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理论篇 3

第1章　连续信号与系统的分析 3

1.1　连续信号与系统的时域分析 3

1.1.1　信号的分类 3

目录 3

1.1.2　阶跃信号和冲激信号 5

1.1.3　系统的分类 7

1.1.4　冲激响应与线性卷积积分 9

1.2.1　周期信号的频谱分析 10

1.2　连续信号与系统的频域分析 10

1.2.2　非周期信号的频谱分析 11

1.2.3　傅里叶变换的性质及应用 13

1.3　连续信号与系统的复频域分析 16

1.3.1　拉普拉斯变换 17

1.3.2　拉普拉斯变换的性质 20

1.3.3　拉普拉斯逆变换 21

1.4　系统函数与系统特性分析 24

1.4.1 系统函数 24

1.4.2　系统函数的零、极点分布对系统特性的影响 25

小结 27

习题 28

第2章　时域离散信号与系统的时域分析 31

2.1　时域离散信号 31

2.1.1　常用的典型序列 31

2.1.2　序列的运算 35

2.2 时域离散系统 36

2.2.1 线性时不变离散系统 36

2.2.2　离散系统的因果性和稳定性 40

2.3　模拟信号的数字处理方法 41

2.3.1　取样及取样定理 41

2.3.2 将数字信号转换成模拟信号 44

小结 45

习题 46

第3章　时域离散信号与系统的频域分析 48

3.1　序列的傅里叶变换 48

3.1.1　序列傅里叶变换的定义 48

3.1.2　序列傅里叶变换的性质 49

3.1.3 Xa（jΩ）与X（ejω）之间的关系 54

3.2　序列的Z变换 57

3.2.1 Z变换的定义 57

3.2.2　序列特性对收敛域的影响 59

3.2.3 逆Z变换 61

3.2.4　Z变换的主要性质和定理 65

3.3　利用Z变换分析线性离散系统 67

3 3.1 差分方程的Z变换解 67

3.3.2　系统函数的构建与分析 69

3.4　离散系统的基本网络结构 72

3.4.1 用信号流图表示网络结构 73

3.4.2　无限长脉冲响应基本网络结构 75

3.4.3　有限长脉冲响应基本网络结构 78

小结 79

习题 82

第4章 离散傅里叶变换及其快速算法 84

4.1 DFT的定义及物理意义 84

4.1.1 DFT的定义 84

4.1.2 DFT和Z变换的关系 85

4.1.3 DFT的线性和周期性 86

4.2　离散傅里叶变换的性质 88

4.2.1　循环移位性质 88

4.2.2　循环卷积定理 89

4.2.3　DFT的对称性 91

4.3　频域取样定理 93

4.3.1　频域取样过程 93

4.3.2　利用频域取样信号恢复原始信号 94

4.4　快速傅里叶变换（FFT） 95

4.4.1 从DFT到FFT 95

4.4.2　时域抽取法基-2FFT算法 96

4.4.3　频域抽取法基-2FFT算法 99

4.5　FFT算法的特点和改进措施 101

4.5.1　FFT算法的规律与特点 101

4.5.2　改进FFT算法措施 104

4.6　FFT的应用举例 105

4.6.1 利用FFT计算IDFT 105

4.6.2　利用FFT计算线性卷积 106

4.6.3　利用DFT对信号进行谱分析 108

小结 111

习题 112

技术篇 117

第5章 IIR数字滤波器的理论与设计 117

5.1　数字滤波器的基本概念 117

5.1.1　数字滤波器的分类 117

5.1.2　数字滤波器的技术要求和设计步骤 119

5.2　模拟滤波器的设计 121

5.2.1　模拟低通滤波器的设计指标 121

5.2.2　巴特沃斯低通滤波器的设计 122

5.2.3　模拟高通、带通、带阻滤波器的设计 126

5.3　IIR数字滤波器的设计 130

5.3.1 利用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器 131

5.3.2　利用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器 134

5.3.3　利用模拟滤波器设计IIR数字高通、带通和带阻滤波器 139

5.3.4　IIR数字滤波器的直接设计法——零极点累试法 142

小结 143

习题 145

6.1　FIR数字滤波器特性 146

6.1.1　线性相位条件 146

第6章　FIR数字滤波器的理论与设计 146

6.1.2　线性相位FIR滤波器幅度特性的特点 149

6.1.3　线性相位FIR滤波器零点分布和网络结构 152

6.2　利用窗函数法设计FIR滤波器 154

6.2.1 窗函数设计法的基本思想 154

6.2.2　常用的窗函数 158

6.2.3　用窗函数法设计FIR滤波器 161

6.3　利用频率取样法设计FIR滤波器 163

6.3.1　FIR网络的频率取样结构 163

6.3.2　频率取样法的基本思想 165

6.3.3　频率取样法需要解决的问题与对策 166

6.4　IIR和FIR数字滤波器的比较 170

小结 171

习题 174

应用篇 179

第7章 数字信号处理的硬件实现 179

7.1 DSP系统与芯片 179

7.1.1 DSP系统 179

7.1.2 DSP芯片的发展历史 181

7.1.3 DSP芯片的分类 182

7.1.4 DSP芯片的选择 183

7.2 DSP芯片的基本结构 184

7.2.1 哈佛结构 184

7.2.2　硬件乘法器和特殊的DSP指令 185

7.2.3　指令系统的多级流水线 186

7.3 TI定点运算DSP芯片 187

7.3.1 TMS320C1X 187

7.3.2　TMS320C2X 188

7.3.3　TMS320C5X 189

7.3.4　其它新型定点运算DSP芯片 192

7.4　TI其它类型的DSP芯片 193

7.4.1　TI浮点DSP芯片 193

7.4.2　多处理器DSP芯片——TMS320C8X 196

7.5　DSP的开发环境 197

7.5.1　C编译器 197

7.5.2　汇编语言工具 200

7.5.3　系统集成与调试工具 201

7.5.4　DSP的操作系统 205

小结 206

习题 207

第8章　实训与演示 208

8.1 SystemView软件及应用 209

8.1.1 SystemView软件的安装 209

8.1.2 SystemView的运行环境 209

8.2　实验一：信号、系统与系统响应 212

8.2.1　实验准备 212

8.2.2　实验内容 213

8.3.1　实验准备 217

8.3　实验二：用DFT计算线性卷积 217

8.3.2　实验内容 218

8.4　实验三：IIR数字滤波器设计 220

8.4.1　实验准备 220

8.4.2　实验内容 221

8.5　实验四：FIR数字滤波器设计 224

8.5.1　实验准备 224

8.5.2　实验内容 225

部分习题解答 229

参考书目 234