数字信号处理导论 MATLAB实现PDF电子书下载

第一部分 信号与系统分析 3

第1章 信号处理 3

1.1动机 3

1.1.1数字和模拟处理 4

1.1.2总谐波失真（THD） 6

1.1.3陷波器 7

1.1.4有源噪声控制 7

1.1.5视频掺混 9

1.2信号与系统 10

1.2.1信号分类 10

1.2.2系统分类 15

1.3连续时间信号的采样 20

1.3.1调制式采样 20

1.3.2混叠 22

1.4连续时间信号的重建 25

1.4.1重建公式 25

1.4.2零阶保持 27

1.5前置滤波器和后置滤波器 31

1.5.1抗混叠滤波器 31

1.5.2抗镜像滤波器 35

1.6 DAC与ADC电路 37

1.6.1数/模变换器 37

1.6.2模/数变换器（ADC） 39

1.7 FDSP工具箱 43

1.7.1 FDSP驱动模块 43

1.7.2工具箱函数 44

1.7.3 GUI模块 47

1.8 GUI软件与案例学习 49

1.9本章小结 58

1.10习题 60

1.10.1分析与设计 60

1.10.2 GUI仿真 65

1.10.3 MATLAB计算 66

第2章 离散时间系统的时域分析 68

2.1动机 68

2.1.1家庭抵押贷款 69

2.1.2雷达测距 69

2.2离散时间信号 72

2.2.1信号分类 72

2.2.2常见信号 76

2.3离散时间系统 79

2.4差分方程 83

2.4.1零输入响应 83

2.4.2零状态响应 86

2.5方框图 91

2.6脉冲响应 93

2.6.1 FIR系统 93

2.6.2 IIR系统 94

2.7卷积 97

2.7.1线性卷积 97

2.7.2圆周卷积 99

2.7.3补零延拓 101

2.7.4反卷积 103

2.7.5多项式算法 105

2.8相关 106

2.8.1线性互相关 106

2.8.2循环互相关 109

2.9时域稳定性 113

2.10 GUI软件与案例学习 114

2.11本章小结 125

2.12习题 128

2.12.1分析与设计 128

2.12.2 GUI仿真 135

2.12.3 MATLAB计算 137

第3章 离散时间系统的频域分析 141

3.1动机 141

3.1.1卫星姿态控制 142

3.1.2声道建模 143

3.2 Z变换对 145

3.2.1收敛域 146

3.2.2基本Z变换对 148

3.3 Z变换性质 152

3.3.1基本性质 152

3.3.2因果性质 156

3.4 Z反变换 158

3.4.1非因果信号 158

3.4.2长除 159

3.4.3部分分式法 160

3.4.4留数法 164

3.5传递函数 167

3.5.1传递函数 167

3.5.2零状态响应 169

3.5.3极点，零点和模式 171

3.5.4直流增益 173

3.6信号流图 174

3.7频域稳定性 177

3.7.1输入输出表示 177

3.7.2 BIBO稳定性 178

3.7.3 Jury判据 181

3.8频率响应 184

3.8.1频率响应 184

3.8.2正弦输入 186

3.8.3周期输入 188

3.9系统辨识 191

3.9.1最小二乘拟合 191

3.9.2持续激励输入 194

3.10 GUI软件和案例学习 195

3.10.1 g_syfreq离散时间系统的频域分析 196

3.11本章小结 206

3.12习题 208

3.12.1分析与设计 208

3.12.2 GUI仿真 217

3.12.3 MATLAB计算 218

第4章 离散傅里叶变换与谱分析 221

4.1动机 221

4.1.1傅里叶级数 222

4.1.2直流屏变换器 223

4.1.3频率响应 224

4.2离散时间傅里叶变换（DTFT） 226

4.2.1 DTFT 226

4.2.2 DTFT的性质 230

4.3离散傅里叶变换（DFT） 234

4.3.1 DFT 234

4.3.2矩阵表示 236

4.3.3傅里叶级数和离散谱 238

4.3.4 DFT的性质 241

4.4快速傅里叶变换（FFT） 247

4.4.1时间抽取法FFT 247

4.4.2 FFT计算量 251

4.4.3其它FFT实现方法 253

4.5快速卷积和相关 254

4.5.1快速卷积 254

4.5.2快速分段卷积 257

4.5.3快速相关 260

4.6白噪声 264

4.6.1均匀白噪声 265

4.6.2高斯白噪声 268

4.7自相关 271

4.7.1白噪声的自相关 272

4.7.2功率谱密度 273

4.7.3从噪声中提取出周期信号 275

4.8补零和谱分辨率 280

4.8.1使用DFT获得离散时间频率响应 280

4.8.2补零 284

4.8.3谱分辨率 285

4.9谱图 288

4.9.1数据窗 288

4.9.2谱图 290

4.10功率谱密度估计 293

4.10.1巴特利特方法 293

4.10.2韦尔奇方法 297

4.11 GUI软件和案例学习 300

4.12本章小结 307

4.13习题 310

4.13.1分析和设计 311

4.13.2 GUI仿真 316

4.13.3 MATLAB计算 318

第二部分 数字滤波器设计 325

第5章 滤波器设计规范 325

5.1动机 325

5.1.1滤波器设计规范 326

5.1.2滤波器实现结构 327

5.2频率选择性滤波器 330

5.2.1线性设计规范 331

5.2.2对数设计规范（dB） 336

5.3线性相位和零相位滤波器 337

5.3.1线性相位 337

5.3.2零相位滤波器 343

5.4最小相位和全通滤波器 346

5.4.1最小相位滤波器 346

5.4.2全通滤波器 349

5.4.3逆系统和均衡 353

5.5正交滤波器 354

5.5.1微分器 354

5.5.2希尔伯特变换器 356

5.5.3数字振荡器 359

5.6陷波器和谐振器 361

5.6.1陷波器 361

5.6.2谐振器 364

5.7窄带滤波器和滤波器组 366

5.7.1窄带滤波器 366

5.7.2滤波器组 368

5.8自适应滤波器 370

5.9 GUI软件和案例学习 373

5.9.1 g_filters：数字滤波器性能评估 373

5.10本章小结 379

5.11习题 382

5.11.1分析与设计 382

5.11.2 GUI仿真 389

5.11.3 MATLAB计算 391

第6章 FIR滤波器设计 393

6.1动机 393

6.1.1数值微分器 394

6.1.2信噪比（SNR） 396

6.2窗口法 398

6.2.1截断的脉冲响应 398

6.2.2加窗 402

6.3频率采样法 409

6.3.1频率采样 409

6.3.2过渡带优化 411

6.4最小二乘法 415

6.5等纹波滤波器 419

6.5.1最小最大误差准则 419

6.5.2 Parks-McClellan算法 421

6.6微分器和希尔伯特变换器 427

6.6.1微分器 428

6.6.2希尔伯特变换器 430

6.7正交滤波器 433

6.7.1正交对的生成 433

6.7.2正交滤波器 434

6.7.3均衡器设计 438

6.8滤波器实现结构 442

6.8.1直接型 442

6.8.2级联型 444

6.8.3网格型 446

6.9有限字长效应 450

6.9.1二进制数表示 450

6.9.2输入量化误差 451

6.9.3系数量化误差 454

6.9.4舍入误差，溢出和比例缩放 458

6.10 GUI软件和案例学习 461

6.11本章小结 469

6.12习题 472

6.12.1分析与设计 472

6.12.2 GUI仿真 476

6.12.3 MATLAB计算 478

第7章 IIR滤波器设计 483

7.1动机 483

7.1.1可调谐拨弦型滤波器 484

7.1.2色噪声 486

7.2通过零极点排布设计滤波器 488

7.2.1谐振器 488

7.2.2陷波器 490

7.2.3梳状滤波器 493

7.3滤波器参数设计 497

7.4几类经典的模拟滤波器 500

7.4.1巴特沃兹滤波器 500

7.4.2切比雪夫Ⅰ型滤波器 504

7.4.3切比雪夫Ⅱ型滤波器 507

7.4.4椭圆滤波器 508

7.5双线性变换法 511

7.6频率变换 517

7.6.1模拟频率变换 517

7.6.2数字频率变换 520

7.7滤波器实现结构 523

7.7.1直接型 523

7.7.2并联型 526

7.7.3级联型 528

7.8 IIR有限字长效应 532

7.8.1系数量化误差 532

7.8.2舍入误差，溢出和比例缩放 535

7.8.3极限环 539

7.9 GUI软件及案例学习 541

7.10本章小结 548

7.11习题 551

7.11.1分析与设计 551

7.11.2 GUI仿真 555

7.11.3 MATLAB计算 558

第三部分 高级信号处理 563

第8章 多速率信号处理 563

8.1动机 563

8.1.1窄带滤波器组 564

8.1.2分数延迟系统 565

8.2整数采样速率变换器 566

8.2.1采样速率抽取器 567

8.2.2采样速率内插器 568

8.3有理数采样率变换器 570

8.3.1单级变换器 570

8.3.2多级速率变换器 572

8.4多速率滤波器的实现结构 575

8.4.1多相抽取器 575

8.4.2多相内插器 577

8.5窄带滤波器和滤波器组 579

8.5.1窄带滤波器 579

8.5.2滤波器组 581

8.6双通道正交镜像滤波器组 587

8.6.1频域的速率转换器 587

8.6.2无混叠QMF组 589

8.7过采样ADC 591

8.7.1抗混叠滤波器 591

8.7.2 ∑△ ADC 595

8.8过采样DAC 598

8.8.1抗镜像滤波器 598

8.8.2通带均衡 599

8.9 GUI软件和案例学习 602

8.10本章小结 608

8.11习题 611

8.11.1分析与设计 611

8.11.2 GUI仿真 618

8.11.3 MATLAB计算 619

第9章 自适应信号处理 622

9.1动机 622

9.1.1系统辨识 623

9.1.2信道均衡 624

9.1.3信号预测 625

9.1.4噪声消除 625

9.2均方误差 626

9.2.1自适应横向滤波器 626

9.2.2重新审视互相关（cross-correlation Revisited） 627

9.2.3均方误差 628

9.3最小均方误差（LMS）算法 632

9.4 LMS算法的性能分析 636

9.4.1步长 636

9.4.2收敛速度 639

9.4.3超调量 642

9.5修正的LMS算法 644

9.5.1归一化LMS算法 644

9.5.2相关LMS算法 647

9.5.3泄漏（Leaky） LMS算法 649

9.6自适应FIR滤波器设计 653

9.6.1伪滤波器 653

9.6.2线性相位伪滤波器（Pseudo-filter） 656

9.7递推最小均方算法（RLS） 659

9.7.1性能准则 659

9.7.2递推公式 660

9.8有源噪声控制 664

9.8.1 x滤波（Filtered_x） LMS算法 665

9.8.2辅路径辨识 666

9.8.3信号综合方法 669

9.9非线性系统辨识 674

9.9.1非线性离散时间系统 674

9.9.2网格点 675

9.9.3径向基函数 677

9.9.4自适应径向基函数网络 681

9.10软件应用及案例学习 685

9.11本章小结 691

9.12习题 693

9.12.1分析和设计 694

9.12.2 GUI仿真 697

9.12.3 MATLAB计算 699

参考文献 706

附录1变换表 710

1.1傅里叶级数 710

1.2傅里叶变换 711

1.3拉普拉斯变换 713

1.4 Z变换 714

1.5离散时间傅里叶变换 716

1.6离散傅里叶变换（DFT） 717

附录2数学恒等式 718

2.1复数 718

2.2欧拉公式 718

2.3三角恒等式 719

2.4不等式 719

2.5均匀分布白噪声 720

附录3 FDSP工具箱函数 721

3.1安装 721

3.2驱动模块f_dsp 722

3.3 GUI模块 722

3.4 FDSP工具箱函数 723

索引 727