数字信号处理与应用PDF电子书下载

0 诸论 1

0.1 数字信号处理的概念 1

0.2 数字信号处理的特点 2

0.3 数字信号处理系统的实现 3

1 离散时间信号和系统 5

1.1 离散时间信号 5

1.1.1 常用的典型序列 5

1.1.2 任意序列表示法 8

1.1.3 序列的运算 8

1.2 时域离散系统 10

1.2.1 线性系统 11

1.2.2 时不变系统 11

1.2.3 单位脉冲响应和系统响应 12

1.2.4 线性时不变系统的性质 12

1.2.5 系统的因果性和稳定性 14

1.3 离散时间线性时不变系统和差分方程 16

1.3.1 线性常系数差分方程 16

1.3.2 线性常系数差分方程的求解 16

1.4 模拟信号的采样和恢复 17

1.4.1 采样定理 17

1.4.2 采样信号的恢复和数模转换 20

习题 21

2 时域离散信号和系统的频域分析 24

2.1 序列的z变换 24

2.1.1 z变换的定义 24

2.1.2 z变换的收敛域 24

2.1.3 序列类型和收敛域 25

2.2 z变换的性质和定理 28

2.3 逆z变换 30

2.4 系统函数和系统特性的描述 35

2.4.1 系统函数 35

2.4.2 系统函数与差分方程的关系 35

2.4.3 系统函数的收敛域 36

2.4.4 系统的频率特性 37

习题 39

3 DFT及其快速算法 41

3.1 离散傅里叶级数 41

3.1.1 离散傅里叶级数的定义 41

3.1.2 离散傅里叶级数的性质 42

3.2 DFT 44

3.2.1 DFT的定义 44

3.2.2 DFT与z变换的关系 46

3.2.3 DFT的基本性质 47

3.3 频率域采样 53

3.4 用DFT对连续信号进行频谱分析 55

3.4.1 混叠现象 56

3.4.2 栅栏效应 58

3.4.3 频谱泄漏 58

3.5 FFT 58

3.5.1 直接计算DFT的运算量和减少运算量的基本途径 59

3.5.2 基2时间抽取FFT算法（DIT-FFT算法） 59

3.5.3 基2频率抽取FFT算法（DIF-FFT算法） 65

3.5.4 IDFT的快速算法 68

3.5.5 任意基FFT算法 69

3.5.6 Chirp-z变换 72

习题 75

4 数字滤波器的基本结构和状态变量分析法 79

4.1 数字滤波器的表示方法 79

4.2 IIR数字滤波器的基本网络结构 80

4.2.1 直接型IIR网络 80

4.2.2 级联型IIR网络 82

4.2.3 并联型IIR网络 83

4.3 FIR数字滤波器的基本网络结构 85

4.3.1 直接型FIR网络 85

4.3.2 级联型FIR网络 85

4.3.3 线性相位型FIR网络 86

4.4 状态变量分析法 87

习题 93

5 IIR数字滤波器的设计 96

5.1 数字滤波器的基本概念 96

5.1.1 数字滤波器的分类 96

5.1.2 数字滤波器的技术指标 97

5.1.3 数字滤波器的设计步骤 98

5.2 模拟低通滤波器的设计 98

5.2.1 由幅度平方函数确定系统函数 98

5.2.2 巴特沃斯低通滤波器 99

5.2.3 切比雪夫低通滤波器 102

5.2.4 模拟高通、带通及带阻滤波器的设计 105

5.3 根据模拟滤波器设计IIR滤波器 110

5.3.1 脉冲响应不变法 110

5.3.2 双线性变换法 113

5.4 从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换 118

5.4.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器 118

5.4.2 数字高通、带通和带阻滤波器的设计 119

习题 123

6 FIR数字滤波器的设计 125

6.1 线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 125

6.1.1 线性相位条件 125

6.1.2 线性相位FIR数字滤波器幅频特性的特点 127

6.1.3 线性相位FIR数字滤波器零点分布特点 130

6.2 窗函数法设计FIR滤波器 131

6.2.1 设计原理 131

6.2.2 窗函数设计法的截断效应 132

6.2.3 常用窗函数 134

6.2.4 窗函数法设计步骤 139

6.3 频率采样设计法 140

6.3.1 设计原理 140

6.3.2 线性相位的约束条件 141

6.3.3 逼近误差及其改进措施 142

6.4 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较 145

习题 145

7 数字信号处理中有限字长效应 148

7.1 数的表示 148

7.2 定点制数的量化误差 149

7.3 数字信号处理中的量化效应 152

7.3.1 A/D转换时的量化效应 152

7.3.2 数字滤波器的系数量化效应 155

7.3.3 数字滤波器的运算量化效应 157

习题 162

8 数字信号处理的实现 164

8.1 DSP系统 164

8.1.1 DSP系统的构成 164

8.1.2 DSP系统的特点 165

8.1.3 DSP系统的设计过程 166

8.2 DSP芯片 167

8.3 TMS320系列数字信号处理器 168

8.3.1 TMS320C2000系列 168

8.3.2 TMS320C5000系列 168

8.3.3 TMS320C6000系列 169

8.4 TMS3205000的结构和组成 170

8.5 TMS3205000的指令系统 171

8.6 DSP芯片的开发工具 185

8.6.1 代码生成工具 185

8.6.2 代码调试工具 185

9 MATLAB在信号处理中的应用和实验 187

9.1 MATLAB语言在信号处理中的应用 187

9.1.1 基本数值运算 187

9.1.2 基本语句 188

9.1.3 MATLAB函数 190

9.1.4 应用举例 194

9.2 实验 196

9.2.1（实验1） 用于数字信号处理的MATLAB基本操作 196

9.2.2（实验2） 信号、系统和系统响应 198

9.2.3（实验3） FFT及其应用 201

9.2.4（实验4） IIR数字滤波器的设计 204

9.2.5（实验5） 用窗函数法设计FIR数字滤波器 206

参考文献 210