离散信号处理 应用与实践PDF电子书下载

第1章 信号和信号处理 1

1.1数字信号处理的起源 1

1.2信号的特征和分类 2

1.3典型信号运算 3

1.3.1基本时域操作 3

1.3.2滤波 3

1.3.3复信号的产生 5

1.3.4调制和解调 5

1.3.5多路复用和信号分离 8

1.3.6正交幅度调制 9

1.4典型信号处理实例 10

1.4.1远程通信 10

1.4.2回声定位 11

1.4.3图像处理 12

1.4.4柴油发动机信号 13

1.4.5时间序列 14

1.5典型信号处理应用 14

1.5.1 CD数字音频系统 14

1.5.2电话拨号应用 15

1.5.3自适应滤波器 16

1.5.4电话网络中的回声消除 17

1.6数字信号处理与模拟信号处理的比较 19

1.7关于MATLAB及其工具箱的一些说明 21

第2章 离散时间信号与系统 23

2.1离散时间信号 23

2.1.1序列的类型 23

2.1.2序列运算 28

2.1.3信号分解 29

2.1.4离散序列的应用 29

2.2离散时间系统 32

2.2.1离散时间运算 33

2.2.2离散系统的分类 34

2.3序列的卷积和相关 38

2.3.1卷积和 38

2.3.2序列的相关 44

2.3.3卷积与相关的关系 47

2.4差分方程 47

2.4.1 N阶输入／输出差分方程 48

2.4.2差分方程的求解 48

2.5零输入和零状态响应 50

2.6数字滤波器 50

2.6.1 FIR滤波器 51

2.6.2 IIR滤波器 52

2.6.3递归与非递归滤波器的关系 53

2.7单位样值响应 54

2.8离散时间系统的应用 55

2.8.1 QQQQ股票数据的处理 55

2.8.2噪声数据的抑制 57

2.8.3平方根的工程计算 59

习题 60

第3章 离散时间傅里叶分析 62

3.1离散时间傅里叶变换 62

3.2 DTFT的性质 64

3.3 DTFT的周期性和对称性 65

3.4系统函数 71

3.4.1定义 71

3.4.2相位延迟和群延迟 72

3.4.3逆频率响应 73

3.5滤波器 73

3.6系统的互联 74

3.7信号和系统中的DTFT 75

3.7.1线性时（移位）不变系统和线性常系数差分方程 75

3.7.2相关和卷积的频率响应 77

3.7.3逆系统 78

3.7.4模拟信号的采样和重构 79

3.8 DTFT的应用 84

3.8.1采样对频域各量的影响 84

3.8.2内插技术在信号重构方面的应用 84

3.8.3在低通滤波器中的应用 89

习题 95

第4章 Z变换 97

4.1双边Z变换 97

4.2收敛域 99

4.3 DTF与z变换的关系 102

4.4双边z变换的性质 102

4.5常用序列的Z变换 104

4.6零点、极点和Z平面 106

4.7逆z变换 108

4.7.1部分分式展开法 108

4.7.2幂级数展开法 109

4.7.3用MATLAB函数residue和residuez求逆Z变换 109

4.8系统（传递）函数 111

4.8.1系统描述的不同形式 112

4.8.2有理系统函数的系统响应 113

4.8.3系统的暂态响应和稳态响应 114

4.8.4因果性和稳定性 114

4.8.5频率响应函数 115

4.9单边z变换 116

4.9.1单边Z变换的定义 116

4.9.2单边Z变换的右移性质 117

4.9.3单边Z变换的左移性质 118

4.10双边Z变换和单边Z变换的关系 119

4.11 z变换的应用 120

4.11.1正弦输入的响应 120

4.11.2噪声序列的滤波 121

4.11.3 MACD决策 124

习题 127

第5章 离散傅里叶变换及快速算法 130

5.1离散傅里叶级数 130

5.1.1离散傅里叶级数的定义 130

5.1.2离散傅里叶级数的计算 131

5.1.3离散傅里叶级数的性质 133

5.2离散傅里叶变换 134

5.2.1 DFT的定义 134

5.2.2 DFT、DTFT和Z变换的关系 137

5.2.3采样周期、记录长度及频率分辨率 137

5.2.4正弦函数形式 138

5.3 DFT的性质 140

5.4关于DFT的几点认识 148

5.5用DFT计算线性卷积 149

5.5.1用DFT计算线性卷积的步骤 149

5.5.2重叠相加法 150

5.5.3重叠保留法 151

5.6计算DFT的快速算法——FFT 152

5.6.1 DFT直接运算的计算量 152

5.6.2快速算法 153

5.6.3基本结果 153

5.6.4 FFT与DFT的比较 154

5.7 DFT及FFT的应用 155

5.7.1用FFT计算傅里叶变换 155

5.7.2双音多频信号的检测 158

5.8太阳黑子活动周期的分析 161

5.9股票趋势分析 164

习题 167

第6章 数字滤波器的结构 169

6.1引言 169

6.2 IIR滤波器的结构 170

6.2.1直接型 170

6.2.2级联型 172

6.2.3并联型 175

6.3 FIR滤波器的结构 180

6.3.1直接型 181

6.3.2级联型 181

6.3.3线性相位型 181

6.3.4频率采样型 183

6.4格型滤波器的结构 185

6.4.1全零点格型滤波器 186

6.4.2全极点格型滤波器 189

6.4.3 IIR格型滤波器 189

6.5 IIR和FIR滤波器的选择 191

习题 192

第7章 IIR滤波器的设计 194

7.1引言 194

7.1.1设计过程 194

7.1.2数字滤波器的设计考虑 194

7.1.3 IIR滤波器设计 194

7.1.4相对线性尺度 195

7.1.5 |Ha（jΩ）|2的性质 196

7.2模拟滤波器的原型 196

7.2.1巴特沃思滤波器 197

7.2.2切比雪夫滤波器 199

7.2.3椭圆滤波器 202

7.2.4滤波器原型的相位响应 202

7.3模拟-数字滤波器变换 203

7.3.1脉冲响应不变法 203

7.3.2双线性变换法 205

7.4频率转换 207

7.5 IIR滤波器的设计技术 208

7.5.1噪声抑制应用 210

7.5.2应用讨论 212

7.5.3基于MATLAB函数的IIR滤波器设计技术 212

7.5.4基于滤波器设计及分析工具的设计技术 221

7.6典型IIR滤波器的比较 223

习题 225

第8章 FIR滤波器的设计 228

8.1对称序列与线性相位 228

8.2 FIR滤波器 239

8.2.1 FIR滤波器的设计指标 239

8.2.2基于窗函数的设计 241

8.2.3窗函数和设计参数的选择 249

8.3频带变换 252

8.4频率采样滤波器的设计 254

8.5等波纹线性相位滤波器的设计 255

8.6基于MATLAB函数的滤波器设计技术 256

8.6.1 MATLAB滤波器设计函数 256

8.6.2基于可视化计算的滤波器设计技术 271

8.6.3任意响应FIR滤波器的设计 275

习题 277

第9章 自适应滤波及应用 279

9.1自适应滤波的概念 279

9.2自适应LMS滤波器 280

9.2.1均方误差性能度量 280

9.2.2梯度和Wiener解 282

9.2.3最陡下降法 283

9.2.4 LMS算法 285

9.2.5 LMS算法的收敛性分析 287

9.2.6 LMS算法的实现 287

9.2.7学习曲线和时间常数 288

9.2.8稳态误差与失调系数 288

9.2.9 LMS算法小结 289

9.3几种改进的LMS算法 289

9.3.1正规LMS算法 290

9.3.2梯度自适应步长算法 290

9.3.3自动增益控制自适应算法 291

9.3.4符号-误差LMS算法 291

9.3.5符号-数据LMS算法 291

9.3.6数据复用LMS算法 292

9.3.7其他自适应滤波器 292

9.4自适应滤波的应用 293

9.4.1 LMS线性预测 293

9.4.2自适应干扰对消 293

9.4.3自适应信道均衡 298

9.4.4平稳信道估计 299

9.4.5地球物理勘探中的自适应模拟 301

9.4.6胎儿心电图中的噪声抑制 303

9.4.7回声消除 306

9.5讨论 313

附录 一个实现LMS算法的快速算法 314

参考文献 316