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目录 1

序 1

前言 1

第一章　智能仪器初步 1

1-1　概述 2

1-2　智能仪器的结构 2

1-3　智能仪器的特点 3

1-4　智能仪器的发展 4

1-4-1　专用集成电路（ASIC）的兴起 4

1-4-2　个人仪器 5

1-4-3　数据域测试仪器 6

1-5　数据处理 7

1-6　信号处理设备 8

1-6-1　从模拟到数字的发展 8

1-6-2　单片数字信号处理器（DSP芯片）的出现 9

第二章　数字信号处理基础 12

2-1　概述 12

2-2　时域分析与频域分析 14

2-3　随机信号处理 15

2-3-1　时域分析求得的统计函数 15

2-3-2　频域分析求得的统计函数 16

2-4　离散傅里叶变换 18

2-5-1　白噪音 19

2-5　噪音 19

2-5-2　有色噪音 20

2-5-3　脉冲噪音 21

2-5-4　窄带与宽带随机噪音 21

第三章　信号的数字化方法 27

3-1　概述 27

3-2　采样方式的选择 29

3-3-1　最高数字化速率 30

3-3-2　测量分辨率 30

3-3　主要技术特性 30

3-3-3　记录长度 31

3-3-4　动态范围 31

3-3-5　系统带宽 31

3-4　信号的显示 31

3-4-1　波形的显示方法 31

3-4-2　视觉混淆问题的讨论 32

3-4-3　内插显示技术 33

3-5　数据缓冲区 35

3 5-1　设置的必要性 35

3-5-2　单块数据缓冲区 35

3-5-3　双块数据缓冲区 36

3-5-4　环形数据缓冲区 37

第四章　数字信号处理的硬件实现 38

4-1　概述 38

4-2　布尔模块的讨论 40

4-2-1　寄存器 40

4-2-2　计数器 41

4-2-3　顺序乘法器 41

4-2-4　浮点加法器 42

4-2-5　移位寄存器存贮器 42

4-3-1　软件实现方案 43

4-3　DSP的微机实现 43

4-3-2　微机外接硬件乘法器 45

4-3-3　高性能微处理器实现DSP 46

4-4 从算法到体系结构的讨论 47

4-4-1　并行性的基本概念 48

4-4-2　流水线结构与多机系统 49

4-4-3　并行处理 50

4-5　阵列处理系统 51

4-5-1　阵列处理的结构特点 51

4-5-2　脉动阵列与波前阵列 52

4-5-3　阵列处理的实现 53

5-1　概述 54

第五章　DSP芯片及其应用系统的构成（上） 54

5-2　TMS32020芯片 57

5-3-1　TMS32020的接口特性 60

5-3-2　TMS32020与存贮器的连接 62

5-3-3　TMS32020与MC68000的连接 66

5-4　主从式DSP芯片应用系统的设计 68

5-4-1　主从分布式系统结构 68

5-4-2　STD总线 68

5-4-3　DSP单元 68

5-3　DSP芯片的接口技术 69

5-4-4　双端口公共存贮区的设计 69

5-4-5　切换控制电路 70

5-4-6　DSP单元的控制管理 71

5-4-7　PC环境下的TMS32020 DSP系统 71

5-4-8　DSP芯片应用系统软件设计的一点讨论 72

5-4-9　DSP芯片应用系统的操作 75

5-4-10　双列数据存贮区 77

第六章　DSP芯片及其应用系统的构成（下） 79

6-1　概述 79

6-2　TMS320C25的结构 81

6-3 TMS320C25的指令系统 82

6-4　TMS320C25的存贮器控制 84

6-5 TMS320C25的中央算术逻辑单元 86

6-6　DSP芯片系统控制的讨论 88

6-8　DSP芯片系统配置的讨论 89

6-7　DSP芯片接口特性的讨论 89

6-9 TMS320C25双片DSP系统的实现 92

6-9-1　系统结构 92

6-9-2　功能模块的描述 93

第七章　信号平均 95

7-1　概述 95

7-2　Boxcar平均器 95

7-3　时域多点平均 97

7-4　信号平均器的设计 100

7-5-2　用于亚纳秒时间分辨率的重复脉冲实验 103

7-5 应用举例 103

7-5-1 视皮质诱发试验波形的处理 103

7-6　讨论 106

7-6-1　叠加次数与梳状滤波器 106

7-6-2　工程应用中的注意事项 108

第八章　快速傅里叶变换 109

8-1　概述 109

8-2　基本原理 109

8-3　实际应用中的一些问题 113

8-3-1　混叠 113

8-3-2　频谱分辨率 114

8-3-3　泄漏 115

8-3-4　运算误差 118

8-4　采用TMS320芯片实现FFT 118

8-4-1　基2 DIT蝶形运算的实现 119

8-4-2　基2 DIF蝶形运算的实现 121

8-4-3　关于系统存贮器与输入输出的讨论 123

8-4-4　讨论 125

第九章　数字滤波 127

9-1　概述 127

9-2　基本原理 128

9-3　递归滤波器 129

9-4　非递归滤波器 130

9-5　采用TMS320芯片实现数字滤波器 132

9-5-1　非递归数字滤波器的实现 132

9-5-2　递归数字滤波器的实现 135

9-6　滤波器设计中的性能考虑 138

9-7　抑制工频干扰的陷波滤波器的设计 139

9-8 整系数线性相位特性的递归低通滤波器的设计 141

9-8-1　工作原理 141

9-8-2　计算机实现 144

第十章　平滑处理 147

10-1　概述 147

10-2　单纯移动平均法 150

10-3　多项式拟合法 151

10-4　适应平滑法 155

10-5　频域平滑法 156

10-6　讨论 158

第十一章　相关分析 160

11-1　概述 160

11-2　卷积滤波 163

11-3　相关分析的时域直接实现 164

11-4 采用FFT的相关分析 170

11-5　相关器的典型应用 172

12-1　概述 175

第十二章　自适应滤波 175

12-2　工作原理 176

12-3　自适应滤波算法 177

12-3-1　LMS算法（随机梯度算法） 178

12-3-2　递归的最小二乘算法（LS算法） 179

12-4　AF的结构 181

12-5　应用举例 182

12-5-1　自适应回波抵消 182

12-5-2　自适应谱线增强 183

12-6 自适应噪音抵消系统的计算机实现 184

12-6-1　系统的构成 184

12-6-2　系统参数的选择 186

第十三章　数字图像处理系统 189

13-1　概述 189

13-2　微机图像处理系统 191

13-2-1　工作原理 191

13-2-2　技术指标 194

13-2-3　PIP图像系统 195

13-3　有帧存处理器的微机图像系统 198

13-4　一个TMS32020图像处理系统的设计 199

13-4-1　系统特点 200

13-4-2　硬件设计 201

13-4-3　软件设计 204

13-4-4　系统性能 206

附录一　TMS320C25汇编语言指令 207

一、存贮器寻址方式 207

二、指令系统 214

三、逐条指令说明 218

附录二　TMS320C30数字信号处理器介绍 314

一、概述 314

二、结构 314

三、指令系统 318

四、开发和支持工具 319

参考文献 321