1、数字信号处理（DSP）入门：原理、优势与实践

数字信号处理（DSP）入门：原理、优势与实践

在当今科技飞速发展的时代，数字信号处理（DSP）已经成为了众多领域不可或缺的技术。从我们日常使用的智能手机到高端的医疗设备，DSP技术无处不在，为我们的生活和工作带来了极大的便利。本文将深入探讨DSP的基本概念、优势、相关术语和主题，以及如何在实际应用中运用这一技术。

1. 信号、波与数字处理

人类的视觉和听觉这两种感官，都是通过检测波来获取信息的。我们从光和声音中获取有用信息，主要是通过检测这些波的某些特征，如频率和振幅。现代电信技术依赖于将声音或光转换为电压等电信号，然后对这些电压进行各种处理，以便可靠地存储信息或将其传输到远处，并最终还原出原始的声音或光现象。

例如，在声音处理方面，麦克风检测空气中的快速压力变化，并将这些变化转换为输出电压，该电压的变化与麦克风振膜上的压力变化成正比。这个变化的电压可以用来在蜡盘上刻出相应的波形，在铁磁线或磁带上记录相应的磁变化，改变赛璐珞胶片边缘的线性轨道的不透明度（即电影胶片的音轨），或者调制载波进行无线电传输。

近年来，信号处理和存储系统已经发展到使用信号的离散样本，而不是整个连续时间域（或模拟）信号。以下是几个有用的定义：
- 样本 ：模拟信号在某一时刻的振幅。
- 离散时间信号处理系统 ：处理采样形式（即样本序列）信号的系统。
- 数字信号处理系统 ：将样本转换为数值，并将这些值（数字）存储（通常以二进制形式）、传输或以其他方式处理的系统。

传统模拟系统和数字系统的区别如图1.1所示。图1.1（a）展示了