数字信号处理原理和算法实现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 3

0.5　数字信号处理系统的应用领域 4

第1章 离散时间信号和系统 5

1.1　概述 5

1.2　时域离散信号 5

1.2.1　模拟信号的采样、序列 5

1.2.2　常用典型序列 6

1.2.3　序列的运算 8

1.3　离散时间系统 10

1.3.1　线性 10

1.3.2　时不变性 10

1.3.3　系统输入输出关系 10

1.3.4　卷积和 11

1.3.5　系统的因果性和稳定性 13

1.4　线性常系数差分方程及其求解 14

1.4.1　线性常系数差分方程 14

1.4.2　线性常系数差分方程的求解 15

1.5　模拟信号数字处理方法及相关转换 16

1.5.1　模拟信号数字处理方法 16

1.5.2　数字信号转换成模拟信号 21

1.6 MATLAB实现 24

1.6.1 常用序列的MATLAB实现 24

1.6.2 序列运算的MATLAB实现 25

1.6.3 卷积和的MATLAB实现 26

1.6.4 MATLAB求解离散系统的差分方程 26

1.7　习题 27

第2章 离散时间信号和系统的变换域分析 29

2.1　概述 29

2.2　序列的离散时间傅里叶变换 29

2.2.1 DTFT定义 29

2.2.2 DTFT的性质 30

2.3 周期序列的DFS、DTFT 33

2.3.1　周期序列的DFS 33

2.3.2 周期序列的DTFT 34

2.4 DTFT和CFT之间的关系 36

2.5　Z变换 38

2.5.1 定义 38

2.5.2　收敛域 39

2.5.3　逆Z变换 41

2.5.4　Z变换的性质与定理 46

2.5.5　利用Z变换求数字系统的输出 49

2.6　用ZT分析系统的因果性、稳定性和频响特性 51

2.6.1　传输函数与系统函数 51

2.6.2　因果性和稳定性 51

2.6.3　信号频谱／系统频响的几何解释 52

2.7 MATLAB实现 58

2.7.1 周期序列傅里叶级数的MATLAB实现 58

2.7.2 序列逆Z变换的MATLAB实现 59

2.7.3 系统时域响应的MATLAB实现 60

2.7.4 系统频率响应的MATLAB实现 60

2.8　习题 62

第3章 离散傅里叶变换 64

3.1 引言 64

3.2 DFT的定义 66

3.2.1 DFT和IDFT的定义 66

3.2.2　DFT和Z变换的关系 71

3.2.3　周期序列与有限长序列的内在联系 72

3.3 DFT的性质 75

3.3.1　线性性质 75

3.3.2　序列的和 75

3.3.3　序列的初值 76

3.3.4　序列的圆周移位 76

3.3.5 圆周卷积及其与有限长序列线性卷积的关系 78

3.3.6　序列的相关性 82

3.3.7　Parseval定理 83

3.3.8　有限长序列及其DFT的奇偶性和对称性 83

3.4　频域取样 86

3.5 用DFT对连续时间信号进行谱分析 88

3.5.1 DFT是对连续时间信号FT的近似 88

3.5.2　频率分辨率 88

3.5.3　DFT分析连续时间信号x（t）实例 90

3.6　用DFT对离散时间信号进行谱分析 94

3.7　DFT应用中的问题与参数选择 95

3.7.1　混叠现象 95

3.7.2　栏栅效应 97

3.7.3　频率泄露 97

3.8 MATLAB实现 99

3.8.1 DFT的MATLAB实现 99

3.8.2 用DFT计算线性卷积和圆周卷积的MATLAB实现 100

3.8.3 连续时间信号谱分析的MATLAB实现 100

3.9　习题 102

第4章　快速傅里叶变换 105

4.1　概述 105

4.2 基（Radix）-2 FFT 106

4.2.1 DIT(Cooley-Tukey)-FFT原理 106

4.2.2 DIF(Sand-Tukey)-FFT 110

4.2.3　快速傅里叶反变换 112

4.3 矩阵形式的FFT 112

4.3.1　算法原理 112

4.3.2　进一步减少运算量的措施 115

4.4　FFT应用于长序列卷积 116

4.4.1　快速卷积 116

4.4.2　重叠相加 117

4.4.3　重叠保留 118

4.5　Chirp-Z变换 119

4.5.1 CZT的定义 120

4.5.2 CZT的特点 120

4.5.3 CZT的实现 121

4.6　离散哈特莱变换 124

4.6.1 DHT的定义 124

4.6.2 DHT和DFT的关系 124

4.6.3　DHT的性质 125

4.7　MATLAB实现 126

4.8　习题 127

第5章　数字滤波器的结构 128

5.1　概述 128

5.2　信号流图表示网络结构 129

5.3　IIR滤波器的基本网络结构 131

5.3.1　直接型Ⅰ 131

5.3.2　直接型Ⅱ（典型形式） 133

5.3.3　级联型 135

5.3.4　并联型 138

5.3.5　转置型 138

5.4 FIR滤波器的基本结构 139

5.5　格型结构 147

5.6　MATLAB实现 148

5.7　习题 150

第6章　IIR数字滤波器设计 152

6.1　基本概念 152

6.1.1　数字滤波器和模拟滤波器 152

6.1.2　滤波器的指标 152

6.1.3　数字滤波器的设计原则 155

6.2　模拟滤波器的设计 156

6.2.1　模拟LPF设计指标 157

6.2.2　巴特沃斯低通滤波器设计 157

6.2.3　切比雪夫低通滤波器设计 160

6.2.4　模拟滤波器的频率变换 164

6.3　IIR LPF设计：脉冲响应不变法 167

6.3.1　一般数字滤波器的设计思想 167

6.3.2　脉冲响应不变法的变换思想及方法 168

6.3.3　脉冲响应不变法的映射关系及特点 169

6.4　IIR LFF设计：双线性变换法 171

6.4.1　双线性变换的一般变换关系 171

6.4.2　间接法设计数字LPF时T的选择 173

6.4.3　双线性变换法、脉冲响应不变法的比较 173

6.5 IIR HPF、BPF、BSF设计 173

6.5.1　设计思路 173

6.5.2　频率变换法设计数字高通滤波器 178

6.5.3　z平面变换法 179

6.6　IIR滤波器直接设计法 180

6.7 IIR滤波器设计应用实例（MATLAB分析） 181

6.7.1　模拟低通滤波器设计 181

6.7.2　模拟-数字滤波器转换 183

6.7.3　数字滤波器应用实例 186

6.8　习题 189

第7章　FIR滤波器的设计 191

7.1　FIR滤波器的线性相位条件和特点 191

7.2　窗函数法设计FIR滤波器 195

7.2.1　窗函数技术 195

7.2.2　窗函数法的应用 199

7.3　频率取样法 203

7.4　优化技术设计 208

7.4.1　优化准则 208

7.4.2　线性相位FIR滤波器的Chebyshev最优逼近 208

7.5 IIR和FIR滤波器的比较 213

7.6 FIR滤波器的MATLAB仿真实现 214

7.6.1 窗函数法设计FIR滤波器的实现 214

7.6.2　频率取样法设计FIR滤波器的实现 216

7.6.3　FIR滤波器的优化设计的实现 216

7.6.4　均衡器的FIR实现 216

7.7 习题 217

第8章　数字信号处理器应用实现 220

8.1 引言 220

8.2　DSP芯片 220

8.2.1　DSP芯片的特点 220

8.2.2　TI的DSP芯片 221

8.2.3　DSP芯片的开发工具 225

8.2.4　DSP芯片的选型 227

8.3　DSP系统设计 228

8.4　DSP实现与应用实例 229

8.4.1　DSP编程方法简介 229

8.4.2　典型算法在C5509上的C语言实现 237

参考答案 247

参考文献 257