数字信号处理基础 第3版PDF电子书下载

第1章 数字信号处理概述（绪论） 1

1.1信号的分类 1

1.2数字信号处理 2

1.3数字信号处理的优越性 2

1.4数字信号处理的3种方式 4

1.5数字信号处理的两大方法 4

第2章 离散系统的性质和离散信号的变换 5

2.1抽样和内插 5

2.1.1抽样 5

2.1.2内插 10

2.2离散时间信号 13

2.2.1离散时间信号序列 13

2.2.2常用序列 14

2.3离散系统及其线性和时不变性 16

2.3.1离散系统的定义及其单位抽样响应 16

2.3.2离散系统的线性 17

2.3.3离散系统的时不变性 18

2.3.4线性时不变系统 19

2.4离散信号的线性卷积 19

2.4.1离散线性卷积的定义 19

2.4.2离散线性卷积的计算 20

2.5离散系统的因果性和稳定性 22

2.5.1因果性 22

2.5.2稳定性 23

2.6离散信号的傅里叶变换 24

2.6.1问题的提出 24

2.6.2傅里叶变换对的推导 25

2.6.3离散信号傅里叶变换的性质 27

2.6.4线性时不变系统的频率响应 29

2.7离散信号的z变换 30

2.7.1 z变换的定义及其收敛域 30

2.7.2 z变换的性质 32

2.7.3 z反变换 36

2.7.4 z变换与傅里叶变换的关系 44

2.8离散系统的差分方程、系统函数及其零极点 46

2.8.1离散系统的差分方程 46

2.8.2离散系统的系统函数 47

2.8.3系统函数的零极点 48

2.8.4线性时不变因果系统的稳定性 50

2.9 Matlab方法 52

2.9.1常用序列及序列运算的Matlab实现 52

2.9.2离散信号变换的Matlab实现 56

习题 62

第3章 离散傅里叶变换（DFT） 65

3.1离散傅里叶级数（DFS）及其性质 65

3.1.1周期序列DFS的推导 65

3.1.2 DFS的性质 70

3.2离散傅里叶变换（DFT）及其性质 76

3.2.1 DFT的导出 76

3.2.2 DFT的性质 77

3.3 z变换与DFT的关系 84

3.3.1由z变换得到DFT 84

3.3.2由DFT得到z变换 85

3.3.3频率分辨率 85

3.4用DFT求线性卷积 86

3.4.1循环卷积与线性卷积的关系 86

3.4.2用DFT求线性卷积 89

3.5分段卷积 90

3.5.1重叠相加法 90

3.5.2重叠保留法 93

3.6 Matlab方法 95

3.6.1利用Matlab计算信号的DFT和IDFT 95

3.6.2序列循环移位的Matlab实现 97

3.6.3循环卷积的Matlab实现 99

3.6.4利用DFT计算线性卷积的Matlab实现 99

3.6.5分段卷积的Matlab实现 101

习题 104

第4章 快速傅里叶变换（FFT） 108

4.1引言 108

4.1.1 DFT的矩阵表示及其运算量 108

4.1.2 WnkN因子的特性 109

4.2基2时间抽选的FFT算法 110

4.2.1算法推导 110

4.2.2算法特点 113

4.2.3关于FFT算法的计算机程序 114

4.3基2频率抽选的FFT算法 116

4.4快速傅里叶反变换 119

4.5线性调频z变换算法 121

4.5.1基本原理 121

4.5.2算法的要点 122

4.5.3算法的特点 125

4.6实序列的FFT的高效算法 126

4.6.1两个长度相同的实序列 126

4.6.2一个2N点的实序列 128

4.7 Matlab方法 128

4.7.1利用Matlab计算FFT 128

4.7.2用Matlab实现有限长序列的Chirp z变换 129

习题 133

第5章IIR数字滤波器的原理及设计 136

5.1滤波器概述 136

5.1.1数字滤波器与模拟滤波器 136

5.1.2两大类数字滤波器 136

5.1.3数字滤波器的设计步骤 137

5.2 IIR数字滤波器概述 138

5.2.1 IIR数字滤波器的差分方程和系统函数 138

5.2.2 IIR数字滤波器的设计方法 138

5.2.3借助于模拟滤波器的理论和方法的设计原理 139

5.3模拟低通滤波特性的逼近 139

5.3.1 Butterworth低通滤波特性的逼近 140

5.3.2 Chebyshev低通滤波特性的逼近 143

5.3.3 Cauer低通滤波特性简介 151

5.3.4 3种滤波器的比较 152

5.3.5滤波器图表法设计 153

5.4冲激响应不变法 155

5.4.1冲激响应不变法的变换方法 155

5.4.2模拟滤波器与数字滤波器的频率响应之间的关系 156

5.4.3 z平面与s平面的映射关系 157

5.5双线性变换法 160

5.5.1双线性变换关系的导出 160

5.5.2s平面与z平面的映射关系 163

5.5.3频率预畸变 163

5.5.4双线性变换法的特点 164

5.6数字滤波器的变换 165

5.7 IIR数字滤波器的优化设计 171

5.7.1误差判别准则 171

5.7.2最优化算法 175

5.8 Matlab方法 176

5.8.1利用Matlab实现模拟滤波器的设计 176

5.8.2冲激响应不变法的Matlab实现 182

5.8.3双线性变换法的Matlab实现 183

5.8.4用Matlab实现数字滤波器的设计 184

习题 190

第6章FIR数字滤波器的原理及设计 193

6.1 FIR数字滤波器的差分方程、冲激响应、系统函数及其零极点 193

6.2线性相位FIR滤波器 194

6.2.1恒延时滤波 194

6.2.2线性相位FIR滤波器满足的条件 194

6.2.3线性相位FIR滤波器的特性 197

6.3窗口法 202

6.3.1基本原理 202

6.3.2对频率响应的影响 203

6.3.3常用窗函数 206

6.3.4设计方法小结 210

6.4频率抽样法 214

6.5 FIR数字滤波器的优化设计 216

6.5.1切比雪夫等波纹逼近 216

6.5.2加权切比雪夫逼近 217

6.5.3 Remez交换算法 222

6.6 Matlab方法 225

6.6.1用Matlab进行基于窗函数的FIR数字滤波器的设计 225

6.6.2用Matlab进行等波纹FIR滤波器的设计 230

习题 235

第7章 数字滤波器的结构 238

7.1数字网络的信号流图 239

7.1.1信号流图及其有关概念 239

7.1.2解代数方程组求节点变量之值 240

7.1.3化简信号流图求系统函数 242

7.1.4 Mason公式 244

7.1.5信号流图的转置 246

7.2 IIR数字滤波器的结构 247

7.2.1直接型 247

7.2.2正准型 250

7.2.3级联型 251

7.2.4并联型 253

7.3 FIR数字滤波器的结构 254

7.3.1横截型 254

7.3.2级联型 256

7.3.3频率抽样型 257

7.4 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 261

7.5用Matlab实现数字滤波器的结构 262

7.5.1 IIR数字滤波器的结构实现 262

7.5.2 FIR数字滤波器的结构实现 265

习题 268

第8章 数字信号处理中的有限字长效应 272

8.1概述 272

8.1.1数字系统与有限字长效应 272

8.1.2关于数的表示 273

8.1.3量化误差 273

8.2 A/D变换的字长效应 274

8.2.1量化效应的统计分析 274

8.2.2线性时不变系统对量化噪声的响应 275

8.3乘积误差的影响 276

8.3.1 IIR滤波器中乘积误差的影响 276

8.3.2 FIR滤波器中乘积误差的影响 282

8.4系数的量化效应 283

8.5极限环振荡 285

习题 287

附录 290

A1常用的数学知识 290

A1.1傅里叶变换 290

A1.2特殊函数 291

A2 LTI系统因果性的充分必要条件的证明 295

A3复变函数中的一个积分的计算 296

A4双线性变换法s平面与z平面的映射关系推导 297

A5本书所用的符号、术语以及英文缩写词一览表 299

参考文献 301