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绪论 1

0.1 数字信号处理的基本概念 1

0.2 数字信号处理系统及其实现 2

0.3 数字信号处理的基本内容 3

0.4 数字信号处理的特点及其应用 4

第1章 时域离散信号与系统 7

1.1 引言 8

1.2 离散时间信号与离散信号的运算 8

1.2.1 时域离散信号的表示 9

1.2.2 序列的基本运算 10

1.2.3 常用的离散序列以及任意序列和单位采样序列间的关系 16

1.3 时域离散系统 21

1.3.1 线性系统 21

1.3.2 时不变系统 22

1.3.3 线性移不变（LSI）系统的单位采样响应 24

1.3.4 因果系统 26

1.3.5 稳定系统 26

1.4 线性离散系统的时域描述与MATLAB求解 28

1.4.1 线性常系数差分方程 28

1.4.2 线性常系数差分方程的求解 28

1.4.3 MATLAB求解差分方程 30

1.5 连续时间系统的采样 31

1.5.1 理想采样 32

1.5.2 理想采样的恢复 35

1.5.3 实际采样 36

本章小结 37

习题 37

第2章 时域离散信号与系统频域分析基础 40

2.1 引言 41

2.2 序列的z变换与连续信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 42

2.2.1 时域离散信号的z变换及其收敛域 42

2.2.2 序列的z变换与连续信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 48

2.3 离散时间傅里叶变换 50

2.4 离散时间傅里叶变换性质 52

2.5 离散信号与系统分析 55

2.5.1 系统的系统函数与频率特性 55

2.5.2 系统因果性与稳定性分析 56

2.5.3 零极点图辅助分析系统的频率特性 59

2.5.4 系统的输出响应 61

本章小结 64

习题 64

第3章 离散傅里叶变换及其快速算法 67

3.1 引言 68

3.2 周期序列的离散傅里叶级数变换及其性质 68

3.2.1 周期序列的离散傅里叶级数 68

3.2.2 离散傅里叶级数的性质 71

3.3 离散傅里叶变换的定义与物理意义 73

3.3.1 离散傅里叶变换的定义 73

3.3.2 离散傅里叶变换的物理意义 76

3.4 离散傅里叶变换的性质 77

3.5 DFT与序列的Z变换、DTFT以及DFS的关系 87

3.5.1 DFT与序列的傅里叶变换、Z变换的关系 87

3.5.2 DFT与DFS变换之间的关系 88

3.6 频域采样定理 89

3.7 快速傅里叶变换 93

3.7.1 直接计算DFT存在的问题以及改进途径 93

3.7.2 按时间抽选的基-2FFT算法 94

3.7.3 按频率抽选的基-2FFT算法 99

3.7.4 离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法 102

3.8 模拟信号的频谱分析 103

3.8.1 公式推导及参数选择 103

3.8.2 用DFT（FFT）对周期信号进行频谱分析 104

3.8.3 用DFT（FFT）对模拟信号进行频谱分析的误差 106

3.9 DFT的矩阵表示与DFT、FFT的MATLAB实现 108

3.9.1 DFT的矩阵表示 108

3.9.2 用MATLAB计算序列的DFT 109

本章小结 112

习题 112

第4章 数字滤波器的基本结构 115

4.1 引言 115

4.2 IIR数字滤波器的结构 116

4.3 FIR数字滤波器的结构 122

4.4 数字滤波器的格型结构 127

本章小结 131

习题 131

第5章 IIR数字滤波器的设计与MATLAB实现 134

5.1 引言 135

5.1.1 滤波器的概念 135

5.1.2 滤波器的技术指标 136

5.1.3 数字滤波器设计步骤及IIR滤波器的设计方法 137

5.2 模拟滤波器的设计 138

5.2.1 模拟巴特沃斯低通滤波器的特点与设计 139

5.2.2 切比雪夫低通滤波器 143

5.3 IIR数字滤波器的设计 149

5.3.1 冲激响应不变法设计IIR数字滤波器 150

5.3.2 双线性变换法设计IIR数字滤波器 154

5.4 频率变换法设计IIR数字滤波器 158

5.4.1 模拟域频带变换法设计IIR数字滤波器 159

5.4.2 数字域频带变换法设计IIR数字滤波器 166

5.5 IIR滤波器的MATLAB实现 169

本章小结 172

习题 172

第6章 FIR数字滤波器的设计与MATLAB实现 175

6.1 引言 176

6.2 线性相位滤波器的特点 176

6.2.1 线性相位的条件 176

6.2.2 线性相位FIR滤波器幅度函数的特点 179

6.2.3 线性相位FIR滤波器零点位置的分布特点 183

6.3 窗函数法设计FIR数字滤波器 184

6.3.1 设计方法 184

6.3.2 常用的窗函数 187

6.3.3 窗函数法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤 190

6.4 频率采样法设计FIR滤波器 193

6.4.1 设计方法 193

6.4.2 频率采样法设计线性相位滤波器的条件 194

6.4.3 频率采样法设计线性相位FIR滤波器的一般步骤 195

6.5 利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器 196

6.6 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 199

本章小结 200

习题 200

第7章 多采样率数字信号处理基础 202

7.1 引言 203

7.2 整数因子抽取 204

7.3 用整数I的插值——提高采样率 209

7.4 按照有理因子I/D的采样率的转换 211

7.5 采样率转换滤波器的高效实现方法及转换器的MATLAB实现 213

7.5.1 采样率转换FIR滤波器的高效实现方法 214

7.5.2 采样率转换系统的多级实现 216

7.5.3 采样率转换器的MATLAB实现 217

本章小结 218

习题 218

第8章 时域离散系统的实现与数字信号处理量化效应 221

8.1 引言 222

8.2 离散时间系统的实现 223

8.3 数字信号处理中的量化效应 224

8.3.1 量化及量化误差 225

8.3.2 A/D转换的量化效应 226

8.3.3 数字滤波器的系数量化效应 228

8.3.4 数字滤波器运算中的量化效应 231

8.4 快速傅里叶变换FFT算法的有限字长效应 235

8.4.1 DFT变换中有限字长效应分析 235

8.4.2 定点FFT计算中有限字长效应的分析 237

8.4.3 系数量化对FFT的影响 238

本章小结 240

习题 240

第9章 DSP原理与应用开发基础 243

9.1 引言 243

9.2 DSP系统的基本组成 244

9.3 DSP芯片与其体系结构 245

9.3.1 DSP芯片概述 245

9.3.2 DSP芯片体系结构 246

9.4 DSP系统设计基础 249

9.4.1 技术参考资料与相关源码的获取 249

9.4.2 DSP型号的选择 250

9.4.3 DSP系统开发流程 252

9.4.4 软件开发 254

9.5 DSP集成开发环境 255

9.5.1 DSP集成开发环境概述 255

9.5.2 CCS3.3的安装和设置 256

本章小结 257

习题 257

附录 MATLAB信号处理工具箱函数 259

参考文献 263