数字信号处理复习资料（工大）

《数字信号处理复习指南》 数字信号处理是通信工程、电子工程等领域的重要组成部分，它涉及到对离散时间信号的分析、变换和处理。本复习资料旨在帮助学生掌握关键概念和方法，以下是各章节的重点内容： 1. **数字信号的产生**：数字信号通常由模拟信号经过采样和量化得到。采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的过程，遵循奈奎斯特定理，以避免信息损失。量化则是将连续幅度信号转换为离散幅度的步骤，涉及量化级和量化误差。 2. **数字信号的基本处理过程**：包括滤波（消除噪声、提取特定频率成分）、调制解调、编码解码等。基本步骤通常包括信号的预处理、变换、分析和重构。 3. **正反Z变换**：Z变换是数字信号处理中的重要工具，用于将离散时间信号转换为Z域表示，便于分析系统特性。反Z变换则将Z域表达式还原为离散时间序列。 4. **DTFT（离散时间傅里叶变换）**：DTFT将离散时间信号转换到频率域，揭示信号的频谱特性。其基本定义和性质是理解和应用DTFT的基础。 5. **抽样定理与信号重建**：抽样定理阐述了在不失真地恢复原始模拟信号所需的最低采样率。信号重建涉及通过插值或其他方法从采样信号重构原始信号。 6. **DFT（离散傅里叶变换）与FFT（快速傅里叶变换）**：DFT是DTFT在周期性序列上的特殊形式，而FFT是一种高效的DFT计算算法。8点DIT和DIF运算图的绘制有助于理解FFT的工作原理。 7. **线性相位滤波器**：线性相位滤波器保持信号的相位特性不变，分为四类，根据零极点分布特点，它们在滤波性能上有不同表现。 8. **IIR和FIR滤波器**：IIR滤波器使用递归结构，具有无限冲激响应，FIR滤波器则通过非递归结构实现有限冲激响应。两者有多种设计方法和连接方式，如直接连接与级联连接。 9. **滤波器设计**：包括巴特沃斯滤波器等模拟滤波器设计，以及脉冲响应不变法和双线性不变法等数字滤波器设计。 10. **信号的正交分解和K-L变换**：正交分解用于将信号分解为一组正交基的线性组合，K-L变换是多元数据的统计降维方法，常用于信号压缩和特征提取。 11. **信号的抽取与差值周期计算**：抽取用于减少数据速率，差值周期计算则用于从低采样率信号恢复高采样率信号。 12. **逆系统、同态滤波与复倒谱**：逆系统用于反向操作，同态滤波在频域内进行处理，复倒谱则用于分析非平稳信号的瞬时特性。 13. **随机信号**：随机信号具有不确定性，分为平稳和非平稳两类。平稳随机信号的统计特性不随时间变化，是信号处理中的重要研究对象。 14. **习题解答**：对各章习题的解答有助于巩固理论知识，提升实际应用能力。 通过深入理解和实践这些知识点，学生可以全面掌握数字信号处理的核心概念，并具备解决实际问题的能力。