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绪论 1

第1章 离散时间信号与系统 5

1.0引言 5

1.1离散时间信号 5

1.1.1序列的表示 5

1.1.2序列的运算 10

1.2连续时间信号的采样 11

1.2.1连续信号的采样过程 11

1.2.2具有低通型频谱连续的信号的采样 12

1.2.3具有带通型频谱的连续信号的采样 14

1.3离散时间系统 18

1.3.1系统的线性、时不变性、稳定性与因果性 19

1.3.2离散时间系统的差分方程描述 19

1.3.3离散时间系统的状态方程描述 20

1.4离散时间系统的时域分析 22

1.4.1离散线性时不变系统的单位样值响应 22

1.4.2线性卷积 23

1.4.3离散时间系统的MATLAB分析 25

习题一 26

第2章 离散时间信号与系统的频域分析 29

2.1引言 29

2.2序列的傅立叶变换 29

2.2.1 DTFT定义和性质 29

2.2.2周期序列及其傅立叶级数表示 33

2.2.3序列的周期卷积 35

2.3序列的Z变换 36

2.3.1 Z变换定义 37

2.3.2逆Z变换 38

2.3.3 Z变换的性质与Parseval定理 39

2.4 Z变换的应用 41

2.4.1离散系统的系统函数 41

2.4.2系统的零极点及频率响应特性 42

习题二 44

第3章 离散傅立叶变换及其应用 46

3.1引言 46

3.2离散傅立叶变换 46

3.2.1 DFT定义 46

3.2.2 DFT性质 50

3.2.3频率域采样 56

3.2.4循环卷积定理 59

3.3快速傅立叶变换FFT 62

3.3.1减少运算量的思路 62

3.3.2基2-FFT算法 63

3.3.3 N为组合数的FFT算法 69

3.3.4 Chirp-Z变换 71

3.4离散傅立叶变换的实际应用问题 73

3.4.1频谱泄漏（leakage） 73

3.4.2分辨率及补零方法 75

3.4.3 DFT的处理增益 77

3.5快速傅立叶变换FFT典型用法 79

3.5.1 IDFT的快速算法 79

3.5.2实数序列的FFT 79

3.5.3线性卷积的FFT计算 81

3.5.4相关函数的FFT计算 84

3.5.5用FFT计算二维离散的傅立叶变换 87

习题三 88

第4章 无限长单位脉冲响应数字滤波器设计 94

4.1数字滤波器的基本概念 94

4.1.1数字滤波器的分类 94

4.1.2数字滤波器的技术指标 95

4.1.3数字滤波器设计方法概述 96

4.2模拟滤波器的设计 97

4.2.1模拟低通滤波器的技术指标及逼近方法 97

4.2.2巴特沃兹滤波器 98

4.2.3切比雪夫滤波器 104

4.2.4椭圆滤波器（考尔滤波器） 107

4.2.5模拟高通、带通、带阻滤波器设计 108

4.3利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器 113

4.3.1脉冲响应不变法 114

4.3.2双线性变换法 117

4.3.3用MATLAB实现模拟滤波器变换到IIR数字滤波器 120

4.4从模拟低通原型到各种数字滤波器的频率变换 121

4.4.1低通变换 121

4.4.2高通变换 126

4.4.3带通变换 129

4.4.4带阻变换 133

4.4.5 MATLAB中直接设计IIR数字滤波器的函数介绍 134

习题四 138

第5章 有限长单位脉冲响应数字滤波器的设计 140

5.1线性相位FIR数字滤波器的特性 140

5.1.1线性相位的条件 140

5.1.2线性相位FIR滤波器的幅度特性 141

5.1.3线性相位FIR滤波器的零点特性 146

5.2窗函数设计法 147

5.2.1矩形窗函数设计法 148

5.2.2几种常用的窗函数 151

5.2.3窗函数法设计举例 155

5.3频率采样法 160

5.3.1设计方法 160

5.3.2逼近误差 161

5.3.3 MATLAB辅助设计 165

5.4 FIR数字滤波器的最优化设计 168

5.4.1最优设计准则 169

5.4.2切比雪夫最佳一致逼近 170

5.5 IIR与FIR数字滤波器的比较 175

5.6 MATLAB中的滤波器设计工具FDATool 176

5.6.1 FDATool使用环境介绍 176

5.6.2利用FDATool设计数字滤波器 179

5.6.3 FDATool的设计数据输出 180

习题五 183

第6章 数字信号处理系统的实现 186

6.1数字滤波器的网络结构 186

6.1.1数字网络的信号流图表示 186

6.1.2 IIR数字滤波器的结构 188

6.1.3 FIR数字滤波器网络结构 191

6.2数字信号处理中的量化效应 196

6.2.1量化噪声 196

6.2.2 A/D变换的量化效应 198

6.2.3量化噪声通过线性系统 199

6.2.4有限字长运算对数字滤波器的影响 200

6.2.5系数量化对滤波器特性的影响 204

习题六 208

第7章 多采样率信号处理 210

7.1采样率降低 210

7.2采样率提高 215

7.3抽取与内插的FIR结构 218

7.3.1抽取的FIR结构 219

7.3.2内插的FIR结构 220

7.4采样率变换在A/D和D/A转换器中的应用 221

7.4.1过采样A/D和D/A转换器 221

7.4.2噪声抑制技术 222

7.5正交镜像滤波器组 225

7.5.1正交镜像滤波器组 226

7.5.2基于FIR滤波器的QMF公共低通滤波器设计 228

7.6树状结构滤波器组 230

7.6.1倍频程分隔的分析滤波器组 230

7.6.2倍频程分隔的综合滤波器组 232

7.6.3两通道PR QMF滤波器组的MATLAB设计 232

习题七 235

第8章 实验教程 237

8.1实验一 时域离散信号与系统分析 237

8.1.1实验目的 237

8.1.2实验原理与方法 237

8.1.3实验内容 239

8.1.4思考题 240

8.1.5部分参考程序（MATLAB语言） 240

8.2实验二 离散傅立叶变换及其应用 241

8.2.1实验目的 241

8.2.2实验原理与前期准备 241

8.2.3实验内容 242

8.2.4思考题 243

8.2.5部分参考程序 243

8.3实验三IIR数字滤波器设计 250

8.3.1实验目的 250

8.3.2实验原理与方法 250

8.3.3实验内容 252

8.3.4思考题 252

8.3.5参考程序（MATLAB语言） 253

8.4实验四FIR数字滤波器设计 256

8.4.1实验目的 256

8.4.2实验原理与方法 256

8.4.3实验内容 258

8.4.4思考题 258

8.4.5实验参考程序（MATLAB语言 259

8.5 MATLAB数字信号处理基础 263

8.5.1数组（序列） 263

8.5.2向量及其生成 265

8.5.3运算符和特殊字符 266

8.5.4 MATLAB语言结构 267

8.5.5常用函数 268

8.5.6 MATLAB绘图 270

8.5.7 MATLAB程序设计 273

参考文献 280