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开发和大规模集成[1]
。虽然有些领域目前数字信号系统不能完全处理，但随着日后的发展，
它将会有更广阔的适用领域[3]。
1.2 数字信号处理以及信号采集的发展概况
数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）技术的真正发展是在上世纪751十年代[4]
。1965 年库利（J.W.Cooley）和图基（J.W.Tukey）在《计算机数学》杂志上发表了《机器计算
傅里叶级数的一种算法》论文，在此之后，桑德（G.Sande）-图基等傅里叶变换快速算法相
继出现，人们在这些算法的基础上通过改进得到了快速离散傅里叶算法（fast Fourier transform，
FFT）[4]。快速离散傅里叶算法大大提高了离散傅里叶变换（DFT）的效率，为数字信号处理
技术的后期推广提供了有利条件，推动了日后数字信号处理技术的发展[1]。 数字信号处理的不止是处理数字信号，更多的是现实生活中的模拟信号，因此数字信号
处理系统中需要有一个数/模转换器来进行模拟信号和数字信号之间的转换[5]。数字信号处理
系统的原理框图如图1.1 所示
1.1 数字信号处理系统原理图
要进行数字信号处理的前提是进行信号的采集，目前市面上的信号采集设备一般都是在
一段时间内进行间隔采集，比如采集10ms 暂停一段时间后再继续采集10ms 如此继续，这对
于一般的信号采集能够适用，但是当遇到信号周期很长的信号的时候，这样采集信号可能会
导致没有能够采集满一个周期的信号，这会对之后的信号的处理以及分析造成一定的影响。1.3 数字信号处理的实现方法
数字信号处理基本可分为三种处理方法：利用软件实现、利用硬件实现和利用硬软件结
合实现方法[1][7]
。
硬件实现：根据信号处理的原理和算法使用加法器、乘法器、延时器以及它们的组合设
计完成硬件实现方案。
软件实现：在通用计算机或者嵌入式系统中通过编写程序来实现数字信号处理。
硬软件结合实现：硬件和软件相结合，利用可编程逻辑器件（软件实现部分）、存储器、
输入输出接口等器件组成硬件电路系统，从而实现数字信号处理。
三者比较：
表1.1 数字信号处理三种实现方法比较
实现方法 优点 缺点 适用范围
硬件实现 运算速度快、实时性强 不灵活、成本偏高 实际工程
软件实现 灵活方便
计算速度慢，无法达到实
时处理的效果
教学和科研实验以
及日常学习
硬软件结合
灵活性高、实时性强、精度
高、可靠性好、集成度高
成本偏高 适用范围广泛
1.4 论文主要工作
设计包含两个部分
（1）数字信号处理功能的设计
（2）软件界面的设计
理解数字信号处理中常用的各种算法，并将这些功能编程实现。通过良好的人机交互界
面将软件的功能呈现给用户，使得用户能够轻松的利用该软件进行数字信号的处理与分析。
1.5 论文内容安排
第一章主要介绍数字信号处理的基本原理、发展状况、数字信号处理实现的方法。
第二章主要介绍本课题所设计的软件的需求、开发软件的平台以及软件设计的总体框架。
第三章主要介绍软件中使用的波形重建。
第四章主要介绍在时域和频域中所涉及到的信号处理的原理和方法。
第五章是软件的测试结果。
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