当前位置: 首页 > 哪可以学

数字信号处理怎么学-数字信号处理学习指南

老铁,数字信号处理这一套玩意儿,别一上来就在那儿背公式、念定理,那是给送外卖的写的。咱们得直接摸鱼,就像去超市挑菜一样,把该扔的扔,该学的学。
这玩意儿的核心就一句话:抓稳住那股“时域”和“频域”的勾子,剩下来的都是背景噪音。 刚学的时候,最好办沾上坑就是把波形和图像硬套进脑子里。你说FFT 是画个频谱图吧?我当初也是如此做的,找各种各样的频谱图,认定你看图就能懂,如何就懂了?结局搞错点数,搞错频率轴,FFT 那玩意儿直接成了个摆设。
后来我才悟出个道理,做 FFT 就像是在电脑上找个坐标,坐标不对,图就是歪的。
要是真搞懂了原理,那就得先把 cos 和 sin 的关系搞清楚。
那俩函数,一个像钟摆,一个像摇椅,频率分别是 2PI 和 PI。
要是把这两个量搞混了,整个系统就变形了。我当年也是,当作抓住了这两个量就万事大吉,结局信号一处理,那波形就像做贼一样,明明没动,频率却变了。
后来我把这两个值单独拎出来,在脑子里做个乘法表,脑子里有个计数器,每过 1 秒,我就记一个值,最终再图个繁华,这样搞的,比死记硬背靠谱多了。 再说点别的,FFT 这东西,说白了就是帮你把工夫的混乱、频率的凌乱切成一个个小块。切得规整,事儿就好办了。
要是切得不齐,哪怕你只调个 FFT 点数,结局频域上的那些尖峰就散开了,像挤牙膏一样,根本看不清。
故此啊,调 FFT 点数这事儿,得有个“度”。
一般情况下,算个 8192 的点数,对于大多数工程需求已经够了。
要是数据忒碎,那得靠 upsampling 去补;要是数据忒满,那就得找频率轴,把那些没用的频率给过滤掉。别老想着把 FFT 调成无限大、无限精度,那不仅费事,并且好办出 bug。 还有啊,别总想着用 MATLAB 或 Python 当保姆,让他们干完活你还要找他们。我有个好哥们儿,一启动就是找大神求代码,结局代码装给哪位看?程序能跑,人却跑不赢。
故此啊,你得自己在那儿动笔,哪怕代码丑点,哪怕写出来报错一堆,你得亲手把那些报错信息缩成一个个小格子,看着它们如何跳,如何报错,如何把系统踢飞。
这时候你脑子里的图才会给你自己找补回来。 说到具体案例,我就想拿一个脉冲序列来举例。假设你手里有个信号,它是由一系列离散的脉冲跳过的。
这玩意儿在时域上看起来像一堆离散的点,但在频域上,这一个个点实际上对应着一个个频带。当你在时域上对这些点做个 DFT(离散傅里叶变换)的时候,你会发现那些点之间并不是等间隔的。有些是距离,有些是紧凑的。
这时候,要是你直接画图,会发现那根频率轴根本画不出来,出于忒密了。
这时候你得想想办法,要么是对频域采样进行插值,要么是在时域上做个预展(pre-allocating),把那些空缺的位置给填上。我当年就是如此做的,把频域画大,结局那根频率轴就翘起来了,这下看才顺眼。 另外,千万别一上来就搞 Z-变换。Z 变换听起来深奥,实际上它就是个把时域映射到复平面上的转换器。但别硬背它的数学定义,那玩意儿对咱们一般/平平人来说忒累了。咱们得换个思路,看看它的收敛性。
比如一个因果系统,它的 Z 变换在单位圆内收敛。
这听起来是数学语言,但本质上就是告诉我,这个系统是有始无终的,能量不会无限累积。
要是系统有始无终,那它的 Z 变换一般是能够分解成局部分式(Pole-zero decomposition)的。
这局部分式处理起来,跟拉普拉斯变换有点像,只不过是在复平面上玩。
这时候你就能看到系统的一个极点,它拍板了系统的稳定性,一个零点拍板了系统的零点。
要是极点到了单位圆外面,系统就跑不稳了,这叫不稳定;要是零点在原来极点的位置,那响应就变短了,这叫衰减。 还有,别总想着把时域和频域硬连在一起。
有时候它们长得像,有时候看着像。
比如一个低频信号,它的工夫波形可能挺稳,但频率分布可能挺散。
这时候你得学会看眼缘。我有个哥们儿,分析一个音频信号时,盯着波形看,总认定没重点,结局一看频谱图,发现那些能量都在基频附近,顿时眼前一亮。
这时候你明白,工夫域上的平滑,往往对应频域上的聚拢。
反过来,要是工夫上全是噪声,频域上那能量可能全散在角落里。
这时候你得知道,工夫域上的噪声,频域上往往表现为噪纹。 最终,想学好数字信号处理,心里得有个数。别老问“如何算”,尽量去问“为啥”。
比方说,为啥滤波器要用 IIR 还是 FIR?这实际上是出于 IIR 的阶数能够低,带宽能够窄,但相位特性不好;FIR 的阶数高,相位好,但不灵活。
这就好比炒菜,IIR 像是用一次性的调料瓶,别看省得费事,但味道好办淡;FIR 像是用现成的汤罐,味道稳,但得备多。到底选哪个,得看你那天想吃啥菜。 总而言之,数字信号处理不是考你你能不能把公式背下来,而是考你能不能在那儿看着那些数据,心里有个数,知道这数据意味着啥,又能用好办的工具把它变成可理解的样子。别总去学那些没用的数学证明,去搞搞 FFT,去看看线段图,看看 Z 平面的收敛,那些东西才是真用的。
相关标签:

猜你喜欢

热门阅读

  • 赖柴尔定理-赖柴尔定理
  • 迪拜哪个国家的城市?-迪拜在哪国城市
  • 李毅吧番号及出处-李毅吧番号及出处
  • 贴春联的由来简介50字-春联由来简述
  • 思乡的名言和出处-思乡名言及出处

其他分站