华中科技大学机械学院：数字信号处理关键概念与技术

本章节内容主要围绕"工程测试技术"中的第五章——数字信号处理展开，这一部分深入探讨了在工程实践中至关重要的信号转换与处理技术。首先，学生需要掌握信号的模数转换（A/D转换）和数模转换（D/A转换）的基本原理，这是数字化和模拟信号之间互相转换的基础。 信号采样定理是核心概念，强调了采样频率的重要性，必须确保采样频率高于输入信号最高频率的两倍，以避免频率混叠，这是保证信号不失真的关键条件。接着，章节介绍了信号截断和能量泄漏的现象，这些在实际信号处理中可能会导致信号质量下降，通过周期延拓的方法来处理截断信号，以减少能量泄漏，但会引入额外的误差，如能量分散和频谱失真。 离散傅立叶变换（DFT）及其快速傅立叶变换（FFT）算法在此部分占有重要位置，它们是分析和设计数字滤波器的基础工具，用于频率域处理，包括信号的频谱分析和频域滤波。DFT给出了周期信号在离散时间域和频域的关系，而FFT则是DFT的高效实现方法，尤其适用于大规模数据处理。 此外，章节还涵盖了数字滤波方法，这是信号处理中常见的降噪和特征提取手段。通过对信号进行滤波，可以去除噪声、提取特定频率成分或进行信号增强。最后，数据压缩技术和DSP（数字信号处理器）系统设计也被提及，这些技术对于存储和处理大量数字信号具有重要意义。 在整个学习过程中，通过理论讲解和实验案例，学生将深入了解如何在实际工程测试环境中正确应用数字信号处理技术，以提高信号的质量和效率。通过理解这些基本原理和技术，工程师能够更好地应对复杂的信号处理问题。