数字信号处理 第2版PDF电子书下载

第1章　离散时间信号与系统 1

1.1　信号和信号处理 1

1.1.1　信号的特征与分类 2

1.1.2　典型的信号处理运算 3

1.2　离散时间信号 11

1.2.1 时域离散信号的表示方法 11

1.2.2　典型时域离散信号 13

1.2.3　周期性序列 15

1.2.4 序列的时域运算 18

1.2.5 任意序列的单位脉冲序列表示 23

1.3　时域离散系统 23

1.3.1 线性时不变系统 24

1.3.2 线性时不变离散系统输出与输入的关系 26

1.3.3 线性非时不变离散系统的因果性和稳定性 29

1.4　常系数线性差分方程 33

1.4.1 N阶线性时不变系统的差分方程描述 33

1.4.2 线性常系数差分方程的递推解法 34

1.4.3 用MATLAB求解差分方程 37

1.5　小结 38

思考练习题 39

习题 39

第2章　时域离散信号的傅里叶变换与z变换 42

2.1　时域离散信号的傅里叶变换 42

2.1.1 时域离散信号的傅里叶变换的定义 43

2.1.2 周期信号的离散傅里叶级数 43

2.1.3 周期信号的傅里叶变换表示 45

2.1.4　序列傅里叶变换的性质 48

2.1.5 时域离散信号傅里叶变换的对称性 50

2.2　时域离散信号的z变换 54

2.2.1　z变换的定义 54

2.2.2　z变换的收敛域 55

2.2.3 序列z变换与其傅里叶变换之间的关系 55

2.2.4 逆z变换 60

2.2.5　z变换的性质 65

2.3　时域离散系统的系统函数与系统频率特性 73

2.3.1 系统的传输函数与系统函数 73

2.3.2　利用系统函数分析系统的因果稳定性 74

2.3.3　用z变换计算系统的输出响应 77

2.3.4　根据系统函数的零极点分布分析系统的频率特性 81

2.4　时域离散信号z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 86

2.5　小结 88

思考练习题 89

习题 90

第3章　离散傅里叶变换 96

3.1　离散傅里叶变换的定义 96

3.1.1 DFT定义 96

3.1.2 DFT与FT,ZT,DFS的关系 97

3.2　离散傅里叶变换的性质 98

3.3　频率域采样 105

3.4　快速傅里叶变换 107

3.4.1 直接计算DFT的问题及改进的途径 107

3.4.2 DIT基2FFT算法 108

3.4.3 DIF基2FFT算法 115

3.4.4 离散傅里叶反变换的快速计算方法 118

3.5　离散余弦变换 119

3.5.1　DCT定义 119

3.5.2　DCT性质 120

3.5.3　DCT计算 121

3.6　Haar变换 122

3.6.1 Haar变换定义 122

3.6.2 Haar变换的性质 123

3.7　线性调频z变换（Chirp-z变换）算法 124

3.7.1 定义 124

3.7.2 利用FFT计算CTZ 125

3.8　DFT的应用举例 127

3.8.1 用DFT计算线性卷积 128

3.8.2 用DFT对信号进行谱分析 131

3.9　小结 131

思考练习题 133

习题 135

第4章　模拟信号数字化处理方法 141

4.1　时域采样 141

4.1.1 采样在频域中的效应 142

4.1.2 带通信号的采样 145

4.1.3　模拟信号的恢复 146

4.2　利用DFT作模拟信号的频谱分析 148

4.2.1　谱分析的误差 148

4.2.2 周期信号的谱分析 151

4.3　小结 152

思考练习题 153

习题 153

第5章　数字滤波器的状态变量分析法与结构 155

5.1　数字滤波器的基本概念 155

5.2　状态变量分析法 156

5.2.1　状态方程与输出方程 156

5.2.2　状态方程的z变换分析 160

5.3　时域离散系统的实现 161

5.3.1 系统分类 161

5.3.2 系统结构的信号流图表示 162

5.4　无限脉冲响应系统的基本结构 163

5.4.1 IIR直接型 164

5.4.2 IIR转置型 165

5.4.3　IIR级联型 166

5.4.4　IIR并联型 167

5.5　有限脉冲响应系统的基本结构 168

5.5.1 FIR直接型 168

5.5.2 FIR级联型 169

5.5.3 FIR线性相位型 170

5.5.4 FIR频域采样型 171

5.6　格型网络系统 177

5.6.1 全零点（FIR）型 177

5.6.2 全极点（IIR）型 179

5.6.3　零、极点（IIR）型 180

5.7　特殊滤波器 182

5.7.1　全通滤波器 182

5.7.2　数字谐振器 183

5.7.3　数字陷波器 185

5.7.4　最小相位滤波器 186

5.7.5　梳状滤波器 188

5.7.6　正弦波发生器 189

5.7.7 数字信号处理系统结构的计算复杂度 190

5.8　小结 190

思考练习题 192

习题 192

第6章　无限脉冲响应数字滤波器的设计 195

6.1　常用模拟滤波器及其设计 195

6.1.1　数字滤波器分类 196

6.1.2　模拟滤波器技术指标 197

6.1.3 巴特沃斯低通滤波器设计 199

6.1.4 切比雪夫滤波器设计 207

6.1.5 椭圆滤波器设计 214

6.1.6　贝塞尔滤波器设计 216

6.1.7 常用模拟滤波器的比较 217

6.1.8　模拟滤波器频率变换 217

6.2　IIR数字滤波器设计 224

6.2.1　脉冲响应不变法 224

6.2.2　双线性变换法 230

6.2.3 低通、高通、带通及带阻IIR数字滤波器的设计 237

6.2.4　IIR数字滤波器的频率变换 243

6.2.5　频域最优设计 245

6.2.6 时域最小平方误差设计 248

6.3　小结 251

思考练习题 251

习题 252

第7章　有限脉冲响应数字滤波器的设计 256

7.1　线性FIRDF的特点 256

7.1.1 FIRDF线性相位条件 257

7.1.2 FIRDF幅度特性 258

7.1.3　FIRDF零点特性 263

7.2 窗函数法设计FIRDF 263

7.2.1 FIRDF窗函数设计方法 263

7.2.2 常用窗函数 266

7.2.3 用窗函数法设计FIRDF的MATLAB设计函数 271

7.3　频率采样法设计FIRDF 277

7.3.1 基本原理 277

7.3.2 用频率采样法设计线性相位滤波器的条件 278

7.3.3　逼近误差及其改进措施 279

7.4　等波纹最佳逼近设计法 285

7.4.1 等波纹最佳逼近基本原理 286

7.4.2 remez函数和remezord函数及应用 289

7.4.3 FIR数字微分器设计 290

7.4.4　FIR希尔伯特变换器设计 291

7.5　IIR和FIR数字滤波器的比较 292

小结 293

思考练习题 294

习题 296

第8章　多采样率数字信号处理 301

8.1　多采样率数字信号处理的工程需求 301

8.2　按整数因子D抽取和按整数因子I内插 302

8.2.1 按整数因子D抽取 302

8.2.2　按整数因子I内插 304

8.3　按有理数因子I/D的采样率转换 306

8.4　多采样率转换滤波器的设计 307

8.4.1 直接型FIR滤波器结构 307

8.4.2 多相滤波器实现 310

8.4.3　采样率转换系统的多级实现 311

8.4.4 用MATLAB设计采样率转换滤波器 315

8.5　小结 316

思考练习题 317

习题 317

第9章　数字信号处理的实现 319

9.1　数字信号处理算法的可计算性 319

9.1.1 数字滤波器的矩阵表示 319

9.1.2 优先图 321

9.2　数字信号处理的软件实现 322

9.3　数字信号处理中的有限字长效应 325

9.3.1 数值表示法对量化的影响 325

9.3.2 滤波器系数量化误差 327

9.3.3　模数转换器的量化误差 328

9.3.4　运算产生的误差 330

9.4　小结 331

思考练习题 331

习题 332

附录　MATLAB信号处理工具箱函数表 334

参考书目 339