数字信号处理原理与应用PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 数字信号、系统和处理 1

1.2 数字信号处理的特点 1

1.3 数字信号处理技术的发展 2

2 离散时间信号和系统 4

2.1 序列 4

2.1.1 序列的定义 4

2.1.2　常用的序列 5

2.1.3　周期序列 6

2.1.4　序列运算及其常用关系式 6

2.2　线性移不变离散时间系统 8

2.2.1　线性移不变的定义 8

2.2.2　系统的单位抽样响应 9

2.2.3　系统的时域分析——差分方程 9

2.3 离散时间系统的Z域分析 10

2.3.1　从抽样信号的拉氏变换到Z变换 11

2.3.2　Z变换的收敛域 13

2.3.3　Z变换的性质 15

2.3.4　反Z变换 16

2.3.5　系统函数 19

2.3.6　系统的因果性、稳定性 20

2.3.7　系统的分类和连接 21

2.4　离散时间系统的数字频域分析 23

2.4.1　序列傅氏变换 23

2.4.2　系统频响 24

2.4.3　全通函数和纯振幅函数 28

2.5　离散傅氏变换DFT和离散频域分析 30

2.5.1 周期序列的傅氏级数变换（DFS） 31

2.5.2　离散傅氏变换（DFT） 34

2.5.3　DFT的性质 36

2.5.4　系统的离散频域分析 42

2.5.5　采样的恢复 46

2.6　变换域的关系 49

习题 49

3　正交变换及其快速算法 53

3.1　快速傅里叶变换（FFT） 53

3.1.1按时间抽取（DIT）的FFT 54

3.1.2　按频率抽取（DIF）的FFT 59

3.1.3　IFFT的运算方法 61

3.1.4　混合基FFT算法 63

3.2　快速傅里叶变换的应用 66

3.2.1　利用FFT求线性卷积——快速卷积 67

3.2.2　利用FFT求相关——快速相关 67

3.2.3　Chirp-Z变换 68

3.3　离散余弦变换（DCT）及其快速算法 70

3.3.1离散余弦变换（DCT） 71

3.3.2　快速余弦变换（FCT） 72

3.4　小波变换 75

3.4.1　短时傅里叶变换 76

3.4.2　小波变换 77

习题 79

4 数字谱分析 80

4.1　信号的分类与预处理 80

4.2　确定性信号的相关函数及谱分析 83

4.2.1　确定性信号的幅度谱、相位谱 83

4.2.2　确定性信号的相关函数 86

4.2.3　确定性信号的能量谱、功率谱 88

4.3　随机信号的相关函数和谱分析 89

4.3.1 随机信号的数字特征和分类 89

4.3.2　随机信号的相关函数 92

4.3.3　随机信号的功率谱 95

4.3.4　随机信号通过线性系统 96

4.4　随机信号的古典法谱估计 99

4.4.1　相关法谱估计 99

4.4.2　周期图法 101

4.4.3　古典法谱估计的质量评价和改进方向 102

4.5　现代谱估计——参数模型法 105

4.5.1　随机信号的参数模型 106

4.5.2　相关域：相关匹配和最大熵准则 107

4.5.3　时域：线性预测和反滤波 109

4.5.4　频域：功率谱的匹配与加色 112

4.5.5　尤勒—沃克方程求解 113

习题 115

5　无限长单位脉冲响应（IIR）数字滤波器（DF）的设计 116

5.1　数字滤波器的一般概念 116

5.1.1数字滤波器的分类 116

5.1.2　数字滤波器的一般分析、设计方法 118

5.2 由模拟滤波器设计IIR数字滤波器 120

5.2.1　模拟域的频率变换 120

5.2.2　模拟低通滤波器的设计 123

5.2.3　冲激响应不变法 128

5.2.4　双线性变换法BLT（Bilinear Transformation） 131

5.2.5　数字域的频率变换 136

5.3　IIR数字滤波器的计算机辅助设计（CAD） 140

5.3.1　设计的一般步骤 140

5.3.2　常用的设计方法 143

习题 144

6　有限长单位脉中响应（FIR）数字滤波器的设计 146

6.1 线性相移FIR数字滤波器的特点 146

6.2　FIR滤波器的窗口设计法 150

6.2.1　设计原理 150

6.2.2　窗函数的选择 151

6.2.3　窗口法的设计步骤和实例 156

6.3　FIR滤波器的频率采样法设计 159

6.3.1　线性相位FIR滤波器的约束条件 160

6.3.2　滤波器的频响 160

6.3.3　改善滤波器性能的措施 161

6.4　FIR数字滤波器的计算机辅助设计 165

6.4.1　切比雪夫一致逼近原理 165

6.4.2　代表FIR系统的n阶多项式 166

6.5　FIR和IIR数字滤波器的比较 170

习题 170

7　数字滤波器的结构与实现 172

7.1　IIR数字滤波器的结构 172

7.1.1　直接型 172

7.1.2　级联型 173

7.1.3　并联型 174

7.2　FIR数字滤波器的结构 175

7.2.1　直接型 175

7.2.2　级联型 175

7.2.3　线性相位型 175

7.2.4　频率采样型 176

7.3　有限字长效应 179

7.3.1　输入信号的量化效应 179

7.3.2　系数的量化效应 181

7.3.3　数字运算过程中的有限字长效应 186

习题 190

8　数字信号处理在通信上的应用 192

8.1　频域分析、滤波与处理 192

8.1.1　FFT谱分析仪 192

8.1.2　多频（MF）信号的数字检测 193

8.1.3 利用FFT和多相网络实现TDM—FDM的复用转换 195

8.1.4 利用IFFT实现离散多频音（DMT）调制 201

8.2　自适应滤波系统 203

8.2.1 自适应滤波系统的一般概念 203

8.2.2　回波抵消器 206

8.2.3　数字型自适应均衡器 208

8.2.4　频域自适应滤波 210

8.3　语音信号数字处理简介 211

8.4　数字图像处理简介 224

9　数字信号处理硬件与VLSI 237

9.1　算术运算器件 238

9.1.1　加法器 238

9.1.2　乘法器 239

9.2　位片式信号处理器 240

9.3　单片数字信号处理器（DSP芯片） 241

9.4　VLSI阵列处理器 247

9.5　专用信号处理芯片（ASIC） 248

附录：本书所用符号一览表 250

参考资料 251