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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DSP46

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FFT118

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