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1、中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术工程测试技术基础工程测试技术基础本章学习要求：本章学习要求：1.1.了解信号模数转换和数模转换原理了解信号模数转换和数模转换原理 2.2.掌握信号采样定理，能正确选择采样频率掌握信号采样定理，能正确选择采样频率 3.3.了了解解数数字字信信号号处处理理中中信信号号截截断断、能能量量泄泄露露、栅栏效应等现象栅栏效应等现象 4.4.掌握常用的数字信号处理方法掌握常用的数字信号处理方法中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.1 6.1 数字信号处理概述数字信号处理概述 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号
2、处理技术1 1、数字信号处理的主要研究内容、数字信号处理的主要研究内容 数数字字信信号号处处理理主主要要研研究究用用数数字字序序列列来来表表示示测测试试信信号号，并并用用数数学学公公式式和和运运算算来来对对这这些些数数字字序序列列进进行行处处理理。其其主主要要内内容容包包括括数数字字波波形形分分析析、幅幅值值分分析析、频谱分析和数字滤波频谱分析和数字滤波。2 2、测试信号数字化处理的基本步骤、测试信号数字化处理的基本步骤 物理信号物理信号对象对象传感传感器器电信号电信号信号信号调制调制电信号电信号A/D转换转换数字信号数字信号计计算算机机显示显示D/A转换转换控制控制中南大学机电工程学院中南大
3、学机电工程学院6.1 数字信号处理概述数字信号处理概述 3 3、数字信号处理的优势、数字信号处理的优势 1)1)用数学计算和计算机显示代替复杂的电路和机械结构用数学计算和计算机显示代替复杂的电路和机械结构2)2)计算机软硬件技术发展的有力推动计算机软硬件技术发展的有力推动a)a)多种多样的工业用计算机。多种多样的工业用计算机。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.1 数字信号处理概述数字信号处理概述 b)b)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.1 数字信号处理概述数字信号处理概述 案例：铁路机车案例：铁路机车FS
4、KFSK信号检测与分析信号检测与分析京广线计划提速到京广线计划提速到200200公里公里/小时小时合作任务：机车状态信号识别合作任务：机车状态信号识别(频率解调频率解调)虚拟仪器虚拟仪器设计方案设计方案中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.2 模数模数(A/D)和数模和数模(D/A)第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术1 1、A/DA/D转换转换 1)A/D转换过程转换过程 采样采样利用采样脉冲序列利用采样脉冲序列p(t)p(t)，从连续时间信号从连续时间信号x(t)x(t)中中抽取一系列离散样值，使之成为采样信号抽取一系列离散样值，使之成为采样信号x(nTsx(nTs)的过
5、程的过程 编码编码将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。量量化化把把采采样样信信号号x x（nTsnTs）经经过过舍舍入入变变为为只只有有有有限限个个有有效数字的数，这一过程称为量化效数字的数，这一过程称为量化中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2)A/D2)A/D转换器的技术指标转换器的技术指标 6.2 模数模数(A/D)和数模和数模(D/A)(1)(1)分辨率分辨率;用输出二进制数码的位数表示。位数越多，量化误差越小，用输出二进制数码的位数表示。位数越多，量化误差越小，分辨力越高。常用有分辨力越高。常用有8 8位、位、1010位、位、1
6、212位、位、1616位等。位等。(2)(2)转换精度转换精度;转换精度转换精度=量程量程/(A/(AD D转换器的分辨力转换器的分辨力*0.5)0.5)(3)(3)转换速度转换速度;指完成一次转换所用的时间，指完成一次转换所用的时间，如如:100ms(10Hz):100ms(10Hz)；10us(100kHz)10us(100kHz)(4)(4)模拟信号的输入范围模拟信号的输入范围;如，5V，+/-5V，10V，+/-10V等。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2 2、D/AD/A转换过程和原理转换过程和原理 6.2 模数模数(A/D)和数模和数模(D/A)1)D/A转换过程转换过程
7、D/A转换器是把数字信号转换为电压或电流信号的装置。转换器是把数字信号转换为电压或电流信号的装置。2)D/A转换器的技术指标转换器的技术指标 (1)(1)分辨率分辨率;(2)(2)转换精度转换精度;(3)(3)转换速度转换速度;(4)(4)模拟信号的输出范围模拟信号的输出范围;中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院A/DA/D、D/AD/A转换过程中的量化误差实验：转换过程中的量化误差实验：6.2 模数模数(A/D)和数模和数模(D/A)中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.3 6.3 采样定理采样定理 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术1 1 采样信号的频谱采样信号的频
8、谱 采样过程是将采样采样过程是将采样脉冲序列脉冲序列p(t)与信号与信号x(t)相乘来相乘来中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2.2.频混现象频混现象 6.3 采样定理采样定理 频域解释频域解释时域解释时域解释中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院3.3.采样定理采样定理 6.3 采样定理采样定理 为为保保证证采采样样后后信信号号能能真真实实地地保保留留原原始始模模拟拟信信号号信信息息，信信号号采采样样频频率率必必须须至至少少为为原原信信号号中中最最高高频频率率成成分分的的2 2倍倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。这是采样的基本法则，称为采样定理。fs2fmax 需需要要注注意意的
9、的是是，在在对对信信号号进进行行采采样样时时，满满足足了了采采样样定定理理，只只能能保保证证不不发发生生频频率率混混叠叠，只只能能保保证证对对信信号号的的频频谱谱作作逆逆傅傅立立叶叶变变换换时时，可可以以完完全全变变换换为为原原时时域域采采样样信信号号xs(txs(t)，而而不不能能保保证证此此时时的的采采样样信信号号能能真真实实地地反反映映原原信信号号x(t)x(t)。工工程程实实际际中中采采样样频频率率通通常常大大于于信信号号中最高频率成分的中最高频率成分的3 3到到5 5倍。倍。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.3 采样定理采样定理 频混现象实验：频混现象实验：中南大学机电工程
10、学院中南大学机电工程学院6.3 采样定理采样定理 频混计算：频混计算：FsFsFsFs频混频混正常正常Fs/2工程处理：工程处理：混迭频率混迭频率=Fs-=Fs-信号频率信号频率中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.3 采样定理采样定理 A/DA/D采样前的抗混迭滤波：采样前的抗混迭滤波：物理信号物理信号对象对象传感传感器器电信号电信号信号信号调制调制电信号电信号A/D转换转换数字信号数字信号计计算算机机显示显示展开展开低通滤波低通滤波(0-Fs/2)放大放大中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.3 采样定理采样定理 动手做：动手做：将声卡作为将声卡作为A/D、D/A卡卡,设计一个
11、双通道信号采集设计一个双通道信号采集器和信号发生器。器和信号发生器。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.4 6.4 信号的截断、能量泄漏信号的截断、能量泄漏 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术 为便于数学处理，通常对截断的信号做周期延拓，得到虚拟的为便于数学处理，通常对截断的信号做周期延拓，得到虚拟的无限长的信号。无限长的信号。当当运运用用计计算算机机进进行行测测试试信信号号处处理理时时，不不可可能能对对无无限限长长的的信信号号进进行行测测量量和和运运算算，而而是是取取其其有有限限的的时时间间片片段段进进行分析，这个信号截取过程成为行分析，这个信号截取过程成为信号的截断。
12、信号的截断。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.4 信号的截断、能量泄漏信号的截断、能量泄漏 周周期期延延拓拓后后的的信信号号与与真真实实信信号号是是不不同同的的，下下面面我我们们就从数学的角度来看这种处理带来的误差情况。就从数学的角度来看这种处理带来的误差情况。设有余弦信号设有余弦信号x(t),x(t),用矩形窗函数用矩形窗函数w(t)w(t)与其相乘，与其相乘，得到截断信号得到截断信号:y:y(t)=x(t)w(t)(t)=x(t)w(t)将将截截断断信信号号谱谱 X XT T()()与与原原始始信信号号谱谱X()X()相相比比较较可可知知，它它已已不不是是原原来来的的两两条条谱谱
13、线线，而而是是两两段段振振荡荡的的连连续续谱谱.原原来来集集中中在在f0f0处处的的能能量量被被分分散散到到两两个个较较宽宽的的频频带带中中去去了了，这这种种现现象象称称之之为为频频谱能量泄漏谱能量泄漏。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院能量泄漏实验：能量泄漏实验：6.4 信号的截断、能量泄漏信号的截断、能量泄漏 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术1 1、离散傅立叶变换、离散傅立叶变换 离散傅里叶变换（离散傅里叶变换（Discrete Fourier TransformDiscrete Fourier Tra
14、nsform）一词是为适一词是为适应计算机作傅里叶变换运算而引出的一个专用名词。应计算机作傅里叶变换运算而引出的一个专用名词。x(t)截断、周期延拓截断、周期延拓xT(t)周期信号周期信号x xT T(t(t)的的傅里叶变换：傅里叶变换：对周期信号对周期信号x xT T(t(t)采样，将离散序列采样，将离散序列x xT T(n(n),),将积分转为集合：将积分转为集合：傅里叶变换公式傅里叶变换公式中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院按上式，用计算机编程很容易计算出指定频率点的值：按上式，用计算机编程很容易计算出指定频率点的值：f=？/计算的频率点计算的频率点Fs=5120N=1024dt=
15、1.0/Fspi=3.1415926 XR=0XI=0 For n=0 To N-1 XR=XR+x(n)*cos(2*pi*f*n*dt)*dt XI=XI+x(n)*sin(2*pi*f*n*dt)*dtNextA=sqr(XR*XR+XI*XI)Q=atn(XI/XR)VBScript 样例样例6.5 DFT与与FFT 展开，得连续傅立叶变换计算公式：展开，得连续傅立叶变换计算公式：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 连续傅立叶变换编程计算实验：连续傅立叶变换编程计算实验：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 采采样样信信号号频频谱谱是是一一个个连连续续
16、频频谱谱，不不可可能能计计算算出出所所有有频率点值，频率点值，X(f)X(f)只能离散取值，频率取样间隔定义为：只能离散取值，频率取样间隔定义为：f=fs/N 频率取样点为频率取样点为0,f,2f,3f,.0,f,2f,3f,.，有：有：该公式就是离散傅立叶计算公式该公式就是离散傅立叶计算公式(DFT)(DFT)6.5 DFT与与FFT 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 2 2、快速傅立叶变换、快速傅立叶变换 快快速速傅傅立立叶叶变变换换(FFT)(FFT)是是实实施施离离散散傅傅立立叶叶变变换换的的一一种种有有效效的的算算法法，通通过过仔仔细细选选择择和和重重
17、新新排排列列中中间间结结果果，在在速速度上较之离散傅立叶变换有明显的优点。度上较之离散傅立叶变换有明显的优点。展开各点的展开各点的DFT计算公式：计算公式：XR(1)=x(0).cos(2pi*0*1/N)+x(1).cos(2pi*1*1/N)+x(2).cos(2pi*2*1/N).XR(2)=x(0).cos(2pi*0*2/N)+x(1).cos(2pi*1*2/N)+x(2).cos(2pi*2*2/N).其中有大量重复的其中有大量重复的coscos、sinsin项的计算，项的计算，FFTFFT的作用就是用的作用就是用技巧减少技巧减少coscos、sinsin项的重复计算。项的重复计
18、算。当采样点数为当采样点数为10241024点点,DFT,DFT要要求一百万次以上计算量，而求一百万次以上计算量，而FFTFFT则只要求则只要求1024010240次。次。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术1 1、栅栏效应、栅栏效应 采采样样信信号号的的频频谱谱，为为提提高高计计算算效效率率,通通常常采采用用FFTFFT算算法法进进行行计计算算，设数据点数为：设数据点数为：N=T/dt=T.fs 则计算得到的离散频率点为则计算得到的离散频率点为:Xs(fi)，fi=i.fs/N,i=0，1，
19、2，.，N/2 这这就就相相当当于于透透过过栅栅栏栏观观赏赏风风景景，只只能能看看到到频频谱谱的的一一部部分分，而而其其它它频率点看不见，此种现象被称为栅栏效应。频率点看不见，此种现象被称为栅栏效应。如果信号中的频率分量如果信号中的频率分量与频率取样点不重合，与频率取样点不重合，则只能按四舍五入的原则只能按四舍五入的原则，取相邻的频率取样则，取相邻的频率取样点谱线值代替。点谱线值代替。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 栅栏效应误差实验：栅栏效应误差实验：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 2 2 能量泄漏与栅栏效应的
20、关系能量泄漏与栅栏效应的关系 频频谱谱的的离离散散取取样样造造成成了了栅栅栏栏效效应应，谱谱峰峰越越尖尖锐锐，产产生生误误差差的的可可能性就越大。能性就越大。例如，余弦信号的频谱为线谱。当信号频率与频谱离散取样点例如，余弦信号的频谱为线谱。当信号频率与频谱离散取样点不等时，栅栏效应的误差为无穷大。不等时，栅栏效应的误差为无穷大。实际应用中，由于信号截断的原因，产生了能量泄漏，即使信号频实际应用中，由于信号截断的原因，产生了能量泄漏，即使信号频率与频谱离散取样点不相等，也能得到该频率分量的一个近似值。率与频谱离散取样点不相等，也能得到该频率分量的一个近似值。从这个意义上来说，从这个意义上来说，能
21、量泄漏误差不完能量泄漏误差不完全是有害的。如果全是有害的。如果没有信号时域截断没有信号时域截断产生的能量泄漏误产生的能量泄漏误差，频谱离散取样差，频谱离散取样造成的栅栏效应误造成的栅栏效应误差将是不能接受的。差将是不能接受的。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 能能量量泄泄漏漏分分主主瓣瓣泄泄漏漏和和旁旁瓣瓣泄泄漏漏，主主瓣瓣泄泄漏漏可可以以减减小小因因栅栅栏栏效效应应带带来来的的谱谱峰峰幅幅值值估估计计误误差差，有有其其好好的的一面，而旁瓣泄漏则是完全有害的。一面，而旁瓣泄漏则是完全有害的。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应
22、与窗函数栅栏效应与窗函数 3 3 常用的窗函数常用的窗函数 1 1）矩形窗）矩形窗 2）三角窗）三角窗 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 3 3）汉宁窗）汉宁窗常用窗函数常用窗函数中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 窗函数在减小栅栏效应误差中的作用实验：窗函数在减小栅栏效应误差中的作用实验：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 总结：总结：信号截断信号截断能量泄漏能量泄漏FFTFFT栅栏效应栅栏效应从克服栅栏效应误差的角度看，能量泄漏是有利的。从克服栅栏效应误差的角度看，能量泄漏是有利的。
23、中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.5 DFT与与FFT 通过加窗加大能量泄漏，减小栅栏效应误差：通过加窗加大能量泄漏，减小栅栏效应误差：加矩形窗加矩形窗加加BlackMan窗窗中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 动手做：动手做：设计一个离散傅立叶计算设计一个离散傅立叶计算程序，计算方波的频谱。程序，计算方波的频谱。观察观察栅栏效应带来的计算栅栏效应带来的计算误差误差。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 栅栏效应与窗函数栅栏效应与窗函数 思考题：思考题：1.A/D1.A/D，D/AD/A转换器的主要技术指标有那些转换器的主要技术
24、指标有那些？2.2.信号量化误差与信号量化误差与A/DA/D，D/AD/A转换器位数的关系转换器位数的关系？3.3.采样定理的含义，当不满足采样定理时如何计算采样定理的含义，当不满足采样定理时如何计算 混迭频率混迭频率？4.A/D4.A/D采样为何要加抗混迭滤波器，其作用是什麽？采样为何要加抗混迭滤波器，其作用是什麽？5.5.数字信号处理中采样信号的频谱为何一定会产生数字信号处理中采样信号的频谱为何一定会产生 能量泄漏能量泄漏？6.6.用用FFTFFT计算的频谱为何一定会存在栅栏效应误差计算的频谱为何一定会存在栅栏效应误差？7.7.窗函数的作用是什麽窗函数的作用是什麽？中南大学机电工程学院中南
25、大学机电工程学院6.6 6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 第六章、数字信号处理技术第六章、数字信号处理技术 数字信号处理是测试技术数字信号处理是测试技术中最常用和最需要应用工程师中最常用和最需要应用工程师掌握的部分，无论开发简单或掌握的部分，无论开发简单或复杂的测控系统或分析仪器，复杂的测控系统或分析仪器，都会用到数字信号处理知识。都会用到数字信号处理知识。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 信号时域波形分析是最信号时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器显波器、万用表等普通仪器显示信号波形就可以特征参数。示信号波形就可以
26、特征参数。6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 1 1、时域波形参数计算、时域波形参数计算 0At峰值峰值/双峰值双峰值均值均值有效值有效值方差方差周期周期中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院波形分析的应用波形分析的应用超门限报警超门限报警 信号类型识别信号类型识别 信号基本参数识别信号基本参数识别 Pp-p6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院1)1)峰值峰值P P，双峰值双峰值P Pp-pp-ptAPPp-pP1=data(0)P2=data(0)For K=0 To N If P1data(k)Then P2=d
27、ata(k)End IfNextP=P1P2P=P1-P26.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2)2)均值均值0AtU=0For K=0 To N U=U+data(k)NextU=U/N6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院3)3)均方值均方值E2=0For K=0 To NE2=E2+data(k)*data(k)NextRMS=sqr(E2/N)6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院4)4)方差方差V2=0For K=0
28、 To N V2=V2+(data(k)-U)*(data(k)-U)NextV=V2/N大方差大方差 小方差小方差 6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 案例：管道压力监测与超门限报警案例：管道压力监测与超门限报警中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院信号幅值报警系统设计实验：信号幅值报警系统设计实验：6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院5)5)周期周期T TtAT穿越判断法穿越判断法ATn=0AT=0.8*PFor K=2
29、 To N If data(k-1)AT And data(k-2)AT And data(k+2)AT Then ti(n)=K n=n+1 End IfNextT=(ti(2)-ti(1)*dt6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 案例：发动机转速测量案例：发动机转速测量中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院数字转速表设计实验：数字转速表设计实验：6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院实验：时域波形参数计算实验：时域波形参数
30、计算6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 2 2、数字相关函数、数字相关函数计算计算 变量之间的相依关系称为相关。信号之间的变量之间的相依关系称为相关。信号之间的相似关系称为相关函数。相似关系称为相关函数。xyxyxy0At中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2.4 信号的时差域相关分析信号的时差域相关分析 相关分析的工程应用相关分析的工程应用 案例：机械加工表面粗糙度自相关分析案例：机械加工表面粗糙度自相关分析 被测被测工件工件相关分析相关分析提取出回转误差等周期性的故障源。提取
31、出回转误差等周期性的故障源。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院2.4 信号的时差域相关分析信号的时差域相关分析 案例：地下输油管道漏损位置的探测案例：地下输油管道漏损位置的探测 案例：案例：AGVAGV小车定位，声位笔定位小车定位，声位笔定位中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 x(t)y(t)时时延延器器乘乘法法器器y(t-)X(t)y(t-)积积分分 器器Rxy()For i=0 To Nr(i)=0For j=0 To Nr(i)=r(i)+x(j)*y(j+i)NextNextFor i=0 To Nr(i)=r(i)/NN
32、ext计算公式：计算公式：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院实验：自相关分析实验：自相关分析6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 3 3、数字滤波、数字滤波 数字滤波器是利用离散时间系统特性对输入信号进数字滤波器是利用离散时间系统特性对输入信号进行加工处理，把输入序列行加工处理，把输入序列 x(n)x(n)变换成一定的输出序列变换成一定的输出序列 y(n)y(n)，从而达到改变信号频率构成的目的。从而达到改变信号频率构成的目的。x(n)h(n)y(n)y(n)=x(n)*h(n)
33、y(k)=h0 x(k)+h1x(k+1)+h2x(k+2)+hmx(k+m)k=0,1,.设设 数数 字字 滤滤 波波 器器 的的 脉脉 冲冲 响响 应应 序序 列列 为为 hh0 0,h h1 1,h,h2 2,h hm m,则则,展开：展开：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 数字滤波器系数有专用软件计算，这里我们提供一个数字滤波器系数有专用软件计算，这里我们提供一个网络计算工具：网络计算工具：中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 样例信号：样例信号：中南大学机电工程学院中南
34、大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 将数字滤波器系数带入公式中就可以对信号将数字滤波器系数带入公式中就可以对信号进行数字滤波。进行数字滤波。For i=0 To N7 Y(i)=-0.064X(0)+0.041X(1)+0.301X(2)+0.454X(3)+0.301X(4)+0.041X(5)-0.064X(6)Next中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院数字滤波应用实例数字滤波应用实例:6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警滤除信号中的高频噪声，以便于观察
35、轴心运动规律滤除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 动手做：动手做：用所学的数字信号分析算用所学的数字信号分析算法设计一个简单的声音信法设计一个简单的声音信号分析程序。号分析程序。中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院思考题：思考题：1.1.目前数字信号处理正在逐步取代用模拟电路实目前数字信号处理正在逐步取代用模拟电路实 现的模拟信号处理，为什麽现的模拟信号处理，为什麽？6.6 常用的数字信号处理算法常用的数字信号处理算法 2.2.按数字信号处理公式，用你熟悉的计算机语言，按数字信号处理公式，用你熟悉的计算机语言，写出常用数字信号处理算法的计算程序写出常用数字信号处理算法的计算程序.3.3.按采样数据按采样数据x(1),x(2),x(1),x(2),，x(n)x(n)，计算信号的计算信号的 时域波形参数时域波形参数.Fs=10Hz,Xi0,2,3,0,-1,-2,0,2,3,0,-1,-2,0Fs=10Hz,Xi0,2,3,0,-1,-2,0,2,3,0,-1,-2,00At