數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)方法
數(shù)字信號處理估計是學(xué)習(xí)信息類課程最難的一門了,很多人都感覺這門課程學(xué)習(xí)起來很吃力,或者不知道學(xué)了以后如何用,更多的,是當時學(xué)習(xí)的時候感覺還行,應(yīng)付應(yīng)付考試是沒有問題的,但是一個禮拜不看,就忘的干干凈凈。下面一起看看數(shù)字信號處理學(xué)習(xí)方法吧~
我本科學(xué)習(xí)最認真的一門課就是這個了,當時每次上課都做在第一排,課前課后都仔細的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí),當時我們選用的是華中科技大學(xué)的那本教材!實事求是的講,那本教程是比較簡單的,而且由于它有配套的習(xí)題答案,所以當時我學(xué)的還是不錯的。當時老師講授的方法也很特別,就是在課堂上和大家一起推到公式,如何想到FFT,如何設(shè)計濾波器,如何看待量化誤差,真的收益匪淺!
但是到考研時,我在看北理王世一老師出的教程,卻是傻了眼,這本書與其他教程比起來確實有難度,但是這本書卻是很多學(xué)校指定的參考書,比如北京這邊很多高校,中科院系統(tǒng),這說明了這本書很有水平。但是對入門級的學(xué)子來說,不啻算是噩夢!幸而當時考研教程雖然難,但是考研試題確是有章可循,自己最后勉強過關(guān)。
后來在實驗室接觸具體的工程,我才感覺以前學(xué)到的那些東西,簡直就是小兒科,看起來自己學(xué)到很多,實際上自己根本不理解,這也算一個老問題了。大家都會說,只有吧學(xué)到的東西付諸于實際,自己才能更加深刻的了解這門學(xué)問。而數(shù)字信號處理,或者稱為離散信號處理,恰恰就是只用你用了,你才會理解,如果你不用,光是拘泥于連續(xù)狀態(tài)下公式的推導(dǎo)和理論的理解,那么變到數(shù)字域時,很容易被這里的坑坑洼洼絆倒,最后搞的自己糊里糊涂的
首先必須搞明白的就是符號問題,信號與系統(tǒng)中的符號有些和數(shù)字信號處理中用到的符號所表達的意思剛好相反,這個我自己估計也就是老師的習(xí)慣問題,但是對于學(xué)生可是苦大了,這點要注意,最重要的就是角頻率和模擬頻率,數(shù)字頻率這三個符號
其次是圓周卷積和線性卷積,什么是線性卷積?有沒有深刻的想過這個問題,我理解的就是線性卷積就是系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng),但是為啥信號進入系統(tǒng)后,出來的信號長度確變長了呢?從物理上解釋:實際上的系統(tǒng)總是有儲能的,存在遲滯效應(yīng),雖然信號完全通過了,但是系統(tǒng)仍然會有輸出。如果是全通系統(tǒng)(實際上就是一個沖激函數(shù)),則卷積后不會存在長度拉長的現(xiàn)象。從系統(tǒng)角度來理解,信號通過任何實際上的系統(tǒng)都等于被濾波了,因為系統(tǒng)長度是有限的啊,既然濾波了,那么有一部分頻率分量就丟失了,頻率上變窄,不就是時域上變寬嘛,所以卷積后信號拉長!
線性卷積是實際系統(tǒng)中需要得到的結(jié)果,那么為啥提出來圓周卷積呢?還是從實際上來理解,送入系統(tǒng)的信號總是時限,離散的,也就是長度有限,可以理解為非周期的,那么非周期離散的信號頻域上就是連續(xù)的,周期的!那么計算機處理周期的還好,但是能不能處理連續(xù)的呢?顯然不可以。所以我們需要輸入輸出信號都是離散的,周期的(這樣只需要取它一段周期就行了),那么我們就得把輸入信號看成是一個周期的信號,這一點很好理解。雖然不是,但是我們把它假設(shè)是這樣的。然后利于在計算機上實現(xiàn)!
線性卷積在信號比較長的時候,難于運算,這個時候出現(xiàn)了FFT快速算法,所以我們提出周期卷積,為了是利用FFT算法來快速運算。周期卷積在實際上是沒有什么意義的',就是一個算法的工具問題。FFT也就是一個算法,不是傅立葉變換的一種,這個要注意了!
第三是FFT,F(xiàn)FT真的很經(jīng)典,大家一點要自己推導(dǎo)一下,我保證,每個學(xué)校的期末考試題,都會出現(xiàn)這道題的。
我們可以在matlab中認真體會FFT的優(yōu)勢和,如果能利用c語言編譯FFT程序,那么你就能理解什么是原位運算了。
說明:FFT輸入輸出點數(shù)是一樣的,有時你自己做仿真會感覺在matlab中好像可以不用滿足這個要求,但是一點要搞明白為什么!
第四是濾波器設(shè)計,這塊確實比較難,但是希望大家不要把他搞的太過于復(fù)雜,因為我們實際用到時,是不可能讓我們一步步設(shè)計具體的濾波器的,在matlab中,一條語句就出來了!所以做仿真很重要,需要搞明白的是,各種濾波器各自的優(yōu)缺點。注意,實際上用的多的是FIR,想想為什么?FIR的最大缺點運算量大,現(xiàn)在是不是一個需要著重考慮的問題呢?
濾波器這塊完成,基本上數(shù)字信號處理這塊基本上本科階段需要的就完成了,至于譜估計和量化誤差之類的,本科階段是不需要的。大家也不必深究去
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