数字信号处理 原理、实现与仿真PDF电子书下载

绪论 1

第1章　离散时间信号与系统 4

1.1 离散时间信号与序列运算 4

1.1.1 离散时间信号及表示方式 4

1.1.2 序列的运算 6

1.1.3 序列的能量、周期性以及几种常用序列 11

1.2 离散时间系统 17

1.2.1 线性时不变系统 17

1.2.2 单位冲激响应与系统响应 19

1.2.3 因果与稳定系统 25

1.3 连续时间信号的抽样 27

1.3.1 连续时间信号抽样的基本原理 27

1.3.2 抽样定理与连续信号的恢复 29

1.4 本章相关的MATLAB命令及应用 33

1.4.1 离散时间信号的MATLAB表示 34

1.4.2 离散时间信号运算的实现 35

1.4.3 差分方程的MATLAB求解 41

1.4.4 连续信号的离散与重构 42

小结 46

习题 46

第2章 离散系统的变换域分析——z变换 53

2.1 z变换与z逆变换 53

2.1.1 z变换的定义与收敛域 53

2.1.2 z逆变换 60

2.1.3 z变换的基本性质 68

2.2 离散系统的系统函数与系统特性的描述 77

2.3 系统的频率响应与系统滤波特性 80

2.4 z变换和拉氏变换的关系 84

2.5 本章相关的MATLAB命令及应用 87

2.5.1 z变换与z逆变换的MATLAB实现 87

2.5.2 有理多项式的部分分式展开与多项式的乘除 88

2.5.3 MATLAB对系统的描述及各系统模型的转换 91

2.5.4 离散LTI系统的时域响应与频率响应 95

小结 99

习题 100

3.1 非周期序列的傅里叶变换及性质 103

3.1.1 非周期序列傅里叶变换 103

第3章 离散系统的频域分析——傅里叶变换 103

3.1.2 非周期序列傅里叶变换的性质 105

3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质 110

3.3 有限长序列的离散傅里叶变换（DFT） 115

3.3.1 离散傅里叶变换（DFT）及性质 115

3.3.2 圆周卷积与有限长序列的线性卷积的关系 127

3.4 频域抽样理论 130

3.5 利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题 133

3.5.1 混叠失真与参数选择 134

3.5.2 频谱泄漏 138

3.5.3 栅栏效应 139

3.6 本章相关的MATLAB命令及应用 142

3.6.1 求系统幅度响应函数与相位响应函数 142

3.6.2 傅里叶变换的MATLAB实现 143

小结 148

习题 149

第4章 数字滤波器的基本结构 153

4.1 数字滤波器类型及结构表示方法 153

4.2 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构与特点 154

4.3 有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构与特点 161

4.4 数字滤波器的格型结构 164

4.4.1 全零点FIR系统的格型结构 164

4.4.2 全极点IIR系统的格型结构 167

4.4.3 零极点IIR系统的格型结构 169

4.5 本章相关的MATLAB命令及应用 170

4.5.1 系统互联函数命令 170

4.5.2 系统不同结构的实现 172

4.5.3 系统格型结构的实现函数 176

小结 177

习题 178

第5章 快速傅里叶变换 181

5.1 快速计算DFT的改进途径 181

5.2 按时间抽选（DIT）的基－2 FFT算法 182

5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理 182

5.2.2 DIT-FFT算法的特点 187

5.2.3 按时间抽选的FFT算法的其它形式流图 191

5.3 按频率抽选（DIF）的基－2 FFT算法 192

5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理 192

5.3.2 DIF-FFT算法的特点 195

5.4 离散傅里叶逆变换（IDFT）的快速算法 196

5.5 数字信号处理的FFT实现 198

5.5.1 线性卷积的FFT算法实现 198

5.5.2 线性相关的FFT算法实现 205

5.6 线性调频z变换（Chirp-z变换）算法 206

5.6.1 基本原理 206

5.6.2 线性调频z变换的快速算法 207

5.7 本章相关的MATLAB命令及应用 208

习题 213

小结 213

第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法 215

6.1 数字滤波器的设计步骤 215

6.1.1 理想数字滤波器的性能特性 215

6.1.2 数字滤波器的技术指标 216

6.1.3 数字滤波器设计的一般步骤 217

6.2 模拟滤波器的数字化设计IIR数字滤波器 218

6.2.1 冲激响应不变法 219

6.2.2 双线性变换法 224

6.3 频率变换法设计IIR数字滤波器——模拟域频率变换法 230

6.3.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器 232

6.3.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器 234

6.3.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器 237

6.3.4 模拟低通滤波器变换成数字带附滤波器 240

6.4 频率变换法设计IIR数字滤波器——数字域频率变换法 244

6.5 本章相关的MATLAB命令及应用 250

6.5.1 冲激响应不变法设计函数 250

6.5.2 双线性变换法设计函数 251

6.5.3 频率变换设计法设计函数 252

习题 259

小结 259

第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法 263

7.1 线性相位FIR数字滤波器的特点 263

7.1.1 FIR数字滤波器具有线性相位的条件 263

7.1.2 线性相位FIR数字滤波器的幅度特点 267

7.1.3 线性相位FIR数字滤波器零点分布特点 270

7.2 FIR数字滤波器的窗函数设计法 270

7.2.1 设计原理 270

7.2.2 窗函数设计法的截断效应 272

7.2.3 常用窗函数及选取原则 275

7.2.4 窗函数法设计步骤 278

7.3 频率抽样法设计FIR数字滤波器 282

7.3.1 设计原理 282

7.3.2 频率抽样法的优化设计 283

7.3.3 线性相位与抽样的约束 284

7.3.4 频率抽样法的设计步骤 286

7.4 IIR与FIR数字滤波器的比较 289

7.5 本章相关的MATLAB命令及应用 290

7.5.1 窗函数设计法的相关函数 290

7.5.2 频率抽样法设计函数 293

7.5.3 其它方法设计FIR滤波器的相关函数 297

小结 299

习题 299

第8章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应 302

8.1 离散信号处理系统的设计分析与仿真 302

8.1.1 离散信号处理系统的设计步骤 302

8.1.2 离散信号处理系统设计分析实例 304

8.2 数字信号处理中的有限字长效应 308

8.2.1 二进制数的表示及误差基本概念 309

8.2.2 定点制表示的量化误差 311

8.2.3 A/D转换的量化效应 314

8.2.4 数字滤波器的系数量化效应 316

8.2.5 FFT算法的有限字长效应 319

小结 322

习题 323

附录A 常用模拟低通滤波器设计方法 324

一、由幅度平方函数确定系统函数 324

二、巴特沃思低通逼近法 325

三、切比雪夫低通逼近法 331

四、椭圆滤波器 332

附录B MATLAB使用简介 333

一、MATLAB的工作环境 333

二、MATLAB的基本语法 336

2.1 变量及其赋值 336

2.2 运算符、复数运算及流程控制 339

2.3 基本数学函数 340

2.4 基本绘图命令与画图方法 341

三、MATLAB的基本操作命令与程序调试 348

参考文献 350