2020年新编信息与通信工程专业英语(第2版)-韩定定

第一课现代数字设计及数字信号处理

课文 A: 数字信号处理简介

1. 什么是数字信号处理？

数字信号处理，或DSP，如其名称所示，是采用数字方式对信号进行处理。在这种情况下一个信号可以代表各种不同的东西。从历史的角度来讲，信号处理起源于电子工程，信号在这里意味着在电缆或电话线或者也有可能是在无线电波中传输的电子信号。然而，更通用地说，一个信号是一个可代表任何东西--从股票价格到来自于远程传感卫星的数据的信息流。术语“ digital ”来源于“ digit ”，意思是数字（代可以用你的手指计数），因此“ digital ” 的字面意思是“数字的，用数字表示的” ，其法语是“ numerique ”。一个数字信号由一串数字流组成，通常（但并非一定）是二进制形式。对数字信号的处理通过数字运算来完成。

数字信号处理是一个非常有用的技术，将会形成21 世纪的新的科学技术。数字信号处

理已在通信、医学图像、雷达和声纳、高保真音乐产生、石油开采等很广泛的领域内引起了革命性的变革。这些领域中的每一个都使得DSP技术得到深入发展，有该领域自己的算法、

数学基础，以及特殊的技术。DSP发展的广度和深度的结合使得任何个人都不可能掌握已发

展出的所有的DSP技术。DSP教育包括两个任务：学习应用数字信号处理的通用原则及学习你所感兴趣的特定领域的数字信号处理技术。

2. 模拟和数字信号

在很多情况下，所感兴趣的信号的初始形式是模拟电压或电流，例如由麦克风或其它转换器产生的信号。在有些情况下，例如从一个CD 播放机的可读系统中输出的信号，信号本身就是数字的。在应用DSP 技术之前，一个模拟信号必须转换成数字信号。例如，一个模拟电压信号，可被一个称为模数转换器或ADC 的电路变换成数字信号。该转换器产生一系列二进制数字作为数字输出，其值代表每个采样时刻的输入模数转换设备的电压值。

3. 信号处理

通常信号需要以各种方式处理。例如，来自于传感器的信号可能被一些没用的电子“噪声”污染。测心电图时放在病人胸部的电极能测量到当心脏及其它肌肉活动时微小的电压变

化。信号也常会被来自于电源的电磁干扰所影响。采用滤波电路处理信号至少可以去掉不需要的信号部分。如今，对信号滤波以增加信号的质量或抽取重要信息的任务越来越多地由DSP技术完成而不是采用模拟电路完成。

4. DSP的发展和应用

数字信号处理的发展起源于60 年代大型数字计算机进行数字处理的应用，如使用快速傅立叶变换（FFT）可以快速计算信号的频谱。这些技术在当时并没有被广泛应用，因为通常只有在大学或者其它的科研机构才有合适的计算机。

由于当时计算机很贵，DSP仅仅局限于少量的非常重要的应用。先驱们的探索工作主要集中在4 个关键领域：雷达和声纳，用于保卫国家安全；石油开采，可以赚大量的钱；空间探索，其中的数据是不能重复产生的；及医学图像，可以救治生命。

20 世纪80 年代到90 年代个人电脑的普及使得DSP产生了很多新的应用。与以往由军