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绪论 1

第1章 时域离散信号与系统 4

1.1引言 4

1.2时域离散信号——序列 5

1.2.1序列的表示方法 5

1.2.2常用的典型序列 6

1.2.3序列的运算 10

1.3时域离散系统 11

1.3.1线性系统 11

1.3.2时不变系统 12

1.3.3线性时不变系统及其输入与输出之间的关系 13

1.3.4系统的因果性和稳定性 16

1.4时域离散系统的输入与输出描述——线性常系数差分方程 17

1.4.1线性常系数差分方程 18

1.4.2线性常系数差分方程的求解 18

1.5模拟信号的数字处理方法 20

1.5.1采样定理及A/D转换器 20

1.5.2从离散信号恢复出连续时间信号 22

本章小结 24

习题 24

第2章 时域离散信号与系统的频域分析 27

2.1序列的傅里叶变换的定义和性质 27

2.1.1序列的傅里叶变换的定义 27

2.1.2序列的傅里叶变换的性质 29

2.2周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换 35

2.2.1周期序列的离散傅里叶级数 35

2.2.2周期序列的傅里叶变换表示式 37

2.3离散信号的傅里叶变换与模拟信号的傅里叶变换 40

2.4序列的z变换 41

2.4.1 z变换的定义及收敛域 42

2.4.2逆z变换 46

2.4.3 z变换的性质和定理 54

2.5利用z变换分析信号和系统的频域特性 58

2.5.1传输函数和系统函数 58

2.5.2用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性 59

2.5.3利用系统的零、极点分布分析系统的频率特性 60

本章小结 66

习题 66

第3章 离散傅里叶变换 70

3.1离散傅里叶变换的基本问题 70

3.1.1 DFT和IDFT的定义 70

3.1.2 DFT与其他变换的关系 71

3.1.3 DFT和IDFT的矩阵表示 73

3.2离散傅里叶变换的性质 74

3.2.1 DFT的基本性质 74

3.2.2复共轭序列与共轭对称性 77

3.3频域采样与插值恢复 79

3.3.1频域采样及其影响 79

3.3.2频域插值与信号恢复 80

3.4 DFT基本应用及影响 81

3.4.1 DFT基本应用 81

3.4.2 DFT应用的影响 85

本章小结 87

习题 87

第4章 快速傅里叶变换 91

4.1直接计算DFT的问题及改进的途径 91

4.2基2FFT算法 93

4.2.1时域抽取法（DIT-FFT）基2FFT基本原理 93

4.2.2 DIT-FFT算法与直接计算DFT运算量的比较 96

4.2.3 DIT-FFT的运算规律及编程思想 97

4.2.4频域抽取法（DIF-FFT）基2FFT基本原理 100

4.2.5 IDFT的高效算法 104

4.3进一步减少运算量的措施 105

4.3.1多类蝶形单元运算 105

4.3.2旋转因子的生成 107

4.3.3实序列的FFT算法 107

本章小结 108

习题 108

第5章 无限长单位脉冲响应数字滤波器（llR DF）设计 109

5.1数字滤波器简介 109

5.1.1数字滤波器的基本概念 109

5.1.2数字滤波器设计简介 110

5.2典型模拟滤波器设计 112

5.2.1模拟滤波器指标与振幅平方函数 112

5.2.2典型模拟滤波器设计方法 115

5.3脉冲响应不变法设计IIRDF 120

5.3.1脉冲响应不变法设计思路 120

5.3.2脉冲响应不变法设计分析 121

5.4双线性变换法设计IIRDF 124

5.4.1双线性变换法设计思路 124

5.4.2双线性变换法设计分析 125

5.5其他类型数字滤波器设计 126

5.5.1基于模拟滤波器变换设计数字滤波器 127

5.5.2基于数字滤波器变换设计数字滤波器 132

本章小结 136

习题 137

第6章 有限长单位脉冲响应数字滤波器（FlR DF）设计 139

6.1线性相位FIR DF 139

6.1.1 FIR DF线性相位特性 140

6.1.2线性相位FIRDF幅度特性H（ω） 141

6.1.3线性相位FIRDF零点特性 144

6.2窗函数法设计FIRDF 144

6.2.1窗函数法设计思路 145

6.2.2窗函数法设计分析 145

6.2.3典型窗函数性能分析 147

6.2.4窗函数设计法应用举例 153

6.3频率采样法设计FIRDF 155

6.3.1频率采样法设计思路 155

6.3.2频率采样法设计分析 156

6.3.3频率采样法应用举例 158

6.4 FIR DF最优化设计法 159

6.4.1最优化设计法基本准则 159

6.4.2典型最优化设计法简介 160

6.5 IIR DF与FIR DF综合比较 164

本章小结 164

习题 165

第7章 数字系统的网络结构 168

7.1引言 168

7.2信号流图与数字信号处理的结构图 169

7.2.1信号流图的概念 169

7.2.2信号流图的表示方法 170

7.2.3信号流图、系统函数、梅森公式 170

7.2.4信号流图的转置及转置定理、结构图 173

7.3 FIR系统的结构 174

7.3.1 FIR系统的横截型结构 174

7.3.2 FIR系统的级联型结构 175

7.3.3 FIR系统的线性相移型结构 176

7.4 IIR系统的结构 178

7.4.1 IIR系统的直接型结构 178

7.4.2 IIR系统的级联型结构 181

7.4.3 IIR系统的并联型结构 183

7.4.4 FIR系统的频率采样型结构 184

7.5数字信号处理中的有限字长效应 187

7.5.1二进制数的表示及量化误差分析 188

7.5.2误差效应分析 191

7.5.3极限环振荡 203

7.6数字信号处理的软件实现 205

7.6.1结构图与软件实现过程的关系 206

7.6.2数字信号处理常用软件介绍 208

7.7数字系统的硬件实现 211

7.8 格型网络结构 217

7.8.1全零点系统的格型结构 218

7.8.2全极点系统的格型结构 221

7.8.3零极点系统的格型结构 223

本章小结 225

习题 225

第8章 其他类型的数字系统 228

8.1最小相位系统 228

8.2全通系统 230

8.3信号的抽取与插值——多采样率转换原理 236

8.3.1信号的抽取与插值 236

8.3.2采样率转换滤波器的高效率实现 243

8.3.3多采样率转换中的多相滤波器结构 246

本章小结 248

习题 248

第9章 数字信号处理的MATLAB实现 250

9.1MATLAB简介 250

9.1.1 MATLAB的集成开发环境 250

9.1.2常用的MATLAB函数 251

9.2离散时间信号和系统的MATLAB实现 254

9.2.1典型序列的MATLAB实现 254

9.2.2序列运算的MATLAB实现 257

9.2.3线性时不变系统的MATLAB实现 260

9.3离散时间信号与系统的频域分析的MATLAB实现 262

9.3.1与频域分析相关的MATLAB函数 262

9.3.2离散时间信号和系统的频域分析的MATLAB实现 263

9.4 DFT和FFT的MATLAB实现 265

9.4.1与DFT和FFT相关的MATLAB函数 265

9.4.2DFT和FFT的MATLAB实现 265

9.5 IIR滤波器的MATLAB实现 267

9.5.1与IIR滤波器有关的MATLAB函数 267

9.5.2 IIR滤波器设计的MATLAB实现 269

9.6 FIR滤波器的MATLAB实现 272

9.6.1与FIR滤波器相关的MATLAB函数 272

9.6.2 FIR滤波器设计的MATLAB实现 275

本章小结 276

习题 277

参考文献 279