分析數(shù)字信號處理中基本變換間的關(guān)系

文靜逸

摘要：數(shù)字信號處理是指用數(shù)字序列或符號序列代表信號，并運(yùn)用數(shù)字計算方式處理這些序列，以此將信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉闲枨蟮男问健，F(xiàn)階段，最常見的數(shù)字信號處理技術(shù)有頻譜分析、數(shù)字濾波、信號識別等。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和科技水平的提高，有關(guān)數(shù)字信號處理的探索越發(fā)深入，因此下面主要從變換關(guān)系入手進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理;基本變換;關(guān)系;

引言

數(shù)字信號處理是全世界范圍內(nèi)廣泛要求學(xué)習(xí)的信息類學(xué)科的基礎(chǔ)課，主要通過數(shù)學(xué)手段對信號進(jìn)行分析和處理，達(dá)到優(yōu)于模擬信號的傳輸和儲存的目的。現(xiàn)在用于通信、航天、地質(zhì)、控制和生物醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。但是該課程的特點是公式繁多，推導(dǎo)復(fù)雜，概念難以理解，所以學(xué)生掌握起來會有非常大的困難。

1模擬信號的數(shù)字化過程

信號是信息的載體，用來傳達(dá)我們需要的信息。為了便于傳輸和控制，通常將非電氣信號（例如光信號、聲音信號、溫度信號等）轉(zhuǎn)換為可以通過專業(yè)傳感器（例如光電轉(zhuǎn)換器、拾音、溫度傳感器等）輕松處理的電氣信號。電信號可分為模擬信號和時間離散信號（也稱為離散信號或序列），根據(jù)參數(shù)值是否連續(xù)，始終將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，模擬信號通過采樣（采樣）操作獲得時間離散信號，然后通過量化操作獲得數(shù)字信號。該過程包括信號處理類過程組的兩個重要理論：采樣定理和量化效果。模擬信號是信號和系統(tǒng)過程中處理重要知識（如FT和Laplace轉(zhuǎn)換）的主要研究對象，而離散信號和數(shù)字信號是數(shù)字信號處理過程（包括DTFT、DFT和ztransform等重要知識）的主要研究對象。澄清“模擬信號的數(shù)字化過程”不僅有助于定義一些重要轉(zhuǎn)換（如FT、Laplace轉(zhuǎn)換、DTFT、DFT、ztransform），還有助于解釋講座的難點（如采樣定理和量化效果）。

2數(shù)字信號處理的教學(xué)方向

現(xiàn)階段，在集成電路、計算機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)快速發(fā)展中，信號的數(shù)字處理技術(shù)逐漸成為科研工作和工程技術(shù)關(guān)注的焦點，在取代傳統(tǒng)模擬信號處理技術(shù)的同時，得到了各個領(lǐng)域的充分利用。在這一背景下，《數(shù)字信號處理》課程被電子信息工程、測控儀器類、通信工程等多個專業(yè)定為基礎(chǔ)課程。由于實踐教學(xué)的理論性和技術(shù)性非常強(qiáng)，所以在教學(xué)設(shè)計與革新中，著重幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu)，促使他們可以在提高學(xué)習(xí)水平的同時，奠定扎實的基礎(chǔ)知識。簡單來講，《數(shù)字信號處理》的本質(zhì)在于運(yùn)用數(shù)字系統(tǒng)來處理信號，信號的處理可以在不同的域中進(jìn)行，因此學(xué)生在掌握基本概念的同時，還要了解各種變換關(guān)系。

3離散信號DFS的分析公式

為了方便研究后續(xù)研究，首先要明確DFS（離散傅立葉級數(shù)）的系數(shù)公式和綜合公式，具體如（1）和（2）所示：

結(jié)束語

分析當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用情況可知，雖然已經(jīng)了解基本變換間的關(guān)系，但隨著數(shù)字信號處理的飛速發(fā)展，科研人員還要繼續(xù)加大探索力度，只有這樣才能從中獲取更多信息，以此為我國科研工作發(fā)展提供有效依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：成都信息工程大學(xué)）