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绪论 1

第1章 离散时间信号与离散时间系统 3

1.1离散时间信号的基本概念 3

1.1.1离散信号概述 3

1.1.2典型离散信号 4

1.1.3离散信号的运算 7

1.2离散时间系统的概念 9

1.2.1线性系统 10

1.2.2时不变系统 10

1.3线性时不变系统的输入/输出关系 11

1.4线性时不变系统的频率响应 17

1.5常系数线性差分方程 17

1.5.1常系数线性差分方程的定义 17

1.5.2常系数线性差分方程的求解 18

1.6连续时间信号的抽样 21

1.6.1理想抽样 22

1.6.2实际抽样 25

1.6.3正弦抽样 26

1.7与本章内容有关的MATLAB文件 27

小结 30

习题 30

第2章 时域离散信号和系统的z域分析 33

2.1 Z变换的定义 33

2.2 Z变换的收敛域 33

2.3 Z变换的基本性质和定理 36

2.4逆Z变换 41

2.5利用Z变换解差分方程 45

2.6利用Z变换分析信号与系统的频域特性 46

2.6.1系统函数 46

2.6.2分析系统的因果性和稳定性 47

2.6.3频率响应的几何确定法 47

2.6.4无限长单位冲激响应系统与有限长单位冲激响应系统 51

2.7全通系统与最小相位系统 51

2.7.1全通系统 51

2.7.2最小相位系统 53

2.8与本章内容有关的MATLAB文件 54

小结 56

习题 57

第3章 傅里叶变换 59

3.1连续时间信号的傅里叶变换 59

3.1.1连续时间信号的傅里叶级数 59

3.1.2连续非周期信号的傅里叶变换 60

3.1.3傅里叶级数和傅里叶变换的区别与联系 62

3.2离散时间信号的傅里叶变换 63

3.2.1 DTFT的定义 63

3.2.2 DTFT的性质 64

3.2.3典型信号的DT T 68

3.3离散时间周期的信号的傅里叶级数 70

小结 71

习题 72

第4章 离散傅里叶变换 74

4.1周期序列 74

4.1.1周期离散信号的定义 74

4.1.2周期序列的循环移位 75

4.1.3序列的卷积 76

4.2周期序列的傅里叶级数及变换 80

4.2.1周期序列的傅里叶级数 80

4.2.2周期序列的傅里叶变换 81

4.3离散傅里叶变换的定义及物理意义 82

4.3.1 DFT的定义 82

4.3.2 DFT的物理意义 83

4.4离散傅里叶变换的基本性质 84

4.4.1 DFT的周期性 84

4.4.2 DFT的线性 85

4.4.3 DFT的时移和频移 85

4.4.4 DFT的圆卷积 85

4.4.5 DFT的共轭性 86

4.4.6 DFT的对称性 86

4.5频率域采样 89

4.6 DFT的应用 90

4.6.1用DFT计算卷积 90

4.6.2用DFT进行频谱分析 91

4.6.3用DFT进行频谱分析的误差 95

小结 97

习题 99

第5章 快速傅里叶变换 101

5.1快速傅里叶变换方法的引入 101

5.1.1 DFT的计算 101

5.1.2减少DFT计算量的方法 102

5.2时域抽取基2FFT算法 103

5.2.1时域抽取基2FFT算法原理 103

5.2.2基2FFT算法与直接计算DFT运算量的比较 106

5.2.3时域抽取基2FFT算法的运算规律及编程思想 107

5.3频域抽取基2FFT算法 109

5.3.1频域抽取基2FFT算法概述 109

5.3.2频域抽取基2FFT算法原理 110

5.4高效率计算DFT的方法的探讨 112

5.4.1进一步减少FFT的计算量 112

5.4.2利用DFT的对称性减少计算量 112

5.4.3根据计算条件提高运算速度 112

5.5离散傅里叶逆变换的FFT算法 113

5.6线性调频Z变换算法 114

5.6.1 Chirp-Z变换 115

5.6.2 Chirp-Z变换的计算 116

5.7典型FFT算法的MATLAB实现 117

5.7.1用MATLAB计算DFT和IDFT的方法 118

5.7.2典型FFT算法的MATLAB实现 119

小结 121

习题 122

第6章 数字滤波器的基本结构 123

6.1数字滤波器结构的表示方法 123

6.2 IIR滤波器的基本结构 124

6.3 FIR滤波器的基本结构 130

6.4数字滤波器的格型结构 135

6.4.1全零点系统的格型结构 136

6.4.2全极点系统的格型结构 139

6.4.3零极点系统的格型结构 142

6.5与本章内容有关的MATLAB文件 145

小结 146

习题 147

第7章HR数字滤波器设计 149

7.1滤波器基本概念 149

7.1.1滤波器的种类 149

7.1.2滤波器的技术指标 149

7.2模拟滤波器设计 151

7.2.1模拟低通滤波器的设计 151

7.2.2模拟高通、带通及带阻滤波器的设计 159

7.3用模拟滤波器设计IIR数字滤波器 163

7.3.1冲激响应不变法设计IIR数字滤波器 163

7.3.2双线性变换法设计IIR数字滤波器 166

7.4原型变换 168

7.4.1数字低通IIR滤波器的设计 168

7.4.2数字高通、带通及带阻IIR滤波器的设计 169

7.5与本章内容有关的MATLAB文件 178

小结 180

习题 180

第8章FIR数字滤波器的设计 183

8.1线性相位FIR数字滤波器的特点 183

8.2窗函数设计法 190

8.3利用频率采样法设计FIR滤波器 198

8.4 FIR型数字滤波器的优化设计 202

8.4.1切比雪夫（等纹波）逼近法 203

8.4.2线性相位FIR型数字滤波器四种形式的统一表示 205

8.5 FIR滤波器设计的MATLAB实现 207

小结 211

习题 213

第9章 多采样率数字信号处理 216

9.1采样率按整数因子减小 217

9.2采样率按整数因子增加 220

9.3采样率按非整数因子变化 224

9.4采样率转换滤波器的高效实现方法 225

9.4.1直接型FIR滤波器结构 225

9.4.2多相滤波器结构 229

9.5采样率转换器的MATLAB实现 232

第10章 数字信号处理中的有限字长效应 235

10.1二进制数的表示及其对量化的影响 235

10.1.1二进制数的表示方法 235

10.1.2二进制数的编码——原码、补码、反码 237

10.1.3量化方式——舍入与截尾 239

10.2 A/D变换的量化效应 240

10.2.1 A/D变换量化误差的统计分析 241

10.2.2白噪声（A/D变换的量化噪声）通过线性系统 243

10.3数字滤波器的系数量化效应 244

10.3.1系数量化对滤波器零、极点位置的影响 244

10.3.2系数量化效应的统计分析 247

10.4数字滤波器运算中的有限字长效应 248

10.4.1有限字长定点运算IIR滤波器的误差分析 248

10.4.2定点FIR滤波器的有限字长效应 249

10.5浮点运算数字滤波器和FFT算法中的有限字长效应 250

小结 253

习题 254

第11章 数字信号处理的硬件实现简介 256

11.1 DSP系统 257

11.1.1 DSP系统构成 257

11.1.2 DSP系统的特点 257

11.1.3 DSP系统的设计过程 258

11.1.4 DSP芯片的发展 259

11.1.5 DSP芯片的分类 261

11.1.6 DSP芯片的选择 262

11.1.7 DSP芯片的应用 264

11.2 DSP芯片的基本结构 264

11.2.1哈佛结构 265

11.2.2流水线操作 265

11.2.3专用的硬件乘法器 265

11.2.4特殊的DSP指令 266

11.2.5快速的指令周期 266

11.3 TT DSP芯片 266

11.3.1 TI定点DSP芯片 266

11.3.2 TI浮点DSP芯片 269

11.4其他DSP芯片简介 272

11.4.1 AD公司DSP芯片 272

11.4.2 AT&T公司DSP芯片 274

11.4.3 Motorola公司DSP芯片 274

小结 275

附录 部分MATLAB命令名称 276

参考文献 278