普通高等教育仪器类“十三五”规划教材 数字信号处理PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 信号、系统及信号处理 1

1.1.1 数字信号处理系统的基本组成 2

1.1.2 数字信号处理系统的优点 3

1.2 信号的分类 4

1.2.1 多通道信号与多维信号 4

1.2.2 连续时间信号与离散时间信号 5

1.2.3 周期信号与非周期信号 5

1.2.4 确定性信号与随机信号 6

1.3 噪声 7

1.4 数字信号处理理论的发展 8

1.4.1 经典理论 8

1.4.2 现代理论 9

1.5 数字信号处理的应用 9

本章小结 10

习题 10

第2章 离散时间信号与系统 12

2.1 离散时间信号——序列 12

2.1.1 典型离散时间信号 13

2.1.2 序列的运算 15

2.1.3 序列的周期性 21

2.2 离散时间系统 22

2.2.1 系统的线性性质 22

2.2.2 系统的移不变性 22

2.2.3 系统的因果性 22

2.2.4 系统的稳定性 23

2.3 LSI系统 23

2.3.1 LSI系统的性质 23

2.3.2 LSI系统的频率响应 26

2.3.3 LSI系统的分析 28

2.4 离散时间系统与线性差分方程 29

2.4.1 线性常系数差分方程的解 29

2.4.2 有限和无限冲激响应系统 34

2.5 确定性信号的相关分析 35

2.5.1 自相关函数与互相关函数 36

2.5.2 相关函数的性质 38

2.5.3 相关函数的应用 38

本章小结 39

习题 40

第3章 z变换 43

3.1 z变换定义 43

3.2 z逆变换 47

3.2.1 围线积分法 47

3.2.2 幂级数展开法 48

3.2.3 部分分式展开法 49

3.3 z变换的性质和定理 50

3.4 z变换的应用 53

3.4.1 z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 53

3.4.2 离散系统的系统函数 54

本章小结 56

习题 56

第4章 离散时间信号的频域分析 58

4.1 引言 58

4.2 傅里叶变换的四种形式 59

4.2.1 傅里叶级数 59

4.2.2 傅里叶变换 62

4.2.3 离散傅里叶级数 63

4.2.4 离散时间傅里叶变换 66

4.3 离散傅里叶变换 68

4.3.1 DFT的定义 68

4.3.2 DFT的主要性质 70

4.3.3 DFT与其他变换的关系 79

4.3.4 频域采样 81

4.4 DFT的应用 83

4.4.1 利用DFT进行信号频谱分析 83

4.4.2 线性卷积的计算 89

4.4.3 用DFT实现分段卷积 91

4.5 MATLAB应用 92

本章小结 98

习题 98

第5章 快速傅里叶变换 100

5.1 引言 100

5.2 时间抽取基2FFT算法 101

5.2.1 算法的推导 101

5.2.2 算法的讨论 103

5.3 频率抽取基2FFT算法 105

5.4 离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法 107

5.5 其他FFT算法 108

5.5.1 基4 FFT算法 109

5.5.2 分裂基FFT算法 112

5.5.3 线性调频z变换（CZT） 115

5.6 MATLAB应用 118

本章小结 119

习题 119

第6章 数字滤波器的基本结构 121

6.1 数字滤波器结构的表示方法 121

6.2 FIR滤波器的基本结构 123

6.2.1 直接型结构 123

6.2.2 级联型结构 124

6.2.3 频率采样结构 124

6.2.4 格型结构 126

6.3 IIR滤波器的基本结构 129

6.3.1 直接型结构 129

6.3.2 信号流图和转置结构 130

6.3.3 级联型结构 130

6.3.4 并联型结构 131

6.4 滤波器系数的量化效应 131

6.4.1 IIR滤波器定点运算舍入误差的统计分析 132

6.4.2 IIR滤波器定点加法运算的溢出问题 133

6.4.3 极限环振荡 133

6.4.4 定点运算的溢出振荡 135

6.4.5 浮点运算中的有限字长效应 136

6.5 MATLAB应用 137

本章小结 142

习题 142

第7章 无限冲激响应（IIR）数字滤波器设计 144

7.1 最小与最大相位系统 147

7.2 全通系统 150

7.3 利用模拟滤波器设计IIR滤波器 153

7.3.1 用模拟滤波器设计IIR数字滤波器 153

7.3.2 冲激响应不变法 154

7.3.3 双线性变换法 157

7.3.4 通用模拟滤波器的特性 163

7.4 频率变换法设计IIR滤波器 172

7.4.1 从s域到z域的频率变换法 173

7.4.2 数字域频率变换法 176

7.5 MATLAB应用 179

本章小结 184

习题 184

第8章 有限冲激响应（FIR）数字滤波器的设计 186

8.1 线性相位滤波器的特点 186

8.1.1 线性相位条件 186

8.1.2 线性相位条件对h（n）的要求 187

8.1.3 线性相位FIR滤波器的频率特性 189

8.1.4 线性相位FIR滤波器的零点分布 193

8.2 窗函数设计法 194

8.2.1 基本窗函数 194

8.2.2 窗函数设计法的方法与步骤 198

8.3 频率抽样设计法 203

8.3.1 设计的基本思想 203

8.3.2 线性相位约束条件 203

8.3.3 滤波器的频率响应 204

8.4 FIR数字滤波器的等波纹优化设计 206

8.5 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较 212

8.6 MATLAB应用 212

本章小结 217

习题 217

第9章 现代信号处理基础 219

9.1 离散余弦变换（DCT） 219

9.1.1 DCT的定义 219

9.1.2 DCT的快速算法 220

9.2 希尔伯特变换 221

9.2.1 希尔伯特变换的定义 222

9.2.2 离散时间信号的希尔伯特变换 225

9.2.3 希尔伯特变换的应用 225

9.3 多速率采样 226

9.3.1 整数因子抽取 227

9.3.2 整数因子内插 229

9.3.3 按有理数因子I/D的采样率转换 230

9.4 小波变换 231

9.4.1 连续小波变换的定义 231

9.4.2 连续小波变换性质 233

9.4.3 离散小波变换 234

9.4.4 小波变换与多分辨分析 235

9.4.5 小波分析与框架理论 237

9.4.6 小波的分类 239

9.5 小波的应用 241

9.6 MATLAB应用 242

本章小结 247

习题 247

参考文献 248