数字信号处理的原理及算法实现PDF电子书下载

绪论 1

0.1 数字信号处理系统的组成 1

0.2 数字信号处理的特点 2

0.3 数字信号处理学科的内容 3

0.4 数字信号处理的实现 4

0.5 数字信号处理系统的应用领域 5

第1章 离散时间信号和系统 6

1.1 概述 6

1.2 时域离散信号 6

1.2.1 模拟信号的采样、序列 6

1.2.2 常用典型序列 7

1.2.3 序列的运算 10

1.3 离散时间系统 13

1.3.1 线性 14

1.3.2 时不变性 15

1.3.3 系统输入输出关系 16

1.3.4 系统的因果性和稳定性 17

1.4 系统的线性常系数差分方程及其求解 19

1.4.1 系统的线性常系数差分方程 19

1.4.2 线性常系数差分方程的求解 20

1.5 模拟信号数字处理方法 22

1.5.1 模拟信号数字处理方法概述 22

1.5.2 数字信号转换成模拟信号 30

1.6 MATLAB实现 32

1.6.1 常用序列的MATLAB实现 32

1.6.2 序列运算的MATLAB实现 33

1.6.3 卷积和的MATLAB实现 34

1.6.4 MATLAB求解离散系统的差分方程 35

1.7 习题 35

第2章 离散时间信号和系统的变换域分析 38

2.1 概述 38

2.2 序列的离散时间傅里叶变换 38

2.2.1 离散时间傅里叶变换定义 38

2.2.2 DTFT的性质 39

2.3 周期序列的离散傅里叶级数与DTFT 43

2.3.1 周期序列的离散傅里叶级数 43

2.3.2 周期序列的DTFT 44

2.4 DTFT和CFT之间的关系 46

2.5 z变换 49

2.5.1 z变换的定义 49

2.5.2 z变换的收敛域 50

2.5.3 逆z变换 52

2.5.4 z变换的性质与定理 58

2.5.5 利用z变换求数字系统的输出 62

2.6 用ZT分析系统的因果性、稳定性和频响特性 64

2.6.1 传输函数与系统函数 64

2.6.2 因果性和稳定性 64

2.6.3 信号频谱／系统频响的几何解释 65

2.7 MATLAB实现 72

2.7.1 周期序列傅里叶级数的MATLAB实现 72

2.7.2 序列逆z变换的MATLAB实现 73

2.7.3 系统时域响应的MATLAB实现 73

2.7.4 系统频率响应的MATLAB实现 74

2.8 习题 76

第3章 离散傅里叶变换 78

3.1 引言 78

3.2 DFT的定义 80

3.2.1 DFT和IDFT的定义 80

3.2.2 DFT和z变换的关系 87

3.2.3 周期序列与有限长序列的内在联系 88

3.3 DFT的性质 91

3.3.1 线性性质 91

3.3.2 序列的和 91

3.3.3 序列的初值 91

3.3.4 序列的圆周移位（循环移位） 91

3.3.5 圆周卷积（循环卷积）及其与有限长序列线性卷积的关系 94

3.3.6 序列的相关性 99

3.3.7 Parseval定理 100

3.3.8 有限长序列及其DFT的奇偶性和对称性 100

3.4 频域取样 104

3.5 用DFT对连续时间信号进行谱分析 107

3.5.1 DFT是对连续时间信号FT的近似 107

3.5.2 频率分辨率 108

3.5.3 DFT分析连续时间信号x（t）实例 109

3.6 用DFT对离散时间信号进行谱分析 114

3.7 DFT应用中的问题与参数选择 115

3.7.1 混叠现象 115

3.7.2 栏栅效应 117

3.7.3 频率泄漏 118

3.8 MATLAB实现 119

3.8.1 DFT的MATLAB实现 119

3.8.2 用DFT计算线性卷积和圆周卷积的MATLAB实现 120

3.8.3 连续时间信号谱分析的MATLAB实现 121

3.9 习题 122

第4章 快速傅里叶变换 126

4.1 概述 126

4.2 基-2FFT 127

4.2.1 DIT-FFT原理 127

4.2.2 DIF-FFT 132

4.2.3 快速傅里叶反变换 134

4.3 矩阵形式的FFT 135

4.3.1 算法原理 135

4.3.2 进一步减少运算量的措施 138

4.4 FFT应用于长序列卷积 140

4.4.1 快速卷积 140

4.4.2 重叠相加 141

4.4.3 重叠保留 142

4.5 线性调频-z变换 143

4.5.1 CZT的定义 144

4.5.2 CZT的特点 145

4.5.3 CZT的快速实现 145

4.6 离散哈特莱变换 148

4.6.1 DHT的定义 149

4.6.2 DHT和DFT的关系 149

4.6.3 DHT的性质 150

4.7 MATLAB实现 151

4.8 习题 152

第5章 数字滤波器的结构 154

5.1 概述 154

5.2 信号流图表示网络结构 155

5.3 IIR滤波器的基本网络结构 157

5.3.1 直接型Ⅰ 157

5.3.2 直接型Ⅱ（典型形式） 159

5.3.3 级联型 162

5.3.4 并联型 164

5.3.5 转置型 165

5.4 FIR滤波器的基本结构 165

5.5 格型结构 174

5.6 MATLAB实现 177

5.7 习题 178

第6章 IIR数字滤波器设计 181

6.1 基本概念 181

6.1.1 数字滤波器和模拟滤波器 181

6.1.2 滤波器的指标 181

6.1.3 数字滤波器的设计原则 185

6.2 模拟滤波器的设计 185

6.2.1 模拟LPF设计指标 186

6.2.2 巴特沃斯模拟低通滤波器设计 187

6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器设计 191

6.2.4 模拟滤波器的频率变换 195

6.3 IIR LPF设计：脉冲响应不变法 200

6.3.1 一般数字滤波器的设计思想 200

6.3.2 脉冲响应不变法的变换思想及方法 201

6.3.3 脉冲响应不变法的参数映射关系及特点 202

6.4 IIR LPF设计：双线性变换法 205

6.4.1 双线性变换的一般变换关系 205

6.4.2 间接法设计数字LPF时T的选择 207

6.4.3 双线性变换法、脉冲响应不变法的比较 207

6.5 IIR HPF、BPF、BSF设计 207

6.5.1 设计思路 207

6.5.2 频率变换法设计数字高通滤波器 213

6.5.3 z平面变换法 214

6.6 IIR滤波器直接设计法 215

6.7 IIR滤波器设计应用实例（MATLAB分析） 216

6.7.1 模拟低通滤波器设计 216

6.7.2 模拟-数字滤波器的转换 218

6.7.3 数字滤波器应用实例 221

6.8 习题 224

第7章 FIR滤波器的设计 226

7.1 FIR滤波器的线性相位条件和特点 226

7.2 窗函数法设计FIR滤波器 230

7.2.1 窗函数技术 230

7.2.2 窗函数法的应用 236

7.3 频率取样法设计FIR滤波器 242

7.4 优化技术设计 247

7.4.1 优化准则 247

7.4.2 线性相位FIR滤波器的Chebyshev最优逼近 248

7.5 IIR和FIR滤波器的比较 253

7.6 FIR滤波器的MATLAB仿真实现 255

7.6.1 窗函数法设计FIR滤波器的实现 255

7.6.2 频率取样法设计FIR滤波器的实现 256

7.6.3 FIR滤波器的优化设计的实现 257

7.6.4 信道均衡器的FIR滤波器的实现 257

7.7 习题 258

参考答案 261

参考文献 272