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绪论 1

0.1信号、系统与信号处理 1

0.2数字信号处理系统的基本组成 2

0.3数字信号处理的特点及基本学科分支 3

0.4数字信号处理系统的实现方法 4

0.5数字信号处理的应用领域 4

第1章 离散时间信号与系统的时域分析 6

1.1模拟信号的数字处理方法 6

1.1.1采样 6

1.1.2理想采样及其频谱 7

1.1.3时域采样定理 8

1.1.4采样的恢复 9

1.1.5采样内插公式 9

1.2离散时间信号 12

1.2.1序列 12

1.2.2常用基本序列 12

1.2.3序列的基本运算 15

1.2.4任意序列的单位脉冲序列表示 16

1.3离散时间系统 17

1.3.1线性系统 17

1.3.2时不变系统 17

1.3.3线性时不变系统输入输出的关系 18

1.3.4线性卷积的计算 19

1.3.5线性时不变系统的性质 21

1.3.6系统的因果性和稳定性 22

1.4离散时间系统的时域描述——差分方程 23

1.4.1常系数线性差分方程的一般表达式 23

1.4.2差分方程的求解 24

思考练习题 25

习题 25

第2章 离散时间信号与系统的频域分析 28

2.1序列的傅里叶变换的定义及性质 28

2.1.1序列的傅里叶变换的定义 28

2.1.2常用序列的傅里叶变换 29

2.1.3序列的傅里叶变换的性质 30

2.2序列的Z变换 34

2.2.1 Z变换的定义及其收敛域 34

2.2.2序列特性对Z变换收敛域的影响 35

2.2.3 Z反变换 40

2.2.4 Z变换的基本性质 44

2.3系统函数与频率响应 49

2.3.1系统函数的定义 49

2.3.2系统函数和差分方程 49

2.3.3系统函数的收敛域与系统的因果稳定性 50

2.3.4频率响应 51

2.3.5 IIR和FIR系统 57

思考练习题 58

习题 58

第3章 离散傅里叶变换 62

3.1傅里叶变换的几种形式 63

3.1.1连续时间、周期信号的傅里叶级数 63

3.1.2连续时间、非周期信号的傅里叶变换 63

3.1.3离散时间、非周期信号的傅里叶变换 64

3.1.4离散时间、周期信号的离散傅里叶级数 64

3.2离散傅里叶级数 65

3.2.1离散傅里叶级数的推导 65

3.2.2离散傅里叶级数的性质 67

3.3离散傅里叶变换 69

3.3.1从离散傅里叶级数到离散傅里叶变换 69

3.3.2 DFT和Z变换、DTFT之间的关系 71

3.3.3离散傅里叶变换的性质 73

3.4频域采样理论 78

3.4.1频域采样 79

3.4.2内插恢复 80

3.5 DFT的应用 82

3.5.1用DFT计算线性卷积 82

3.5.2用DFT进行频谱分析 85

思考练习题 92

习题 92

第4章 快速傅里叶变换 95

4.1直接计算DFT的问题及改进的途径 95

4.1.1直接计算DFT的运算量问题 95

4.1.2改善途径 96

4.2按时间抽取的基-2FFT算法 96

4.2.1算法原理 96

4.2.2 DIT FFT算法与直接计算DFT运算量的比较 100

4.2.3算法特点 100

4.3按频率抽取的基-2FFT算法 103

4.3.1算法原理 103

4.3.2算法特点 105

4.4 IDFT的高效算法 105

4.4.1利用FFT流图计算IFFT 105

4.4.2直接调用FFT子程序的方法 106

4.5实序列的FFT算法 107

思考练习题 108

习题 109

第5章 无限脉冲响应数字滤波器的设计 110

5.1数字滤波器的基本概念 110

5.1.1数字滤波器的分类 110

5.1.2技术指标描述 112

5.1.3设计方法 113

5.2模拟滤波器的设计 114

5.2.1模拟滤波器的指标要求及逼近方法 116

5.2.2巴特沃思低通滤波器 118

5.2.3模拟滤波器的频率变换 122

5.3根据模拟滤波器来设计IIR滤波器 127

5.3.1脉冲响应不变法 127

5.3.2双线性变换法 133

5.3.3数字滤波器的频率变换 136

5.4 IIR滤波器的基本网络结构 139

5.4.1网络结构的表示方法 139

5.4.2直接型 140

5.4.3级联型 142

5.4.4并联型 144

思考练习题 145

习题 146

第6章 有限脉冲响应数字滤波器的设计 149

6.1线性相位FIR滤波器特性 149

6.1.1线性相位的概念 149

6.1.2线性相位条件 151

6.1.3幅度函数特性 153

6.1.4线性相位FIR滤波器的零点特性 159

6.2 FIR滤波器的窗函数法设计 160

6.2.1设计原理 160

6.2.2加窗对滤波器频率特性的影响 162

6.2.3常用窗函数 166

6.2.4窗函数法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤 172

6.3 FIR滤波器的频率采样法设计 173

6.3.1设计方法 174

6.3.2设计线性相位FIR滤波器的约束条件 174

6.3.3逼近误差 175

6.3.4改善滤波器性能的措施 176

6.3.5频率采样法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤 177

6.4 FIR滤波器的基本网络结构 179

6.4.1直接型（卷积型） 180

6.4.2级联型 181

6.4.3频率采样结构 181

6.4.4线性相位结构 185

6.5 FIR滤波器和IIR滤波器的比较 187

思考练习题 188

习题 188

第7章 数字信号处理MATLAB实现及综合应用 192

7.1数字信号处理MATLAB实现 192

7.1.1 MATLAB简介 192

7.1.2离散时间信号与系统分析应用举例 195

7.1.3离散傅里叶变换应用举例 198

7.1.4 IIR滤波器设计常用函数及举例 203

7.1.5 FIR滤波器设计常用函数及举例 207

7.2在双音拨号系统中的应用 214

7.2.1电话的双音拨号系统 214

7.2.2 Goertzel算法 215

7.2.3检测DTMF信号的DFT参数选择 216

7.2.4 DTMF信号检测的MATLAB仿真 217

7.3在wav信号分析方面的应用 219

7.3.1 wav文件的一次性傅里叶变换 219

7.3.2 wav文件的分段傅里叶分析 221

7.4在自适应滤波器方面的应用 223

7.4.1自适应滤波原理 223

7.4.2系统辨识与MATLAB仿真 225

7.4.3噪声抵消与MATLAB仿真 228

设计习题 231

第8章 数字信号处理实验 233

8.1信号、系统及系统响应实验 233

8.2 FFT频谱分析及应用实验 235

8.3数字滤波器设计实验 238

8.3.1 IIR数字滤波器的设计 238

8.3.2 FIR数字滤波器的设计 241

8.4数字滤波器的Simulink仿真实现实验 244

8.5交互式工具应用实验 246

8.5.1滤波器分析设计工具FDATool应用实验 246

8.5.2信号处理工具SPTool应用实验 249

上机习题 252

附录 本书用到的MATLAB特殊函数 257

参考文献 259