信号处理 模拟与数字信号、系统及滤波器 原书第3版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 系统理论概念 1

1.2 信号处理方法概述 3

第2章 模拟信号 11

2.1 信号分类 11

2.1.1 连续信号与离散信号的区分 11

2.1.2 确定性信号与随机信号的区分 12

2.1.3 能量信号与功率信号的区分 13

2.2 傅里叶级数（FR） 14

2.2.1 引言 14

2.2.2 正弦／余弦表示 16

2.2.3 绝对值／相位表示 16

2.2.4 复数表示 17

2.2.5 功率信号的帕塞瓦尔（Parseval）定理 19

2.3 傅里叶变换（FT） 22

2.3.1 幅值密度谱的推导 22

2.3.2 卷积 25

2.3.3 采用δ函数计算 27

2.3.4 周期性信号的傅里叶变换 30

2.3.5 傅里叶变换的特性 33

2.3.6 能量信号的帕塞瓦尔（Parseval）定理 40

2.3.7 若干傅里叶变换对应关系列表 41

2.4 拉普拉斯变换（LT） 42

2.4.1 怎么还有其他的变换 42

2.4.2 拉普拉斯变换的定义及其与傅里叶变换的关系 43

2.4.3 拉普拉斯变换的特性 45

2.4.4 拉普拉斯逆变换 49

2.4.5 若干拉普拉斯变换对应关系列表（单边变换） 50

第3章 模拟系统 51

3.1 模拟系统分类 51

3.1.1 线性 51

3.1.2 时不变性 53

3.1.3 因果性系统和确定性系统 54

3.1.4 无记忆系统和动态系统 54

3.1.5 稳定性 54

3.2 脉冲响应 55

3.3 频率响应特性和传递函数 56

3.4 阶跃响应 60

3.5 因果性系统 62

3.6 极点和零点 63

3.6.1 引言 63

3.6.2 幅值响应特性、相位响应特性和群时延 64

3.6.3 伯德图 68

3.6.4 特殊系统 70

3.6.4.1 最小相位系统 70

3.6.4.2 全通滤波器 72

3.6.4.3 二端网络函数 74

3.6.4.4 多项式滤波器 74

3.6.5 时间域中的系统特性 75

3.6.6 各种类型滤波器的PN图 77

3.6.6.1 低通滤波器 77

3.6.6.2 高通滤波器 77

3.6.6.3 带通滤波器 77

3.6.6.4 带阻滤波器 77

3.6.6.5 全通滤波器 77

3.6.7 实现可能性 78

3.7 定标 78

3.8 系统描述概述 80

3.8.1 引言 80

3.8.2 “友好的”系统：线性、稳定、时不变并采用集总元件 81

3.8.3 “讨厌的”系统 83

3.8.4 系统方程的确定 83

第4章 模拟滤波器 87

4.1 引言 87

4.2 理想低通滤波器的逼近 94

4.2.1 引言 94

4.2.2 巴特沃斯逼近 95

4.2.3 切比雪夫-Ⅰ逼近 97

4.2.4 贝塞尔逼近 99

4.2.5 切比雪夫-Ⅱ逼近和考尔逼近 100

4.2.6 临界阻尼滤波器 100

4.3 频率变换 101

4.3.1 低通滤波器 101

4.3.2 高通滤波器 101

4.3.3 带通滤波器 102

4.3.4 带阻滤波器 106

4.3.5 全通滤波器 106

4.4 有源滤波器的实际实现 107

4.4.1 采用级联结构表示 107

4.4.2 确定系数 108

4.4.3 标度 108

4.4.4 基本电路 110

4.4.4.1 一阶多项式低通滤波器 111

4.4.4.2 二阶多项式低通滤波器 111

4.4.4.3 一阶高通滤波器 111

4.4.4.4 二阶高通滤波器 111

4.4.4.5 二阶带通滤波器 112

4.4.4.6 二阶带阻滤波器／椭圆基本元件 112

4.4.4.7 一阶全通滤波器 112

4.4.5 多项式低通滤波器的表格 113

4.4.5.1 巴特沃斯低通滤波器 113

4.4.5.2 贝塞尔低通滤波器 113

4.4.5.3 切比雪夫-Ⅰ低通滤波器 113

4.4.5.4 临界阻尼低通滤波器 114

第5章 数字信号 115

5.1 引言 115

5.2 采样信号傅里叶变换（FTA） 117

5.2.1 引言 117

5.2.2 理想的信号采样 118

5.2.3 采样信号的频谱 119

5.2.4 采样定理 122

5.2.5 带通滤波器信号的采样 124

5.2.6 采样信号的重构（“D/A转换”） 125

5.3 离散傅里叶变换（DFT） 127

5.3.1 离散傅里叶变换的推导 127

5.3.2 与复数傅里叶级数的关联性 129

5.3.3 离散傅里叶变换的特性 132

5.3.4 快速傅里叶变换（FFT） 134

5.3.5 实数时间序列频谱中的冗余 137

5.4 实用的频率分析方法 140

5.4.1 方法概述 140

5.4.2 采用离散傅里叶变换／快速傅里叶变换的频谱分析 140

5.4.2.1 周期性信号 141

5.4.2.2 准周期性信号 142

5.4.2.3 非周期性稳态功率信号 152

5.4.2.4 非稳态功率信号 152

5.4.2.5 瞬态信号 153

5.4.2.6 小结 154

5.4.3 频率响应特性测量 155

5.5 离散卷积 155

5.6 z变换（ZT） 156

5.6.1 z变换的定义 156

5.6.2 与拉普拉斯变换和采样信号傅里叶变换的关系 159

5.6.3 z变换的特性 161

5.6.4 z逆变换 163

5.6.5 若干z变换对应关系列表 164

5.7 信号变换概述 165

5.7.1 哪种变换用于哪种信号 165

5.7.2 各种变换的特性 166

第6章 数字系统 170

6.1 引言 170

6.2 差分方程 174

6.3 脉冲响应 175

6.4 频率响应特性和z传递函数 178

6.5 阶跃响应 181

6.6 极点和零点 181

6.7 结构和框图 183

6.8 模拟系统的数字仿真 188

6.9 系统概述 190

6.10 幅值量化的影响 192

6.10.1 引言 192

6.10.2 A/D转换时的量化 192

6.10.3 滤波器系数的量化 194

6.10.4 计算结果的量化 195

6.10.5 矢量量化 197

6.11 数字系统的实现 198

6.11.1 信号放大变换器 198

6.11.1.1 采样-保持电路（S＆H） 198

6.11.1.2 A/D转换器（ADC） 199

6.11.1.3 D/A转换器（DAC） 200

6.11.2 处理单元 200

6.11.2.1 硬件 201

6.11.2.2 微型计算机和微控制器 201

6.11.2.3 数字信号处理器（DSP） 201

6.11.2.4 软件开发 203

第7章 数字滤波器 207

7.1 无限脉冲响应（IIR）滤波器 207

7.1.1 引言 207

7.1.2 脉冲不变的设计方案 209

7.1.3 采用双线性变换的设计方案 215

7.1.4 z域中的频率变换 220

7.1.5 z域中的直接设计方案 220

7.1.6 具有线性相位响应特性的滤波器 221

7.2 有限脉冲响应（FIR）滤波器 226

7.2.1 引言 226

7.2.2 线性相位有限脉冲响应滤波器的四种类型 227

7.2.3 时间窗口法 230

7.2.4 频率采样 237

7.2.5 在z域中的综合 237

7.2.6 线性相位高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的综合 238

7.3 一个数字滤波器的实现 242

7.3.1 有限脉冲响应滤波器与无限脉冲响应滤波器的对比 242

7.3.2 滤波器开发方案 243

7.3.3 其他滤波器类型 244

7.4 具有多个采样率的系统 244

7.4.1 引言 244

7.4.2 间取采样 245

7.4.3 内插补 247

7.4.4 采样频率的有理数改变 248

附录 250

附录A 关于继续工作的提示 250

附录B 公式中的符号 251

附录C 中英文缩略语对照 252

参考文献 254