答疑群里面有同學問，“歸一化是什么意思？”。關于數(shù)學上歸一化嚴謹?shù)亩x我沒有研究過。去網(wǎng)上查了一下，360百科上是這樣定義的：

“歸一化是一種簡化計算的方式，即將有量綱的表達式，經(jīng)過變換，化為無量綱的表達式，成為標量。”

不管是在信號處理類的課程中還是在工程實際中，歸一化都是一種常用的處理方式。

比如，離散時間信號x(n)的自變量n，就是時間相對于采樣周期(或者叫采樣間隔)T的歸一化，即

n=t/T

離散域的角頻率(稱為數(shù)字域頻率)W，就是模擬角頻率相對于采樣頻率的歸一化，即：

數(shù)字域頻率=模擬角頻率/采樣頻率fs=模擬角頻率×采樣間隔T

在學習時域采樣時，我們說：時域以T為間隔離散化，對應頻域以2π/T為周期進行周期延拓，所以，抽樣信號的傅里葉變換是以2π/T為周期的。但到了離散信號的傅里葉變換DTFT，又是以2π的周期的。就是因為把模擬角頻率2π/T除以采樣頻率(即乘以采樣間隔T)變成了數(shù)字域頻率2π。如下圖所示。

設模擬頻率為f(Hz)，模擬角頻率就是2πf(rad/s)，采樣頻率fs(fs≥2f)，所以，數(shù)字域頻率的最大值為π，如果去掉弧度，就是1。

在數(shù)字濾波器設計中，matlab中的相關函數(shù)的參數(shù)，截止頻率通常限定在0~1之間，就是這個道理。對于一個采樣頻率為1000Hz的系統(tǒng)，400Hz的歸一化頻率就為400/500=0.8。理解這一點，不管是在學習數(shù)字信號處理，還是在工程實際中，都非常有用。

再比如，信號或者系統(tǒng)的幅頻特性，我們信號與系統(tǒng)課程中，是以傅里葉變換H(jw)的模為縱軸畫圖，如果將其歸一化，就是將|H(jw)|除以max(|H(jw)|)，也就是幅頻特性的最大值為1。而在數(shù)字信號處理或者工程實際中，往往是以dB為單位畫圖，即：將|H(jw)|除以max(|H(jw)|)再取20倍的log。這樣，幅頻特性的最大值就是0dB。

比如下面這四幅圖，分別是兩個濾波器A和B。第一列是以歸一化的|H(jw)|為縱軸，第二列，就是以歸一化的dB為縱軸。看濾波器B，好像看不出來幅頻特性的起伏，但以dB為縱軸，這種起伏就看的很清楚。而且阻帶衰減多少個dB就一目了然。濾波器A的阻帶衰減在20dB左右，而濾波器B的阻帶衰減超過了40dB。從這個角度來說，濾波器B的濾波性能更優(yōu)。

在數(shù)字濾波器設計中，歸一化也是一種常見的思想。我們常常先設計一個截止頻率為1的低通濾波器(稱為歸一化低通濾波器)，然后通過頻帶變換，將其變換為所需要的濾波器。

以上內(nèi)容，有些屬于信號與系統(tǒng)，有些屬于數(shù)字信號處理。

網(wǎng)易云課堂上線的《信號與系統(tǒng)》課程，同學們反映不錯，也有同學希望盡快上線《數(shù)字信號處理》課程。

數(shù)字信號處理，我也上過多年，可是要做成上線的網(wǎng)課，我個人覺得還需要較長時間的準備。就拿已經(jīng)上線的信號與系統(tǒng)來說吧，我從04年開始上這門課，并且參加了國家精品課程、精品資源共享課程等全程授課視頻的錄制(是教室實錄)，可以說有授課視頻錄制的經(jīng)驗，但網(wǎng)課和教室上課區(qū)別比較大，沒有黑板，節(jié)奏也要快一些，內(nèi)容全部重新梳理，課件全部重新做。從去年秋季開始準備，歷經(jīng)近一年的時間，直到今年暑假才全部完成。

所以，數(shù)字信號處理的網(wǎng)課，不能一蹴而就，我的計劃是先在公眾號上做，后面會陸續(xù)推出一些數(shù)字信號處理方面的文章，準備充分之后再錄制成視頻課。請大家諒解。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的归一化数字角频率_说一说信号与系统中的“归一化处理“的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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