1.1 數字信號處理的完整過程

圖1.1表示數字信號處理系統的完整框圖。模擬信號從左邊進入抗混疊低通濾波器。抗混疊低通濾波器是一種模擬低通濾波器，它的功能是濾除輸入信號中頻率超過fS/2的高頻成分（fS為數字信號的采樣率，稍后說明），否則后面模數轉換器（Analog to Digital Converter，ADC）所執行的采樣操作就會出錯。這種出錯叫頻率混疊（將在第3.6節討論）?？够殳B低通濾波器的輸出仍然是模擬信號，但超過fS/2的高頻成分已被濾除。

抗混疊低通濾波器輸出的模擬信號被送入ADC，并在ADC的輸出端得到一連串的數字量。這就是數字信號，其中的每一個數字量稱為一個樣點。比如，圖1.1中的2、3和-1就是三個樣點。圖中的fS就是上面提到的采樣率。采樣率也稱采樣頻率，用來表示數字信號在1s內包含的樣點數。采樣率fS以Hz或kHz等為單位，也可以用s/s（樣點數/秒）或ks/s（千樣點數/秒）等作為單位。如果fS=10kHz，就表示數字信號在1s內包含了10000個樣點。采樣率fS的倒數就是數字信號的采樣周期，即兩個相鄰樣點之間的時間間隔，一般用T表示，所以T=1/fS。采樣周期單位有ms、μs等。

圖1.1中數字信號處理部件的功能是對ADC產生的數字信號（即數字量樣點）進行濾波或DFT操作。其中，DFT的輸出就是數字信號的頻率譜（在下面第1.3節說明）；而數字濾波器的輸出仍然是數字信號；圖1.1中的9、-7、12就是數字濾波器輸出的三個樣點。此時，如果想把數字濾波器輸出的數字信號還原成模擬信號，就要用數模轉換器（Digital to Analog Converter，DAC），并在DAC的輸出端得到階梯波的模擬信號。后面的模擬重構低通濾波器用來濾除階梯波中的鏡像頻率成分（將在第11.2節討論），以還原出想要的模擬信號，作為整個數字信號處理系統的輸出。

圖1.1 數字信號處理系統的完整框圖

圖1.1中的所有部件和信號都將在本書中討論。下面先用兩個簡單例子概要地說明圖中這兩個數字信號處理部件的組成和操作過程。