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绪论 1

0.1信号的定义及分类 1

0.1.1连续时间信号与离散时间信号 1

0.1.2能量信号与功率信号 2

0.1.3确定性信号与随机信号 2

0.2信号分析与处理系统简介 3

0.3信号分析与处理的目的和内容 4

0.4信号分析与处理的发展和应用 5

0.5MATLAB简介 6

第1章 连续时间信号分析 7

1.1连续时间信号的时域分析 7

1.1.1连续信号的时域描述 7

1.1.2连续信号的基本运算 13

1.1.3连续信号的时域分解 16

1.1.4连续信号的卷积 18

1.2周期信号的频率分解 21

1.2.1周期信号的描述 21

1.2.2傅里叶级数 22

1.2.3周期信号的频域分析 26

1.2.4傅里叶级数的性质 28

1.3非周期信号的频谱 32

1.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换 32

1.3.2傅里叶变换的性质 35

1.4连续时间信号的复频域分析 40

1.4.1拉普拉斯变换 40

1.4.2拉普拉斯变换的性质 43

1.4.3系统函数 44

1.5连续信号的相关分析 44

1.5.1相关函数的定义 45

1.5.2相关与卷积的关系 46

1.5.3相关定理 46

1.6与本章内容有关的MATLAB函数 47

小结 54

习题和上机练习 54

参考文献 57

第2章 离散时间信号分析 58

2.1离散时间信号 58

2.1.1序列的表示 58

2.1.2序列的运算 62

2.2采样定理及其实现 65

2.2.1采样过程 66

2.2.2采样定理 66

2.2.3频率混叠 69

2.2.4采样方式 70

2.3离散时间信号的相关分析 72

2.3.1离散时间信号的相关分析 72

2.3.2离散时间信号的互相关函数 73

2.4离散时间信号的z域分析 74

2.4.1 z变换及其收敛域 74

2.4.2 z反变换 77

2.4.3 z变换的性质 78

2.5离散系统描述与分析 79

2.5.1离散系统的数学模型 79

2.5.2差分方程的描述 80

2.5.3离散卷积的描述 81

2.6物理可实现系统 82

2.6.1因果系统 82

2.6.2稳定系统 83

2.6.3物理可实现系统的定义 84

2.7与本章内容有关的MATLAB函数 85

小结 88

习题和上机练习 89

参考文献 91

第3章 离散傅里叶变换和快速傅里叶变换 92

3.1连续时间信号的傅里叶变换 92

3.1.1时间连续频率离散的傅里叶变换 92

3.1.2时间连续频率连续的傅里叶变换 92

3.2离散傅里叶变换及性质 93

3.2.1序列的傅里叶变换 93

3.2.2离散傅里叶变换 98

3.2.3离散傅里叶变换的性质 106

3.2.4离散傅里叶变换在应用中的问题 114

3.3快速傅里叶变换 116

3.3.1 FFT的基本思想 116

3.3.2时间抽取基-2FFT算法 117

3.3.3频率抽取基-2FFT算法 119

3.3.4快速傅里叶逆变换 121

3.3.5快速傅里叶变换的应用 122

3.4与本章内容有关的MATLAB函数 124

小结 125

习题和上机练习 126

参考文献 128

第4章 数字滤波器的设计 129

4.1滤波器概述 129

4.1.1基本原理 129

4.1.2滤波器的分类 130

4.1.3滤波器的技术要求 131

4.2典型模拟滤波器的设计 132

4.2.1巴特沃斯低通滤波器 133

4.2.2切比雪夫低通滤波器 135

4.2.3模拟滤波器的频率变换 138

4.3 IIR数字滤波器的设计 140

4.3.1 IIR滤波器设计的基本条件 140

4.3.2双线性变换法 141

4.3.3用频率变换法设计其他类型的数字滤波器 144

4.4 FIR数字滤波器的设计 147

4.4.1 FIR滤波器的特性 147

4.4.2 FIR滤波器设计的窗口法 151

4.4.3 FIR滤波器设计的切比雪夫逼近法 158

4.5滤波器设计中的实际问题 161

4.5.1模拟滤波器与数字滤波器 161

4.5.2简单形式的滤波器 162

4.5.3 FIR与IIR滤波器 164

4.6与本章内容有关的MATLAB函数 165

4.6.1与IIR数字滤波器设计相关的MATLAB函数 165

4.6.2与FIR数字滤波器设计相关的MATLAB函数 167

小结 170

习题和上机练习 171

参考文献 172

第5章 随机信号分析 174

5.1随机信号简介 174

5.1.1平稳随机过程 174

5.1.2各态遍历随机过程 175

5.1.3非平稳随机过程 176

5.2随机信号的相关分析 176

5.2.1随机信号的自相关函数及其应用 176

5.2.2随机信号的互相关函数及其应用 183

5.3随机信号的功率谱估计 189

5.3.1随机信号的功率谱密度 189

5.3.2功率谱密度的性质 191

5.3.3功率谱密度与自相关函数的关系 191

5.3.4功率谱估计的方法 195

5.3.5功率谱估计的应用 198

5.3.6互谱密度及其估计 202

5.4谱估计中的几个问题 204

5.4.1数据预处理 204

5.4.2频谱泄漏与窗函数 205

5.4.3谱估计的基本步骤 209

5.4.4频谱校正方法 209

5.5平稳随机信号通过线性系统[3] 211

5.6与本章内容有关的MATLAB函数 213

小结 215

习题和上机练习 215

参考文献 217

第6章 总结和应用 218

6.1总结 218

6.1.1主要内容 218

6.1.2信号分类 218

6.1.3数据采集 218

6.1.4傅里叶变换 220

6.1.5频域分析 220

6.1.6时域分析 221

6.1.7数字滤波器设计 222

6.2应用 222

6.2.1频率测量 223

6.2.2幅值测量 226

6.2.3相位差测量 230

小结 234

参考文献 235

部分习题答案和提示 236

附录A 常用信号的傅里叶变换 247

附录B 常用信号的拉普拉斯变换 248

附录C 常用序列的z变换 249

附录D z变换的主要性质 250