发领域中，也正在得到日益广泛的应用。

课题内容的实现实现的数字信号处理就是利用可以以多种方式支持信号和系统的特点，将从系统中生成的时域表示的信号变换到以频域中去。

这样就可将用最大幅度最大过调量到达稳态的时间等表示的时域信号转换为用的频率分量表示的频域信号，使以包含在其中的有用信息更为明显。

本文以下几章将介绍信号从产生到变换到分析处理的过程。

第二章简介是目前在国外运用得很多的种软件，它是种功能强大而又复杂的编程环境。

旦掌握了这种软件，就可以使用图形编程语言开发数据采集信号分析及仪器控制领域的虚拟仪器应用程序。

可视化编程的出现到年，公司成为个人计算机以及微型机和其他不只是专门用于控制仪器的机器的硬件接口的主要供货商。

该公司自己有个编程团队，其任务是致力于开发用于控制仪器的程序。

他们敏感地注意到了仪器编程工作压在工程师和科学工作者身上的负担。

显然，需要开发出种用于开发仪器软件程序的新工具。

但是这种工具将采用什么形式呢两位公司的创始人和博士，连同后来成为名顾问，开始着手开发这种软件工具。

这个人的口号是发明出种软件工具，它对工程师和科学工作者的影响力要和电子数据表格对财务界的影响力样大。

后来终于成功发明了这种图形化编程语言。

虚拟仪器集成环境是实验室虚拟仪器集成环境的简称，是美国国家仪器公司，简称的创新软件产品。

除编程方式不同外，具备语言的所有特性，在功能完整性和应用灵活性上不逊于任何高级语言，称之为语言。

语言编写的程序称为虚拟仪器，其界面功能与真实仪器十分相像，个由交互式用户接口，数据流框图和图标连接端口组成，最佳地实现了模块化编程思想。

的主要特点虚拟仪器优势所在虚拟仪器技术取代传统仪器成为必然趋势。

虚拟仪器相对于传统仪器，具有明显的优点灵活性高性价比技术更新快易于网络化实现传统仪器不可能实现的功能。

它的灵活性体现在，用户可以自定义功能。

高性价比主要指，用户拥有台计算机，运行不同的应用程序就得到相应的仪器。

语言的优势使用是因为比起传统的语言和其他控制及数据采集程序包具有更大的优势。

与传统的编程语言相比，大大地提高了生产效率。

有人曾经用语言在小的项目上作过比较测试，得出的结论是用语言的效率要比用的效率低。

还有人得出的结论是用可以提高效率倍。

在曾经作为最快记录的时间内，可以像例行公事似的做成漂亮的模型和完美的系统。

第三章数字信号处理基础自从年库力和图基在计算数学上发表了用机器计算复序列傅立叶级数的种算法即快速傅立叶变换算法以来，数字信号处理这学科蓬勃发展，逐渐形成了整套较为完整的学科领域和理论体系。

本章讲述数字信号处理的相关知识以及离散傅立叶变换和快速傅立叶变换的知识以及它们在数字信号处理中的应用。

数字信号处理系统先来讨论模拟信号的数字化处理系统。

此系统首先把模拟信号变换为数字信号，然后用数字技术进行处理，最后再还原成模拟信号。

数字信号处理的主要内容包括离散时间线性时不变系统分析。

离散时间信号时域及频域分析离散傅立叶变换理论。

信号的采集，包括，技术，抽样，多率抽样，量化噪声理论等。

数字滤波技术。

谱分析与快速傅立叶变换。

以上三点是理论和技术分析的基础，是最基本的部分。

数字信号处理的特点数字信号处理系统具有以下些明显的优点精度高模拟网络的精度由元器件决定，模拟元器件的精度很难达到以上，而数字系统只要位字长就可达到的精度。

可靠性强模拟系统的各元器件都有定的温度系数，且电平是连续变化的，易受温度噪声电磁感应等的影响。

数字系统如采用大规模集成电路，其可靠性就更高。

可获得高性能指标例如对信号进行谱分析，模拟频谱仪在频率低端只能分析到以上的频率，且难以做到高分辨率足够窄的带宽但在数字谱分析中，已能做到的谱分析。

由于数字信号处理的突出优点，使得它在通信语音雷达地震测报声呐遥感生物医学电视仪器中得到愈来愈广泛的应用。

数字信号处理的应用滤波与变换包括数字滤波卷积相关快速傅立叶变换希尔伯特变换自适应滤波加窗法等。

通信包括自适应差分脉码调制自适应脉码调制脉码调制差分脉码调制增量调制自适应均衡纠错数字公用交换信道复用移动电话调制解调器数据或数字信号的加密。

消费电子包括数字音频数字视频音乐综合器电子玩具和游戏播放机汽车电子装置等。

仪器包括频谱分析仪函数发生器地震信号处理器等。

工业控制与自动化包括机器人控制激光打印机控制伺服控制自动机电力线监视器等。

医疗包括病人监视扫描核磁共振助听器等。

数字信号处理的发展方向数字汇聚既信号处理通信和计算机的融合，其中数字信号处理是种粘合剂，该窗幅度变化很平缓，且在边缘处逐渐趋近于零。

窗函数的应用使用窗函数的目的是限制观察时间减少谱泄漏用于频率相近的大幅值信号与小幅值信号的分离。

窗函数的特征对信号应用平滑窗，就相当于将信号与窗函数相乘。

因为时域中的相乘与频域中的卷积致，经过窗平滑后的信号即为原始信号的谱与窗函数的谱的卷积。

通过这种方式，窗改变了时域中信号的形状，也就是改变了所看到的谱。

在分析库中，提供了各种不同形状的窗。

在实际应用中，种窗很可能比其它种类更有效果。

滤波有两类主要的滤波器模拟的和数字的。

本节中我们仅考虑数字滤波器。

为什么是数字滤波器呢因为数字滤波器是软件可编程的是稳定并且可测的不会随外界环境条件的变化而漂移与同类的模拟滤波器相比，通常具有较高的性能价格比滤波器理论是个丰富而有趣的话题，为了使用户更好地理解滤波器的参数并了解它们输入之间的联系，还需要对这个话题作简短的讨论。

滤波器的个主要用途是从信号中滤除不希望的噪声当噪声为高频信号时更是如此。

根据所处理的频率范围，滤波器将通过或衰减输入信号中的成分。

滤波器可以分为以下几种类型低通滤波器通过低频而衰减高频。

理想的低通滤波器可以通过所有低于截止频率的频率。

高通滤波器通过高频而衰减低频。

理想的高通滤波器可以通过所有高于的频率。

带通滤波器通过指定带宽的频率。

理想的带通滤波器仅能通过和之间的所有频率。

带阻滤波器衰减指定带宽的频率。

理想的带阻滤波器衰减和之间的所有频率。

这些滤波器的理想频率响应如图所示。

通带阻带阻带通带理想低通滤波器理想高通滤波器阻带通带阻带通带阻带通带理想带通滤波器理想带阻滤波器图常用理想滤波器的理想频率响应频率点和就是所谓的截止频率，并且可以看做是滤波器的设计参数。

通过滤波器的频率范围就是滤波器的通带。

个理想滤波器在通带内的增益为也就是说，输出信号的幅度等于输入信号的幅度。

与之类似，理想滤波器完全衰减了阻带内的信号，即阻带衰减为。

低通和高通滤波器有个通带和个阻带。

不能通过滤波器的频率范围就是滤波器的阻带。

滤波器削弱或衰减了阻带频率。

不同类型滤波器的通带和阻带如图所示。

带通滤波器有个通带和两个阻带。

相反，带阻滤波器有两个通带和个阻带。

假设信号中包含了，和的信号成分。

将这个输入信号分别通过低通高通带通和带阻滤波器。

低通和高通滤波器的截止频率为，而带通和带阻滤波器的截止频率为及。

将会得到哪些信号频率分量呢各种情况下滤波器的输出如图所示。

因为输入信号中只有是低于截止频率的成分，所以低通滤波器仅能通过的信号。

相反，高通滤波器衰减的成分而通过及的信号成分。

带通滤波器仅通过以上的信号成分，而带阻滤波器滤除了的信号成分并通过了及的信号频率成分。

图常见滤波器输出，其输入信号包含，及的频率成分如果将滤波器作为个线性系统来考察，则可以考虑对于不同类型输入的系统即滤波器响应。

冲激是个有趣的输入信号。

如果数字滤波器的输入为序列则冲激表示为，。

滤波器的冲激响应即当输入为冲激时滤波器的输出给出了另种滤波器系统分类。

冲激响应的傅立叶变换就是频率响应。

系统的频率响应提供了关于系统的大量信息，包括它将如何响应不同频率的周期性输入。

根据冲激响应，可以将滤波器分为有限冲激响应滤波器或无限冲激响应滤波器。

对于滤波器而言，冲激响应会无限持续理论上，输出取决于当前及过去的输入信号值和过去输出的值。

在实际应用中，稳定滤波器的冲激响应在有限时间内衰减到接近于零的程度。

对于滤波器而言，冲激响应在有限时间内衰减为零，其输出仅取决于当前和过去的输入信号值。

中包括以下几种现有的滤波器在所有频率上提供了平滑的响应，同时，从指定的截止频率处单调递减。

通过计算理想响应与期望响应之间最大差值的绝对值也就是通带内的最大允许误差来最小化通带中的峰值误差。

也称为滤波器。

它与滤波器类似，但是误差分布于阻带中与通带相反，在通带内最为平坦与阻带相反。

通过将峰值误差分布在通带即阻带内来最小化峰值误差。

在通带内都具有等波纹的幅度响应是这种滤波器的特点。

与同阶的和滤波器相比，的设计在通带与阻带之间提供了最为陡峭的过渡，因而得以广泛应用。

可以用于减小所有