数字信号处理 概论离散信号表示单位脉冲序列单位阶跃序列矩形序列 时域采样定理离散时间采样的频域分析
概论
研究内容:
离散的信号时域分析
序列的傅里叶变换
z变换
离散傅里叶变换
快速傅里叶变换
离散系统分析与设计
模拟信号(连续时间信号):自变量连续,信号幅度连续取值
离散时间信号:对模拟信号采样,时间离散,幅度上没有量化
数字信号:时间离散,幅度量化为有限字长的二进制数
时域采样:在时间轴上等间隔取值
幅度量化:因为模拟信号幅度连续,无法处理,因此进行量化变成数字
最终得到数字信号
x(n)=sin(wn),n为正数
w为数字频率
单位冲击函数:
单位脉冲序列:
阶跃函数:
阶跃序列:
矩形序列RN(n):
N:矩形序列样值个数
n:序列自变量
有模拟信号xa(t)
单位脉冲序列
T为采样周期,1/T为采样频率Ωs
单位脉冲序列与模拟信号相乘得到采样信号(离散时间信号):
对离散时间信号进行幅值量化得到数字信号:
采样信号表示为:
对两边分别取傅里叶变换
其中,
图示为:
通过傅里叶变换到频域变成:
其中Ωc为最高频率(带宽)
对Xa(t)进行采样:
通过傅里叶变换到频域为:
可以看到,采样后的频域就是采样前的频域信号的周期延拓再乘以1/T。
那么通过一个理想低通滤波器取出一个周期,通过傅里叶反变换,即可得到原信号。
但如果周期过小,Ωs<2Ωc,就会发生混叠,此时无法通过低通滤波取出原频谱。
实际中,通常没有理想低通滤波器,因此,Ωs等于三到四倍的Ωc。