数字信号初步认知
信号可以分为数字信号和模拟信号。
上图为数字信号处理，首先将传感器检测到模拟电信号转换成数字信号，然后数字信号中的数值经过处理由a图到b图的过程。
1. 模拟信号
其定义为：
a：其值随时间变化。
b: 在每个时刻都有值。
c：含有信息。
模拟信号的一个重要的特点：当我们在一张纸上以时间为横坐标描绘模拟信号时，笔尖不会离开纸面，且称这种没有间断的曲线为连续信号。（工程师经常称模拟信号为连续信号）
2.模拟信号的频率和频谱
2.1频率
频率是周期（重复）现象的性质，他是某个重复过程在某个特定的时间段内出现的次数，频率是单位时间内循环的次数。且频率一般用赫兹（Hz）来度量。1Hz是指每秒一次循环。
2.2频谱
一个信号的频率分量便称作频谱。（频率分量：是频率振动的幅度(振幅)的大小。）信号频谱是组成这个信号的不同的频率的正弦波组合。
一个复合信号频谱的例子
图中虚线表示100Hz的幅度较大的正弦波，里面还有一个200Hz的幅度较小的波，用点虚线线表示。由于100Hz的振幅比200Hz的大，所以b图的频率能量尖峰高度会比c图的高。
上图将两个频率信号混合在一起，所以得出模拟信号重要性质：两个模拟时域波形的组合频率等于这两个波形各自的频谱的和。
2.3谐波
——是一个时域信号中不需要的频率成分。其存在可能会导致波形的失真。
例如：6Hz和10Hz的波叫作2Hz的奇次谐波，因为6和10是2的整数倍。可以说一个方波是由一个正弦基波和这个正弦波的谐波组成。
2.4带宽
信号带宽，即一个信号包含的主要频谱能量的频率范围。
3.数字信号
一个由离散且相互独立的数字组成的序列（数字信号，数字序列，离散序列）
3.1产生数字序列的方式
a：通过观察产生数字信号（每组数据通过记录的方式）
b: 通过软件产生数字信号
c:通过采样模拟信号产生数字信号（采样是用一列数字表示一个模拟信号的过程）
3.2数字信号的采样率
每个数字信号的数字序列都有一个所谓的采样率与之相关联。数字信号的采样率是信号样本的重复率，用单位时间内测得的样本数来衡量。
3.3采样率的限制
上图是将模拟信号转换为数字信号，这些电压脉冲的重复频率，以每秒采集的样本数量来衡量，称为采样过程的采样率，为了确保一个数字信号序列能准确地表示一个模拟信号，模-数转换器的时钟信号的采样率（采样频率）必须大于模拟信号频谱成分的最高频率的两倍。
3.4采样率的变化
a:抽取（减少数字信号的采样率）
b:内插（升高数字信号的采样率）
4.数字信号的频谱分析
4.1数字信号的频谱
将一个模拟信号转换为一个数字信号时，数字信号的频谱取决于两个因素：
a：模拟信号的频谱
b:模-数信号转换处理的采样频率。
为了用一个采样序列正确表示一个循环周期现象，采样时间间隔必须小于周期的二分之一。
混叠现象：某个数字信号可以作为多个不同频率正弦波的采样。
4.2计算数字信号的频谱
离散傅里叶变换：是一种数字计算方法，其计算过程是由不同频率的数字正弦和余弦序列构成的阵列由于输入数字信号样本做相关运算，从而得到新的离散序列，该序列就是原始输入数字信号的频谱成分。
快速傅里叶变换：计算结果与离散傅里叶变换结果相同，运算速度和计算量要小的多。
4.3数字滤波器
滤波器是一个允许信号的某一部分通过而阻止其他部分通过的设备。主要用于消除输入信号中不需要的频率分量。且数字滤波器是一种算术处理方法，用于数值序列。
4.4常见的滤波器类型
低通滤波器：允许低频段成分通过而阻挡高频成分
高通滤波器：允许高频信号通过而阻止低频信号通过。
带通滤波器：在两个阻带之间有一个通带
带阻滤波器：在两个通带之间有一个阻带。