0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

说一说信号与系统中的“归一化处理“

信号与系统和数字信号处理 来源:未知 作者:李倩 2018-08-21 18:08 次阅读

答疑群里面有同学问,“归一化是什么意思?”。关于数学上归一化严谨的定义我没有研究过。去网上查了一下,360百科上是这样定义的:

“ 归一化是一种简化计算的方式,即将有量纲的表达式,经过变换,化为无量纲的表达式,成为标量。 ”

不管是在信号处理类的课程中还是在工程实际中,归一化都是一种常用的处理方式。

比如,离散时间信号x(n)的自变量n,就是时间相对于采样周期(或者叫采样间隔)T的归一化,即

n=t/T

离散域的角频率(称为数字域频率)W,就是模拟角频率相对于采样频率的归一化,即:

数字域频率=模拟角频率/采样频率fs=模拟角频率×采样间隔T

在学习时域采样时,我们说:时域以T为间隔离散化,对应频域以2π/T为周期进行周期延拓,所以,抽样信号的傅里叶变换是以2π/T为周期的。但到了离散信号的傅里叶变换DTFT,又是以2π的周期的。就是因为把模拟角频率2π/T除以采样频率(即乘以采样间隔T)变成了数字域频率2π。如下图所示。

设模拟频率为f(Hz),模拟角频率就是2πf(rad/s),采样频率fs(fs≥2f),所以,数字域频率的最大值为π,如果去掉弧度,就是1。

在数字滤波器设计中,matlab中的相关函数的参数,截止频率通常限定在0~1之间,就是这个道理。对于一个采样频率为1000Hz的系统,400Hz的归一化频率就为400/500=0.8。理解这一点,不管是在学习数字信号处理,还是在工程实际中,都非常有用。

再比如,信号或者系统的幅频特性,我们信号与系统课程中,是以傅里叶变换H(jw)的模为纵轴画图,如果将其归一化,就是将|H(jw)|除以max(|H(jw)|),也就是幅频特性的最大值为1。而在数字信号处理或者工程实际中,往往是以dB为单位画图,即:将|H(jw)|除以max(|H(jw)|)再取20倍的log。这样,幅频特性的最大值就是0dB。

比如下面这四幅图,分别是两个滤波器A和B。第一列是以归一化的|H(jw)|为纵轴,第二列,就是以归一化的dB为纵轴。看滤波器B,好像看不出来幅频特性的起伏,但以dB为纵轴,这种起伏就看的很清楚。而且阻带衰减多少个dB就一目了然。滤波器A的阻带衰减在20dB左右,而滤波器B的阻带衰减超过了40dB。从这个角度来说,滤波器B的滤波性能更优。

在数字滤波器设计中,归一化也是一种常见的思想。我们常常先设计一个截止频率为1的低通滤波器(称为归一化低通滤波器),然后通过频带变换,将其变换为所需要的滤波器。

以上内容,有些属于信号与系统,有些属于数字信号处理。

网易云课堂上线的《信号与系统》课程,同学们反映不错,也有同学希望尽快上线《数字信号处理》课程。

数字信号处理,我也上过多年,可是要做成上线的网课,我个人觉得还需要较长时间的准备。就拿已经上线的信号与系统来说吧,我从04年开始上这门课,并且参加了国家精品课程、精品资源共享课程等全程授课视频的录制(是教室实录),可以说有授课视频录制的经验,但网课和教室上课区别比较大,没有黑板,节奏也要快一些,内容全部重新梳理,课件全部重新做。从去年秋季开始准备,历经近一年的时间,直到今年暑假才全部完成。

所以,数字信号处理的网课,不能一蹴而就,我的计划是先在公众号上做,后面会陆续推出一些数字信号处理方面的文章,准备充分之后再录制成视频课。请大家谅解。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 滤波器
    +关注

    关注

    158

    文章

    7288

    浏览量

    174576
  • 信号
    +关注

    关注

    11

    文章

    2628

    浏览量

    75305

原文标题:信号与系统和数字信号处理中的归一化

文章出处:【微信号:SignalAndSystem_DSP,微信公众号:信号与系统和数字信号处理】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    说一说对模拟电路这门课的理解

    在电子类专业中,模拟电路是一门非常重要,并且不少人觉得很难的一门课。这里说一说对模拟电路这门课的理解,希望能对大家有所帮助。
    发表于 10-24 09:41 801次阅读

    [原创]简单的说一说放大器的维修

     简单的说一说放大器的维修,CATV放大器的电路,原理都很简单,主要分为放大部分和电源部分。    &
    发表于 03-22 12:03

    谈谈 :【归一化

    归一化”,这个名词,究竟什么是归一化呢?先简单说说,归1化,我们都习惯【0】表示低电平,【1】表示高电平。其实这个低电平、高电平理解可以很广的。例如我们可以认为3.3V是高电平,也可以认为5V
    发表于 02-24 21:55

    TMS320C54X DSP 的定标和归一化

    ,以及累加器的归一化处理。初看不大明白,细查资料大致理解。1 定标。因为TMS320C54X是定点DSP,本身不能处理浮点数据。那么为什么不用浮点DSP呢?浮点DSP价格贵,而且功率大。对于手机这类
    发表于 03-01 13:58

    讨论下Smith原图

    最近没事做做阻抗匹配,先用ADS仿真做的,感觉费劲,做普通的阻抗匹配,看到有Smith 原图这个软件,就用Smith 原图匹配看看,但发现Smith 原图不是经过归一化处理后的图,这样做的匹配和50欧姆归一化匹配的电感电容完全不
    发表于 06-26 13:26

    说一说逆变电源

    目前国内电信系统大功率交流设备般采用UPS作为可靠供电方案。逆变电源没有成为电信系统的主要交流供电设备,其原因主要是由于传统的逆变电源系统容量较小,并联程度较差,配套选件缺乏等,无法
    发表于 07-29 14:02

    请问采用正弦波驱动的无刷电机,还有弱磁控制一说吗?

    采用方波驱动的无刷电机,如果提前导通,就能实现弱磁控制。而采用正弦波驱动的无刷电机,由于其实际上是180°导通的,还有弱磁控制一说吗?谢谢!
    发表于 12-22 17:32

    电磁巡线归一化算法看不懂,各位大佬,求助

    = Sensor_Left * 1 + Sensor_Middle * 50 + Sensor_Right * 99; //归一化处理Sensor = sum / (Sensor_Left
    发表于 05-10 14:24

    DSP数据标幺化处理问题?

    电流倍数作为基准值,或者也就是如果取输如电压的倍数作为基值是不是定要取输入电压对应的输出电流倍数作为基准值),而是取系统每个额定值最大的数去做参考标准,个输入电流和
    发表于 10-26 15:33

    【原创分享】归一化在电机控制究竟有什么用?

    归一化的概念,这样才能更好的了解电机控制为什么会经常用到归一化归一化就是将个数据变换到(0,1)或者(-1,1)之间的小数,这样的话
    发表于 05-13 09:16

    详细说一说降压型开关电源(BUCK)相关的设计细节

    降压型开关电源(BUCK)是实际应用较为广泛使用的电路,本文来详细说一说相关的设计细节。这里不考虑集成的开关电源,分控制和驱动、开关管、电感等部分讲。文章目录基本结构控制和驱动开关管自举电容电感
    发表于 01-03 06:50

    CPLD有内存这一说吗?

    CPLD有内存这一说吗?例如51单片机有4K的内存。如果有,内存都有多大的?如果没有,是否是根据使用了多少相应的逻辑资源的情况来判断的?
    发表于 04-23 14:32

    说一说MounRiver Studio的代码格式化

    MounRiver Studio具有代码格式化功能,方法是右键选择某个c文件,点击“代码格式化”即可。这个功能只针对某个c或h文件,键全工程代码格式化的功能入口还没有找到。 但代码格式化的效果
    发表于 05-12 09:08

    请问单片机还有烧熔丝一说吗?

    现在单片机还有烧熔丝一说吗?
    发表于 06-20 06:23

    智能车中电磁归一化该怎么处理

    归一化处理 很多一开始的小白,在做电磁这一部分时,可能并不太知道归一化,只是通过滤波算法处理后就用解算出来的电感数值,开始写控制算法,这样导致的结果就是,调出来的车可能容错率不高,适应性不强。 换个
    的头像 发表于 11-28 17:45 301次阅读