可扩展性等方面具有显著优势，使得它在通信、图像处理、音频处理、生物医学工程等多个领域得到广泛应用。随着技术的进步，数字信号处理的重要性将继续提升，其应用范围也将进一步拓宽。