重庆科创职业学院DSP教案1-2

重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：教师：班级：编写时间：课题：1.1单片机概述1.2计算机中的数和编码系统教学目的及要求：了解单片机的发展历史，掌握各种进制间的互换和编码方法教学重点：各种进制间的互换和编码方法教学难点：编码方法教学环节及组织：1.2信号的检测与处理1.2.1信号的检测信号检测通常用传感器实现，传感器常由敏感元件和转换元件组成，敏感元件的功能是检测出信号，转换元件的功能是把检测出的信号转变成计算机或人类便于接受的形式。信号的检测与转换过程如下图所示：旁批栏：被测物理量敏感元件非电量信号转换元件电量信号信号处理另一形式的电量信号信号的检测与转换过程1.2.2信号的处理1.采样将连续时间信号转换成离散时间信号的过程称为采样。采样通过电子自动开关完成。当s合向“1”时，O（t）=I(t);当s合向“2”时，O（t）=0，其中I(t)是开关的输入信号，O（t）是开关的输出信号：O（t）=开关s合向“1”或“2”的时间间隔，由脉冲信号发生器的输出脉冲p(t)控制。采样旁批栏：脉冲信号发生器I(t)SP(t)122合向s；当01合向s当;I(t)P(t)I(t)tO(t)M(t)tttp(t)是一个周期为T的矩形波脉冲，高电平持续时间为t，I（t）是一个持续时间函数，O（t）将成为一个离散时间函数。采样过程又称为脉冲调制过程，采样后的输出信号为：O(t)=P(t)I(t)上式的物理意义为：连续时间信号在等幅矩形波脉冲的调制下，得到包络形同于输入信号的一串载波脉冲。如果用δ函数表示τ→0时的载波信号P(t)，且记为Q(t)，则有Q(t)=δ(t-nT)理想采样时的输出信号是τ→0时的载波信号O(t)，用M(t)表示：M(t)=I(t)Q(t)或M(t)=I(t)δ(t-nT)考虑到δ函数的性质，只有当t=nT时为非零单位值，则有：M(t)=2.压缩与扩展减少信号所占的时域称为信号的压缩。反之，加大信号所占的时域叫做信号的扩展。由于压缩与扩展都是时间轴上的改变，因此统称为信号的长短变换。设信号用f(t)表示，如果自变量有t改为at，则信号函数用f(at)表示。压缩与扩展如果a1,则将f(t)以原点为基点，水平方向上线性缩小a倍，可得f(at)，压缩的图形如图所示，图中取a=2。旁批栏：nTtnTtnTttI,0),()(tf(t)tf(2t)-10+1-0.5+0.5tf(t)tf(2t)-10+1-0.5+0.5(1)a=2三角波(2)a=2方波如果a1,则将f(t)以原点为基点，水平方向线性扩展a倍，可得f(at)，扩展的图形如图1-16所示，图中取a=1/2。3.抽取与内插将离散信号f(n)变换成f(Nn)(N为正整数)的过程称为抽取，抽取后所得的离散时间序列为：f(Nn)=f0(n)其中f0(n)是从f(n)中以N-1个序号为间隔选取的序列点函数。序列点上的各信号值会重新排列，构成了新的离散信号f(Nn)。旁批栏：tf(t)tf(2t)-20+2-1+1tf(t)tf(2t)(1)a=0.5三角波(2)a=0.5方波-1+1-20+2所谓内插是将离散时间序列f(n)变换成：f1(n)=上式表明f1(n)是f(n)相邻两个序号之间插入N-1个零值后形成的离散序列。在进行内插时，插入的值可事先按需要设置，既可以是零，也可以是非零。离散时间序列的抽取与内插类似于连续时间信号的压缩与扩展，但两者仍有本质区别，这种区别表现在：（1）连续时间信号的压缩与扩展是可逆的。（2）离散时间信号的抽取与内插，有时是可逆的，有时是不可逆的。所谓可逆是指把连续信号压缩了a倍以后，如果再扩展a倍，就可以恢复原有的连续时间信号。为其他数，为整数nkkNnNnf0,),/(1.2.3信号的频谱周期信号f(t)在满足狄里赫莱条件时，能展开成傅立叶级数：f(t)=将采样用的载波信号Q(t)展开成傅立叶级数，有：其系数qm为：=上式表明Q(t)的各次谐波都具有相等的幅度1/T，冲激载波信号Q(t)的波谱为梳状谱。当连续时间信号I(t)经过理想采样后，得到的输出信号为为：取傅立叶变换的频谱为：周期矩形波频谱有如下特点：（1）离散性：谱线离散分布；（2）谐波性：相邻谱线间隔为Ω，且仅含有ω=mΩ的各个分量；（3）收敛性：周期T越长，谱线之间间隔越小，频谱的幅度随频率的增大而减下，同时随频率的减小而减小。（4）无限划分性：谱线有无穷多条，频谱被分解成无穷多个频率分量。mjmjITjM)(1)(0)()()(tQtItMmtjmeTtQ01)(tjmmmeF0)cos(2010nmntmAAnnTttQ)()(mtjmmeq0tetQTqTTtjmmd)(12/2/0tenTtTTTtjmd)(12/2/0T1mtjmetIT0)(1