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目录 1

序 1

前言 1

第一章　数字信号处理概论 1

第一节　数字信号处理的任务 1

一、数字信号处理的研究对象 1

二、数字信号处理系统的基本组成 2

三、数字信号处理的作用 4

一、数字信号处理的理论基础 7

第二节　数字信号处理的学科概貌 7

二、数字信号处理学科的主要内容 8

三、数字信号处理的特点 8

第三节　实践题 9

一、习题 9

二、上机实验题 9

三、综合思考题 10

第二章　离散时间信号与系统 11

第一节　离散时间信号 11

一、序列——离散时间信号的时域表示 11

二、连续时间信号的数字处理方法 11

第二节　典型序列及特点 16

三、序列的分类 16

第三节　序列的运算及MATLAB实现 21

一、序列的相加、相乘 22

二、序列的移位、翻褶与尺度变换 22

三、序列的卷积和 23

四、信号的能量和功率 25

第四节　离散时间系统 25

一、离散时间系统的定义 25

二、离散时间系统的分类 26

三、线性移不变离散时间系统的时域描述 28

一、序列的傅里叶变换及性质 31

第五节　离散时间信号和离散时间系统的频域分析 31

二、周期序列的离散傅里叶级数（DFS）与傅里叶变换 38

三、序列傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系 42

四、离散时间系统的频率响应 43

五、序列的z变换及性质 45

六、离散时间系统的系统函数与频率响应之间的关系 57

第六节　实践题 60

一、习题 60

二、上机实验题 63

三、综合思考题 64

一、离散傅里叶变换（DFT）的定义 65

第三章　离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT） 65

第一节　离散傅里叶变换 65

二、DFT与z变换的关系 68

三、DFT的隐含周期性 69

第二节　离散傅里叶变换的性质 70

一、线性性 70

二、序列的圆周移位 70

三、共轭对称性 72

四、DFT形式下的帕塞瓦定理 73

五、圆周卷积 74

六、圆周相关 75

七、有限长序列的线性卷积与圆周卷积 76

第三节　DFT的计算问题及改进途径 78

一、DFT的计算量 78

二、旋转因子的对称性和周期性 78

三、减小DFT计算量的基本思路 79

第四节　按时间抽选（DIT）的基-2FFT算法 79

一、DIT-FFT算法的基本原理 79

二、DIT-FFT算法的运算量 81

三、DIT-FFT算法的主要特点 82

四、算法程序框图与MATLAB实现 83

一、DIF-FFT算法的基本原理 86

第五节　按频率抽选（DIF）的基-2FFT算法（桑德-图基算法） 86

二、DIF-FFT算法的主要特点 88

三、DIF-FFT与DIT-FFT的比较 88

第六节　快速离散傅里叶变换的反变换（IFFT） 88

第七节　快速离散傅里叶变换FFT其他算法及其应用 90

一、FFT其他算法 90

二、应用举例 94

第八节　实践题 98

一、习题 98

三、综合思考题 100

二、上机实验题 100

第四章　ⅡR数字滤波器的设计与应用 101

第一节　ⅡR数字滤波器及其设计原则 101

一、滤波器的分类与技术要求 103

二、ⅡR数字滤波器的设计步骤 105

第二节　模拟滤波器的设计 105

一、巴特沃思（Betterworth）低通滤波器 106

二、切比雪夫（Chebyshev）低通滤波器 110

三、模拟滤波器的MATLAB辅助设计 115

第三节　ⅡR数字滤波器设计 119

一、由模拟滤波器（AF）设计ⅡR数字滤波器（DF） 119

二、直接在数字域中设计ⅡR数字滤波器 130

第四节　ⅡR数字滤波器的频率变换 136

一、数字频率变换法 137

二、模拟低通滤波器到各种数字滤波器的转换 141

三、各种数字滤波器的MATLAB辅助设计 145

第五节　实践题 147

一、习题 147

二、上机实验题 148

三、综合思考题 149

第一节　线性相位FIR数字滤波器的条件与特点 150

一、线性相位条件 150

第五章　FIR数字滤波器设计与应用 150

二、线性相位FIR滤波器幅度特性H（ω）的特点 151

第二节　基于窗函数的FIR数字滤波器设计 155

一、设计思路 155

二、设计方法 155

三、各种窗函数 157

四、窗函数法设计步骤 165

五、窗函数法计算中的主要问题 167

第三节　基于频率取样法的FIR数字滤波器设计 168

一、设计思路 168

二、设计方法 169

二、设计方法 174

一、设计思路 174

三、设计步骤 174

第四节　基于最优化的FIR数字滤波器设计 174

第五节　ⅡR与FIR数字滤波器的比较 180

第六节　实践题 181

一、习题 181

二、上机实验题 182

三、综合思考题 182

第六章　几种特殊的数字滤波器 183

第一节　全通滤波器 183

第二节　最小相位系统与最大相位系统 185

第三节　梳状滤波器 188

第四节　采样率转换的滤波器 189

一、信号抽取 189

二、信号插值 191

三、抽取与插值的应用 193

第五节　实践题 196

一、习题 196

二、上机实验题 197

三、综合思考题 199

第二节　数字滤波器结构的信号流图表示 200

第一节　引言 200

第七章　数字滤波器结构 200

第三节　ⅡR数字滤波器的基本网络结构 201

一、直接型 201

二、级联型 203

三、并联型 204

第四节 FIR数字滤波器的基本网络结构 208

一、FIR网络直接型结构 209

二、FIR网络级联型结构 209

三、FIR网络的线性型结构 209

四、FIR网络的频率采样型结构 210

五、FIR网络的快速卷积型结构 212

第五节　实践题 215

一、习题 215

二、上机实验题 216

三、综合思考题 217

第八章　数字信号处理中的有限字长效应 218

第一节　引言 218

第二节　定点量化和浮点量化 219

一、定点量化 219

二、浮点量化 221

一、A/D转换量化噪声的定义 222

第三节　A/D转换量化噪声分析 222

二、量化噪声通过线性系统 224

第四节　数字滤波器系数量化效应分析 225

一、滤波网络中系数的量化效应 225

二、滤波网络中运算的量化效应 226

第五节　量化误差对FFT的影响 230

一、DFT计算中的量化误差 230

二、定点FFT计算中的量化误差 231

第六节　实践题 233

一、习题 233

三、综合思考题 235

二、上机实验题 235

第九章　数字信号处理实现方法简介 236

第一节　数字信号处理的（MATLAB）软件实现平台 236

一、MATLAB简介 236

二、信号处理工具箱函数库 242

第二节　数字信号处理的（TMS320C54x）硬件实现平台 250

一、DSP芯片的主要特点 251

二、TMS320C54x数字信号处理器的结构原理 252

三、TMS320C54x指令系统与软件设计 258

四、TMS320C54x开发环境 260

参考文献 268