43、数字信号处理入门与传输

数字信号处理入门与传输

1. 数字信号概述

在信号处理领域，存在模拟信号和数字信号之分。模拟信号可看作因变量的函数，例如用模拟传感器测量室温随时间的变化，实际上就形成了一个函数，该函数具有无限个值，且每个值都有无限的精度。然而，这样的模拟值无法被数字系统处理，所以需要引入数字值，进而形成数字信号。

1.1 数字信号的数学定义

模拟值在嵌入式系统中无法直接处理，需要经过采样和量化得到对应的数字值，这些按索引排序的数字值就构成了数字信号。从数学角度看，数字信号可以用带索引值的数组表示，索引值必须是整数，因为不存在 1.5 个样本这种说法。所以，数字信号可以表示为数组 x[n]，其中 n 为整数索引值。

1.2 在嵌入式系统中表示数字信号

数字信号的数组表示可以直接在嵌入式系统中使用，下面分别介绍 C、C++ 和 Python 语言中数字信号的表示方法：
- C 和 C++ 语言 ：C 和 C++ 语言的数组结构相同。可以用 int x[N] 定义一个整数数组，这里的 N 是数组元素的数量，从数字信号处理的角度看，这就是一个包含 N 个整数值的数字信号，数组索引从 0 开始，可通过 x[n] 访问第 n 个值。也可以用 float 类型的数组存储带有整数和小数部分的信号值，例如 float x[4]={0, 0.1, 0.2, 0.3} ，通过 x[1] 可访问数组的第一个元素。
- Python 语言 ：在 P