本書立足于工程應(yīng)用型本科的教學(xué)實(shí)踐，系統(tǒng)地講授了數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本原理、重要算法和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。在講授的過程中，先對(duì)離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)進(jìn)行了時(shí)域和頻域的分析，強(qiáng)調(diào)了DTFT、ZT、DFT等基本變換和性質(zhì)，然后分析了FFT算法及其應(yīng)用，另外還重點(diǎn)講授了IIR DF和FIR DF兩種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法，并分析了數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與誤差問題，最后對(duì)其他特殊濾波器、多采樣技術(shù)做了介紹。作為獨(dú)立章節(jié)，本書介紹了MATLAB及其在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用，并給出了豐富的典型程序。另外，每章均針對(duì)各知識(shí)點(diǎn)安排了豐富的例題和習(xí)題供讀者參考。 本書可以作為電子信息類本科專業(yè)教材和其他相近專業(yè)的教學(xué)參考，也可以作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。目 錄
緒論 1
第1章 時(shí)域離散信號(hào)與系統(tǒng) 4
1.1 引言 4
1.2 時(shí)域離散信號(hào)——序列 5
1.2.1 序列的表示方法 5
1.2.2 常用的典型序列 6
1.2.3 序列的運(yùn)算 10
1.3 時(shí)域離散系統(tǒng) 11
1.3.1 線性系統(tǒng) 11
1.3.2 時(shí)不變系統(tǒng) 12
1.3.3 線性時(shí)不變系統(tǒng)及其 輸入與輸出之間的關(guān)系 13
1.3.4 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 16
1.4 時(shí)域離散系統(tǒng)的輸入與輸出 描述——線性常系數(shù)差分方程 17
1.4.1 線性常系數(shù)差分方程 18
1.4.2 線性常系數(shù)差分方程的求解 18
1.5 模擬信號(hào)的數(shù)字處理方法 20
1.5.1 采樣定理及A/D轉(zhuǎn)換器 20
1.5.2 從離散信號(hào)恢復(fù)出連續(xù) 時(shí)間信號(hào) 22
本章小結(jié) 24
習(xí)題 24
第2章 時(shí)域離散信號(hào)與系統(tǒng)的 頻域分析 27
2.1 序列的傅里葉變換的定義和性質(zhì) 27
2.1.1 序列的傅里葉變換的定義 27
2.1.2 序列的傅里葉變換的性質(zhì) 29
2.2 周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù)及 傅里葉變換 35
2.2.1 周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù) 35
2.2.2 周期序列的傅里葉變換 表示式 37
2.3 離散信號(hào)的傅里葉變換與模擬 信號(hào)的傅里葉變換 40
2.4 序列的z變換 41
2.4.1 z變換的定義及收斂域 42
2.4.2 逆z變換 46
2.4.3 z變換的性質(zhì)和定理 54
2.5 利用z變換分析信號(hào)和系統(tǒng)的 頻域特性 58
2.5.1 傳輸函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù) 58
2.5.2 用系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)分布 分析系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 59
2.5.3 利用系統(tǒng)的零、極點(diǎn)分布 分析系統(tǒng)的頻率特性 60
本章小結(jié) 66
習(xí)題 66
第3章 離散傅里葉變換 70
3.1 離散傅里葉變換的基本問題 70
3.1.1 DFT和IDFT的定義 70
3.1.2 DFT與其他變換的關(guān)系 71
3.1.3 DFT和IDFT的矩陣表示 73
3.2 離散傅里葉變換的性質(zhì) 74
3.2.1 DFT的基本性質(zhì) 74
3.2.2 復(fù)共軛序列與共軛對(duì)稱性 77
3.3 頻域采樣與插值恢復(fù) 79
3.3.1 頻域采樣及其影響 79
3.3.2 頻域插值與信號(hào)恢復(fù) 80
3.4 DFT基本應(yīng)用及影響 81
3.4.1 DFT基本應(yīng)用 81
3.4.2 DFT應(yīng)用的影響 85
本章小結(jié) 87
習(xí)題 87
第4章 快速傅里葉變換 91
4.1 直接計(jì)算DFT的問題及改進(jìn)的 途徑 91
4.2 基2FFT算法 93
4.2.1 時(shí)域抽取法(DIT-FFT) 基2FFT基本原理 93
4.2.2 DIT-FFT算法與直接 計(jì)算DFT運(yùn)算量的比較 96
4.2.3 DIT-FFT的運(yùn)算規(guī)律及 編程思想 97
4.2.4 頻域抽取法(DIF-FFT) 基2 FFT基本原理 100
4.2.5 IDFT的高效算法 104
4.3 進(jìn)一步減少運(yùn)算量的措施 105
4.3.1 多類蝶形單元運(yùn)算 105
4.3.2 旋轉(zhuǎn)因子的生成 107
4.3.3 實(shí)序列的FFT算法 107
本章小結(jié) 108
習(xí)題 108
第5章 無限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字 濾波器(IIR DF)設(shè)計(jì) 109
5.1 數(shù)字濾波器簡介 109
5.1.1 數(shù)字濾波器的基本概念 109
5.1.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)簡介 110
5.2 典型模擬濾波器設(shè)計(jì) 112
5.2.1 模擬濾波器指標(biāo)與 振幅平方函數(shù) 112
5.2.2 典型模擬濾波器設(shè)計(jì)方法 115
5.3 脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR DF 120
5.3.1 脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)思路 120
5.3.2 脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)分析 121
5.4 雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR DF 124
5.4.1 雙線性變換法設(shè)計(jì)思路 124
5.4.2 雙線性變換法設(shè)計(jì)分析 125
5.5 其他類型數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 126
5.5.1 基于模擬濾波器變換 設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器 127
5.5.2 基于數(shù)字濾波器變換設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波器 132
本章小結(jié) 136
習(xí)題 137
第6章 有限長單位脈沖響應(yīng)數(shù)字 濾波器(FIR DF)設(shè)計(jì) 139
6.1 線性相位FIR DF 139
6.1.1 FIR DF線性相位特性 140
6.1.2 線性相位FIR DF 幅度特性 141
6.1.3 線性相位FIR DF零點(diǎn)特性 144
6.2 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR DF 144
6.2.1 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)思路 145
6.2.2 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)分析 145
6.2.3 典型窗函數(shù)性能分析 147
6.2.4 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法應(yīng)用舉例 153
6.3 頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR DF 155
6.3.1 頻率采樣法設(shè)計(jì)思路 155
6.3.2 頻率采樣法設(shè)計(jì)分析 156
6.3.3 頻率采樣法應(yīng)用舉例 158
6.4 FIR DF最優(yōu)化設(shè)計(jì)法 159
6.4.1 最優(yōu)化設(shè)計(jì)法基本準(zhǔn)則 159
6.4.2 典型最優(yōu)化設(shè)計(jì)法簡介 160
6.5 IIR DF與FIR DF綜合比較 164
本章小結(jié) 164
習(xí)題 165
第7章 數(shù)字系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 168
7.1 引言 168
7.2 信號(hào)流圖與數(shù)字信號(hào)處理的 結(jié)構(gòu)圖 169
7.2.1 信號(hào)流圖的概念 169
7.2.2 信號(hào)流圖的表示方法 170
7.2.3 信號(hào)流圖、系統(tǒng)函數(shù)、 梅森公式 170
7.2.4 信號(hào)流圖的轉(zhuǎn)置及轉(zhuǎn)置定理、 結(jié)構(gòu)圖 173
7.3 FIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 174
7.3.1 FIR系統(tǒng)的橫截型結(jié)構(gòu) 174
7.3.2 FIR系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu) 175
7.3.3 FIR系統(tǒng)的線性相移型 結(jié)構(gòu) 176
7.4 IIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 178
7.4.1 IIR系統(tǒng)的直接型結(jié)構(gòu) 178
7.4.2 IIR系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu) 181
7.4.3 IIR系統(tǒng)的并聯(lián)型結(jié)構(gòu) 183
7.4.4 FIR系統(tǒng)的頻率 采樣型結(jié)構(gòu) 184
7.5 數(shù)字信號(hào)處理中的有限字長效應(yīng) 187
7.5.1 二進(jìn)制數(shù)的表示及 量化誤差分析 188
7.5.2 誤差效應(yīng)分析 191
7.5.3 極限環(huán)振蕩 203
7.6 數(shù)字信號(hào)處理的軟件實(shí)現(xiàn) 205
7.6.1 結(jié)構(gòu)圖與軟件實(shí)現(xiàn) 過程的關(guān)系 206
7.6.2 數(shù)字信號(hào)處理常用 軟件介紹 208
7.7 數(shù)字系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn) 211
7.8 格型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 217
7.8.1 全零點(diǎn)系統(tǒng)的格型結(jié)構(gòu) 218
7.8.2 全極點(diǎn)系統(tǒng)的格型結(jié)構(gòu) 221
7.8.3 零極點(diǎn)系統(tǒng)的格型結(jié)構(gòu) 223
本章小結(jié) 225
習(xí)題 225
第8章 其他類型的數(shù)字系統(tǒng) 228
8.1 最小相位系統(tǒng) 228
8.2 全通系統(tǒng) 230
8.3 信號(hào)的抽取與插值——多采樣率 轉(zhuǎn)換原理 236
8.3.1 信號(hào)的抽取與插值 236
8.3.2 采樣率轉(zhuǎn)換濾波器的 高效率實(shí)現(xiàn) 243
8.3.3 多采樣率轉(zhuǎn)換中的多相 濾波器結(jié)構(gòu) 246
本章小結(jié) 248
習(xí)題 248
第9章 數(shù)字信號(hào)處理的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 250
9.1 MATLAB簡介 250
9.1.1 MATLAB的集成開發(fā)環(huán)境 250
9.1.2 常用的MATLAB函數(shù) 251
9.2 離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 254
9.2.1 典型序列的MATLAB實(shí)現(xiàn) 254
9.2.2 序列運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn) 257
9.2.3 線性時(shí)不變系統(tǒng)的MATLAB 實(shí)現(xiàn) 260
9.3 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 262
9.3.1 與頻域分析相關(guān)的MATLAB 函數(shù) 262
9.3.2 離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域 分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) 263
9.4 DFT和FFT的MATLAB實(shí)現(xiàn) 265
9.4.1 與DFT和FFT相關(guān)的 MATLAB函數(shù) 265
9.4.2 DFT和FFT的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 265
9.5 IIR濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn) 267
9.5.1 與IIR濾波器有關(guān)的 MATLAB函數(shù) 267
9.5.2 IIR濾波器設(shè)計(jì)的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 269
9.6 FIR濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn) 272
9.6.1 與FIR濾波器相關(guān)的 MATLAB函數(shù) 272
9.6.2 FIR濾波器設(shè)計(jì)的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 275
本章小結(jié) 276
習(xí)題 277
參考文獻(xiàn) 279
[圖書資源]
