数字信号处理PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　数字信号处理的发展历史 2

1.2　数字信号处理系统的基本组成 4

1.3　数字信号处理的简要特点 4

1.4　数字信号处理的应用领域 5

1.5　数字信号处理与MATLAB的关系 6

小结 6

习题 7

第2章 离散时间信号与离散时间系统 8

2.1　离散时间信号 10

2.1.1 离散时间信号的数学表示 10

2.1.2　典型的离散时间信号——序列 10

2.2　离散时间信号的运算 14

2.3　离散时间系统 16

2.3.1　离散时间系统的线性 16

2.3.2 离散时间系统的时不变性 17

2.3.3　离散时间系统的因果性和稳定性 17

2.4　离散时间系统分析——差分方程 18

2.4.1　离散时间系统的描述 18

2.4.2　常系数线性差分方程的求解方法 19

2.5　综合实例 22

小结 26

习题 26

第3章　z变换及离散系统的频域分析 29

3.1　z变换 31

3.1.1　z变换的定义 31

3.1.2　z变换的收敛域 31

3.2　z反变换 36

3.2.1 留数法 36

3.2.2　幂级数法 39

3.2.3　部分分式法 40

3.3　z变换的性质和定理 42

3.4　z变换与拉普拉斯变换和傅里叶变换的关系 47

3.4.1　z变换与拉普拉斯变换的关系 47

3.4.2　z变换与傅里叶变换的关系 48

3.5　序列的傅里叶变换及性质 48

3.5.1　序列的傅里叶变换 48

3.5.2　序列傅里叶变换的性质 49

3.5.3 序列傅里叶变换的对称性 51

3.6　离散系统的频域分析 54

3.6.1　系统函数 54

3.6.2　系统函数和差分方程 54

3.6.3　因果稳定系统 55

3.6.4 系统频率响应的几何确定法 56

3.7　综合实例 58

小结 60

习题 60

第4章 离散傅里叶变换及其快速算法 64

4.1　傅里叶变换的几种形式 66

4.1.1　连续非周期时间信号的傅里叶变换 66

4.1.2　连续周期时间信号的傅里叶变换 67

4.1.3 离散非周期时间信号的傅里叶变换 67

4.1.4　离散周期时间信号的傅里叶变换 68

4.2　周期序列的离散傅里叶级数 69

4.2.1　离散傅里叶级数的导出 69

4.2.2　离散傅里叶级数的性质 72

4.3　离散傅里叶变换 76

4.4　离散傅里叶变换的性质 79

4.4.1　线性 79

4.4.2　循环移位 80

4.4.3　循环卷积 82

4.4.4　线性卷积与循环卷积之间的关系 85

4.4.5　共轭对称性 87

4.4.6　DFT与z变换的关系 89

4.4.7　DFT形式下的帕斯瓦尔定理 89

4.5 利用DFT对连续信号进行谱分析 90

4.6　快速傅里叶变换 91

4.6.1 直接计算DFT的运算量 91

4.6.2　改进途径 92

4.6.3　按时间抽取的基—2FFT算法 92

4.6.4　按频率抽取的基—2FFT算法 99

4.6.5 N为组合数的FFT和基—4FFT 102

4.6.6 Chirp—z变换 107

4.7　FFT的应用 112

4.7.1 用FFT计算IDFT 112

4.7.2 实数序列的FFT 112

4.7.3 线性卷积的FFT算法 113

4.7.4 用FFT计算相关函数 118

4.8　综合实例 120

小结 123

习题 123

第5章　模拟滤波器的设计 126

5.1　模拟滤波器的逼近 129

5.2　巴特沃斯滤波器 131

5.3　切比雪夫滤波器 137

5.4　椭圆滤波器 141

5.5　综合实例 143

小结 146

习题 146

第6章　IIR数字滤波器的设计 148

6.1　根据模拟滤波器设计IIR数字滤波器 152

6.1.1　脉冲响应不变法 152

6.1.2　双线性变换法 158

6.2　IIR数字滤波器的最优化设计法 168

6.3　设计IIR数字滤波器的频率变换法 169

6.3.1 低通变换 170

6.3.2　高通变换 175

6.3.3　带通变换 179

6.3.4　带阻变换 183

6.4　综合实例 186

小结 189

习题 190

第7章 FIR数字滤波器的设计 192

7.1 FIR数字滤波器的线性相位特性 194

7.1.1　线性相位的定义 194

7.1.2　线性相位的条件 194

7.2 幅度特性 197

7.2.1　h（n）偶对称，N为奇数 197

7.2.2　h（n）偶对称，N为偶数 199

7.2.3　h（n）奇对称，N为奇数 201

7.2.4　h（n）奇对称，N为偶数 202

7.3　零点特性 204

7.3.1　零点的对称性 204

7.3.2　零点对称的4种情况 205

7.4　窗口函数法设计FIR数字滤波器 207

7.4.1　窗函数法设计FIR数字滤波器的基本思想 207

7.4.2　常用的窗函数 212

7.5　频率采样法 218

7.5.1　频率采样法的基本原理 219

7.5.2　用频率采样法设计线性相位滤波器的约束条件 220

7.6　IIR和FIR数字滤波器的性能综合比较 221

7.7　综合实例 222

小结 226

习题 226

第8章　数字滤波系统的网络结构与分析 228

8.1　数字滤波器的结构表示 230

8.2　FIR数字滤波器的网络结构形式 231

8.2.1　直接型 231

8.2.2　级联型 232

8.2.3　线性相位型 234

8.2.4　频率采样型 236

8.3　IIR数字滤波器的结构 241

8.3.1　IIR数字滤波器的特点 241

8.3.2　直接Ⅰ型 241

8.3.3　直接Ⅱ型 242

8.3.4　级联型 243

8.3.5　并联型 245

8.4　数字滤波器的格型结构 247

8.4.1　全零点滤波器的格型结构 247

8.4.2　全极点滤波器的格型结构 248

8.4.3　零极点滤波器的格型结构 249

8.5　综合实例 250

小结 252

习题 252

第9章　数字信号处理中的有限字长效应 255

9.1 二进制的表示及其对量化的影响 257

9.1.1　定点二进制数 257

9.1.2　浮点二进制数 258

9.1.3　定点制的量化误差 259

9.2　A/D转换的量化效应 261

9.2.1　量化效应的统计分析 261

9.2.2　量化信噪比与所需字长的关系 263

9.2.3　量化噪声通过线性系统 263

9.3　数字滤波器的系数量化效应 265

9.4　数字滤波器运算中的有限字长效应 265

9.4.1　IIR数字滤波器的有限字长效应 266

9.4.2　FIR数字滤波器的有限字长效应 269

9.5 FFT算法的有限字长效应 270

小结 274

习题 274

第10章　数字信号处理的应用 276

10.1　数字语音信号处理 277

10.1.1　语音信号的数字化 277

10.1.2　数字化语音信号的存储及加窗 278

10.1.3　语音信号数字处理中的短时分析技术 278

10.1.4　语音合成 279

10.1.5　语音识别 279

10.2　数字图像处理 280

10.2.1　数字图像处理基础 280

10.2.2　图像增强 281

10.3　综合实例 286

小结 289

习题 289

第11章　上机与实验 290

11.1　MATLAB基本操作 290

11.1.1　实验目的 290

11.1.2　实验原理 290

11.1.3　实验内容 291

11.1.4　实验分析 292

11.1.5　实验总结 292

11.2　典型离散信号及其MATLAB实现 292

11.2.1　实验目的 292

11.2.2　实验原理 292

11.2.3　实验内容 293

11.2.4　实验分析 294

11.2.5　实验总结 294

11.3 离散时间信号和离散时间系统 294

11.3.1　实验目的 294

11.3.2　实验原理 294

11.3.3　实验内容 295

11.3.4　实验分析 297

11.3.5　实验总结 297

11.4　离散时间信号的频域分析 297

11.4.1　实验目的 297

11.4.2　实验原理 297

11.4.3　实验内容 298

11.4.4　实验分析 300

11.4.5　实验总结 300

11.5 离散傅里叶变换及其快速算法 300

11.5.1　实验目的 300

11.5.2　实验原理 300

11.5.3　实验内容 300

11.5.4　实验分析 302

11.5.5　实验总结 302

11.6　IIR数字滤波器的设计 302

11.6.1 实验目的 302

11.6.2　实验原理 303

11.6.3　实验内容 303

11.6.4　实验分析 304

11.6.5　实验总结 304

11.7　FIR数字滤波器的设计 304

11.7.1　实验目的 304

11.7.2　实验原理 304

11.7.3　设计指标 305

11.7.4　实验要求 305

11.7.5　调试及结果测试 306

11.7.6　实验报告要求 306

11.7.7　思考题 306

参考文献 307