大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于离散时间信号处理第三版答案,数字信号处理 答案这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
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一、离散随机信号处理重要参数
1、功率谱,作为随机信号核心特性的一种度量,对于理解和分析信号至关重要。然而,由于实际数据的有限性,我们通过估计得到的功率谱往往会与理论值存在偏差。为了优化分析精度和提升分辨率,众多谱估计技术应运而生,主要分为两类。
2、首先,线性估计 *** 包括自相关估计、协方差法和周期图法,它们基于数据的线性关系,提供了一种相对直接和简便的功率谱估计途径。
3、非线性估计 *** 则更为复杂,如更大似然法、更大熵法、最小交叉熵法和自回归滑动平均信号模型法等,这些 *** 通过更复杂的数学模型,力求更精确地逼近真实功率谱。
4、在处理非平稳随机信号时,情况更为复杂。这类信号的特性随时间变化,无法仅用传统的平均值描述,而是需要考虑样本函数集的瞬时平均。因此,得到的功率谱会呈现出时间依赖性,这一领域的研究仍在不断深化。
5、卡尔曼滤波和更大熵法是处理非平稳信号的有效工具,它们能够捕捉到信号的动态特性,为分析提供有力支持。
二、信号与系统漫谈第49讲:连续时间信号的离散时间处理
在数字化的浪潮中,移动通信和电视技术的革新引领着我们步入了一个全新的世界。信号与系统的处理过程常常涉及连续时间信号的离散化,这不仅便于计算机处理,还能确保信号质量的还原。即使数字调制后的信号看似数字,无线传输和接收端仍需进行模拟-数字(A/D)和数字-模拟(D/A)转换,因为我们感知到的信号本质上是模拟的。
在数字化的浪潮中,移动通信和电视技术的革新引领着我们步入了一个全新的世界。信号与系统的处理过程常常涉及连续时间信号的离散化,这不仅便于计算机处理,还能确保信号质量的还原。即使数字调制后的信号看似数字,无线传输和接收端仍需进行模拟-数字(A/D)和数字-模拟(D/A)转换,因为我们感知到的信号本质上是模拟的。
离散化是信号从连续到离散的之一步,而这一转换的基础在于采样定理,它指导着模拟信号向数字信号的转换,以及数字信号向模拟信号的回溯。通过图示,采样过程使信号实现了归一化,而传统理论如《围城》中的李专员提出的比喻,为我们提供了更直观的理解。
离散化是信号从连续到离散的之一步,而这一转换的基础在于采样定理,它指导着模拟信号向数字信号的转换,以及数字信号向模拟信号的回溯。通过图示,采样过程使信号实现了归一化,而传统理论如《围城》中的李专员提出的比喻,为我们提供了更直观的理解。
图7和8展示了《围城》中的相关截图,其中频域分析将连续时间(以表示)和离散时间(以表示)的傅里叶变换清晰区分。图9详细展示了这个过程,包括连续和离散信号的分析,通过图文并茂的方式,以及视频演示和颜色标识,帮助我们理解信号类型的变化。当离散时间系统为恒等系统时,频率响应简化为特定表达式,如图10所示的采样过程。
图7和8展示了《围城》中的相关截图,其中频域分析将连续时间(以表示)和离散时间(以表示)的傅里叶变换清晰区分。图9详细展示了这个过程,包括连续和离散信号的分析,通过图文并茂的方式,以及视频演示和颜色标识,帮助我们理解信号类型的变化。当离散时间系统为恒等系统时,频率响应简化为特定表达式,如图10所示的采样过程。
从连续信号到离散时间信号的转换,包括将信号映射为冲激串(表示)并进行频率调整,这是第二步。通过离散时间傅里叶变换,我们可以观察到信号频谱的周期性和尺度变换,如图12和13所示。而图14则展示了离散时间信号处理的第三阶段,尽管最后一部分的具体内容未详述,但整个过程都围绕着信号的离散-连续-离散的转换进行。
从连续信号到离散时间信号的转换,包括将信号映射为冲激串(表示)并进行频率调整,这是第二步。通过离散时间傅里叶变换,我们可以观察到信号频谱的周期性和尺度变换,如图12和13所示。而图14则展示了离散时间信号处理的第三阶段,尽管最后一部分的具体内容未详述,但整个过程都围绕着信号的离散-连续-离散的转换进行。
第4步和第5步,我们将序列转化为冲激串,接着是低通滤波和内插原理的运用,如图16所示。视频1提供了完整的处理流程,它揭示了离散/连续系统转换的关键,以及整体连续时间系统的频率响应特性。
第4步和第5步,我们将序列转化为冲激串,接着是低通滤波和内插原理的运用,如图16所示。视频1提供了完整的处理流程,它揭示了离散/连续系统转换的关键,以及整体连续时间系统的频率响应特性。
在寻找离散与连续频率响应的关系时,我们关注的是周期范围。例如,窄矩形脉冲输入会导致系统时变性,而带限输入则可以等效为连续系统,图9和式(14)为此提供了理论基础。微分运算和时移在连续时间系统中表现出优势,如图20和21所示的离散实现,以及例7.2中的sinc函数输入应用。
在寻找离散与连续频率响应的关系时,我们关注的是周期范围。例如,窄矩形脉冲输入会导致系统时变性,而带限输入则可以等效为连续系统,图9和式(14)为此提供了理论基础。微分运算和时移在连续时间系统中表现出优势,如图20和21所示的离散实现,以及例7.2中的sinc函数输入应用。
最后,通过洛必达法则和连续时间微分器的单位脉冲响应,我们揭示了离散与连续处理的深层次联系。无论是数字微分器的输入输出关系,还是连续时间与离散时间滤波器的响应对比,都为我们提供了深入理解的窗口。通过实例7.2和7.3,我们掌握了离散/连续信号处理的核心要领,从而更好地应对实际应用中的挑战。
最后,通过洛必达法则和连续时间微分器的单位脉冲响应,我们揭示了离散与连续处理的深层次联系。无论是数字微分器的输入输出关系,还是连续时间与离散时间滤波器的响应对比,都为我们提供了深入理解的窗口。通过实例7.2和7.3,我们掌握了离散/连续信号处理的核心要领,从而更好地应对实际应用中的挑战。
三、如何理解数字信号处理中的离散傅立叶变换以及FFT
1、傅里叶变换,是一种数学的精妙描述。但计算机实现,却是一步步把时域和频域离散化而来的。
2、离散化也就是要采样。我们知道,时域等间隔采样,频域发生周期延拓;频域采样,时域发生周期延拓。那么要得到时域频域都离散的结果,显然时域频域都要采样。周期延拓怎么办?只取一个周期就行了。
3、之一步,时域离散化,我们得到离散时间傅里叶变换(DTFT),频谱被周期化;
4、第二步,再将频域离散化,我们得到离散周期傅里叶级数(DFS),时域进一步被周期化。
5、第三步,考虑到周期离散化的时域和频域,我们只取一个周期研究,也就是众所周知的离散傅里叶变换(DFT)。
6、这里说一句,DFT是没有物理意义的,它只是我们研究的需要。借此,计算机的处理才成为可能。
7、复数的加法乘法计算量很大,FFT利用了DFT中WN的周期性和对称性,把一个N项序列按奇偶分组,分为两个N/2项的子序列,继续分解,迭代下去,大大缩减计算量。具体算法就看那张蝶形图吧。
8、FFT对傅氏变换的理论并没有新的发现,但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅里叶变换,可以说是进了一大步。
四、离散随机信号处理的理论基础
随机信号处理的主要理论基础是信号检测理论、估计理论和随机过程理论。根据理论分析,随机信号的不同样本函数在同一时刻的值往往是不确定的,因而只能用样本函数集的统计平均来描述,如用均值、均方值、方差、概率密度函数、相关函数和功率谱密度函数来描述随机过程的特性。但是,在大多数情况下,被处理的随机信号是具有各态历经的平稳随机过程,它的样本函数集平均可以用某一样本函数的时间平均来确定,这给随机信号的分析和处理带来很大方便。虽然平稳随机信号本身是不确定的,但它的相关函数是确定的,可以利用快速变换算法来计算。相关函数的傅里叶变换或Z变换表示随机信号的功率谱密度函数,简称为功率谱。
五、数字信号处理中,时域离散信号和数字信号的区别
数字信号是离散时间信号,而离散时间信号不一定是数字信号。因为;离散时间信号没有经过量化,它的取值可以是无穷多种取值。只有经过量化,变成有限多个取值,才是数字信号。例如:二进制数字信号,只有两种取值。四进制数字信号只有四种取值,以此类推。
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