高速数字信号的特点

高速数字信号处理系统的设计

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第1期 20 07年 2月

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处

理

机

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高速数字信号处理系统的设计鼍龙瑜陈越常，,青(. 1湖南生物机电职业技术学院，沙 4 0 2; .长 1 16 2湖南农业大学图书馆，沙 4 0 2 )长 1 18 )

摘要：为了提高智能产品的开发速度，降低开发成本，出了一种高速数字信号处理系统的提 设计思路。该系统采用分层结构，第一、二层在硬件上具有完全的通用性，第三层利用可编程器件用软件实现产品特定功能，具有一定的通用性。利用该系统进行研发工作将快捷而便利。也 关键词：字信号处理；数分层结构；通用性中图分类号： P 6 . T 3 82文献标识码： A文章编号：0 2— 2 9(0 7 0— 0 9— 2 10 2 7 2 0 ) 1 0 9 0

Th s e De i n f e t n n Hi h s e d Di i l g as e Sy t m sg or Tr a me t g - p e gt n l o - a SiL N u, H N Y e, H N ig

第２４卷

第３期

电波科学

学报

Ｖ０１．２４，Ｎｏ．３

２００９年６月

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＲＡＤＩＯ

ＳＣＩＥＮＣＥ

Ｊｕｎｅ．２００９

文章编号１００５—０３８８（２００９）０３—０４９８－０４

高速数字信号在ＰＣＢ中的传输特性分析

刘学观

江盼盼

郭辉萍

曹洪龙

（苏州大学电子信息学院，江苏苏州２１５０２１）

摘要首先分析了ＰＣＢ板走线损耗特性，建立分析模型并进行了数值仿真计算，得到了一些有益的结论；然后对ＰＣＢ走线串扰特性进行了研究，给出了相应的等效电路模型，分析了护卫接地技术中接地孔对串扰抑制的影响。分析结果表明，科学设计护卫接地可以有效地改善ＰＣＢ走线所引起的串扰，为实现高速数字电路设计打下了基础。

关键词信号完整性；ＰＣＢ设计；高速数字信号；串扰抑制；护卫接地技术中图分类号ＴＮ９１１

文献标志码Ａ

Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ

ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｉｎＰＣＢ

ＬＩＵＸｕｅ．－ｇｕａｎ

ＪＩＡＮＧＰａｎｌ。ｐａｎＧＵＯＨｕｉ＿’ｐｉｎｇＣＡＯＨｏｎｇ－ｌｏｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｏｃｈｏｗＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

Ｓｕｚｈｏｕ］ｉａｎｇ

咸宁学院电子与信息工程学院 2009年秋季学期

2007级电子信息科学与技术本科

《数字信号处理》期末考试试卷（A卷、闭卷）

一、

选择题（每题2分，共20分）

1．已知某序列Z变换的收敛域为|Z|>3，则该序列为（ B ） A.有限长序列 B.右边序列 C.左边序列 D.双边序列

2．线性移不变系统的系统函数的收敛域为|Z|>2，则可以判断系统为（ B ） A.因果稳定系统 B.因果非稳定系统 C.非因果稳定系统

D.非因果非稳定系统

3．如题图所示的滤波器幅频特性曲线，可以确定该滤波器类型为（ B ）

A.低通滤波器 B.高通滤波器 C.带通滤波器 D.带阻滤波器

4．设某连续信号的最高频率为5kHz，采样后为了不失真的恢复该连续信号，要求采样频率至少为____Hz。( B )

A.5k B.10k C.2.5k D.1.25k

3??5．离散时间序列x(n)=cos(n-)的周期是( C )

78A.7 B.14/3 C.14 D.非周期

6．下列系统(其中y(n)是输出序列，x(n)是输入序列)

数字信号前八周习题

习 题

1．全通滤波器是指系统的幅度响应恒为（ ）的系统，设A(z)是全通滤波器的系统函数，若pk是A(z) 的一个极点，则（ ）必为A(z) 的一个零点。 2．设

~~~~

X[m] DFS{~x[k]}，Y[m] DFS{~y[k]}，Y[m] W4mX[m]，若

~x[k] { 1,2,3,4, }，则~y[k]的主值区间= {_________________}。

3．已知某连续信号的最高频率fm=1000Hz，现用fsam=2000Hz 对x(t)进行抽样。如对抽样信号做4000点DFT得离散频谱X[m]，则m=1000点所对应原连续信号x(t)的连续频谱点为___ ___ Hz， m=3000所对应原连续信号x(t)的连续频谱点为_____ Hz。

4．若4点序列x[k]={0，1，2，1；k=0,1,2,3}，则其幅度谱为， 相位谱为 。

~

5．已知序列x[k] {1,1,1,1,1,1,1}，X(ej ) DTFT{x[k]}，若Y[m] X(ej )

2π

m;m 0,1,23

，

则Y[m]所对应的时域信号y[k]=

~

1 z 1

6．若某稳定LTI离散系统的系统函数H(z) ，则该

第6章 数字信号的载波传输

（备注：在实际授课中将第8章“现代数字调制技术”纳入第6章中进行）

6.1本章知识点

数字信号的载波传输是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在接收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字信号的载波传输信号也称为键控信号。

根据已调信号参数改变类型的不同，数字调制可以分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。其中幅移键控属于线性调制，而频移键控属于非线性调制。

6.1.1二进制数字调制原理

1、二进制幅移键控（2ASK）

二进制幅移键控（2ASK）是指高频载波的幅度受调制信号的控制，而频率和相位保持不变。也就是说，用二进制数字信号的“1”和“0”控制载波的通和断，所以又称通—断键控OOK（On—Off Keying）。

（1）、2ASK信号的时域表达

S2A?(t)?s(t)c?os?tKc???nan?g?tco s c t （6-1） ?n?sT???S一个典型的2ASK信号时间波形如图6-1所示（图中载波频率在数值上是码元速率的3倍）。

图6-1 2ASK信号时间波形

（2）、2ASK信号的产生

2ASK信号的产生方法有两种：模

题目*****************

学生姓名: ***

学科专业: 电气工程及其自动化 指导教师: ***

摘 要 近年来，应用模电技术开发的电源在性能、质量和功能上无法满足人们的使用要求，但由于世界经济和部分行业的快速发展，变频电源的使用又十分的广泛，这使得有关行业的发展和技术进步受到了严重的影响。所以，对于更好的变频电源的研究有着极为重要的意义。

本文提出了基于DSP空间矢量变频电源，这种电源不仅可以降低电路的难易程度，而且还十分经济，性能上也十分可靠。为实现智能数字化的变频电源，本文以TMS320F2812芯片产生的脉宽调制的波形，该波再通过放大，然后用于IPM中的IGBT驱动，控制电源输出的电压和频率。

本文是以变频电源的逆变输出和数字控制方式为研究重点，先是对变频电源主电路的设计，逆变输出采用IPM模块，再是设计基于DSP的控制系统硬件电路，脉宽调制接口电路，A/D转换电路。最后，在完成整体的软件规划和设计流程。 该电源的性能、质量和功能均可达到人们的使用需求且不影响对其本身的系统升级。且非常的经济实用，大小、质量和消耗都极低，具备较高的安全性和可靠性。 设计中，参考了许多国内外资料，数字信号处理的变频电源的设计都

一、简答题

1.简述经典功率谱估计的方法和存在的问题，以及ARMA模型改善该问题的思路。

答：1、经典的功率谱估计方法有直接法和间接法，统称为周期图法。A 直接法先计算N 个 数据的傅里叶变换（即频谱），然后取频谱和其共轭的乘积，得到功率谱。B 间接法则先根 据N 各样本数据估计x(n)的样本自相关函数。然后，计算样本自相关函数的Fourier 变换， 得到功率谱。（页67）

2、存在的问题是：假定了信号的自相关函数在数据观测区外等于零，分辨率低。

3、平稳随机过程可以通过白噪声激励一线性时不变系统来产生，而线性系统又可以通过 ARMA 模型进行描述；任何一个有理式的功率谱密度都可以用一个ARMA 随机过程的功率谱

精确逼近。

2.MAP,MLE，贝叶斯估计的特点及他们之间的关系

3.正交性原理及其引理(173,174)

4.LMS ,RLS,kalman滤波器各自的特点

LMS：算法结构简单，可收敛，但存在收敛速度慢，有额外误差等缺点。

RLS：收敛，不存在额外误差项。收敛速度明显快于LMS 算法；运算量较LMS 算法大。无激

励状态空间模型。

Kalman：无收敛问题，无收敛参数，跟踪性能较好。其数学公式用状态空间描述；引入了状 态空间，

课程名称：实验项目：专业班级：姓 名：实验室号：实验时间：指导教师：实验报告

数字信号处理 信号的谱分析 通信工程0901班 学 号： 信息楼220 实验组号： 批阅时间： 成 绩：

沈阳工业大学实验报告

（适用计算机程序设计类）

1.实验名称：

信号的谱分析

2.实验目的：

①学习用DFT（FFT）对序列和连续信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用DFT。

②加深对有限长序列x(n)的N点DFT是序列x(n)傅里叶变换在频域的N点等间隔抽样的理解。

复习DFT、DFT性质及信号的谱分析等相关内容。

3.实验内容：

①离散序列谱分析

②连续非周期信号的谱分析 ③连续周期信号的谱分析

4.实验步骤或程序：

双击桌面上的matlab图标，进入matlab。将Current Dictionary改成c:\\matlab\\dsp，在matlab命令窗(Comma

实验一 MATLAB仿真软件的基本操作命令和使用方法

实验内容

1、帮助命令

使用 help 命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法；

2、MATLAB命令窗口

（1）在MATLAB命令窗口直接输入命令行计算y1?2sin(0.5?)1?3的值；

（2）求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根；

3、矩阵运算 （1）矩阵的乘法

已知 A=[1 2;3 4]， B=[5 5;7 8]，求 A^2*B

（2）矩阵的行列式

已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]， 求A

（3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，求A'

已知 B=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i], 求 B.' , B'

（4）特征值、特征向量、特征多项式

已知 A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵 A的特征值、特征向量、特征多项式；

（5）使用冒号选出指定元素

已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]；求 A 中第 3 列前 2 个元素；A 中所有列第 2，3 行的元素；

4、Matlab 基本编程方法

（1） 编写命令

实验一 MATLAB仿真软件的基本操作命令和使用方法

实验内容

1、帮助命令

使用 help 命令，查找 sqrt（开方）函数的使用方法；

2、MATLAB命令窗口

（1）在MATLAB命令窗口直接输入命令行计算y1?2sin(0.5?)1?3的值；

（2）求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根；

3、矩阵运算 （1）矩阵的乘法

已知 A=[1 2;3 4]， B=[5 5;7 8]，求 A^2*B

（2）矩阵的行列式

已知 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]， 求A

（3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]，求A'

已知 B=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i], 求 B.' , B'

（4）特征值、特征向量、特征多项式

已知 A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵 A的特征值、特征向量、特征多项式；

（5）使用冒号选出指定元素

已知： A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]；求 A 中第 3 列前 2 个元素；A 中所有列第 2，3 行的元素；

4、Matlab 基本编程方法

（1） 编写命令