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第1章 时域离散信号和系统基础 1

1.1 时域离散信号——序列 2

1.1.1 序列的定义 2

1.1.2 典型序列 2

1.1.3 序列的基本运算 5

1.1.4 序列的一般表示方法 6

1.1.5 共轭对称和共轭反对称 7

1.2 时域离散系统 7

1.2.1 时域离散系统的定义 7

1.2.2 线性系统 8

1.2.3 时不变系统 8

1.2.4 线性时不变系统的输入、输出关系 9

1.2.5 因果系统 10

1.2.6 稳定系统 10

1.3 离散时间系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程 11

1.4 离散卷积 13

习题 15

第2章 Z变换 18

2.1 Z变换的定义 18

2.2 Z变换的收敛域 19

2.3 Z反变换 25

2.3.1 幂级数法（长除法） 25

2.3.2 部分分式法 26

2.4 Z变换的性质 28

2.5 差分方程的Z域解法 30

2.6 离散系统的系统函数 32

习题 34

第3章 离散傅里叶变换 36

3.1 离散傅里叶级数 37

3.1.1 周期序列 37

3.1.2 离散傅里叶级数概述 37

3.2 周期卷积 39

3.3 离散傅里叶变换概述 40

3.4 离散傅里叶变换的性质 42

3.5 离散傅里叶变换与其他变换的关系 46

3.6 抽样定理 46

3.7 离散傅里叶变换的应用举例 47

3.7.1 用离散傅里叶变换对连续信号进行谱分析 48

3.7.2 用离散傅里叶变换对序列进行谱分析 51

习题 53

第4章 快速傅里叶变换 55

4.1 概述 55

4.2 基2时域抽样快速傅里叶变换算法 56

4.3 基2频域抽样快速傅里叶变换算法 60

4.4 进一步减少运算量的措施 61

4.5 任意基的快速傅里叶变换 63

4.5.1 抽样分解的一般原理 63

4.5.2 基4 DIF-FFT算法 65

4.6 快速傅里叶逆变换 67

习题 68

5.1 数字滤波器的基本概念 69

第5章 数字滤波器的基本概念与结构 69

5.2 数字滤波器结构的表示方法 70

5.3 无限长单位脉冲响应数字滤波器的基本结构 72

5.3.1 直接型 72

5.3.2 级联型 74

5.3.3 并联型 76

5.4 FIR数字滤波器的基本结构 78

5.4.1 直接型 79

5.4.2 级联型 79

5.4.3 频率采样结构 80

习题 84

6.1 数字滤波器的基本设计思想和步骤 87

第6章 IIR数字滤波器设计 87

6.2 模拟滤波器设计 89

6.2.1 巴特沃斯滤波器 89

6.2.2 切比雪夫滤波器 93

6.2.3 椭圆滤波器 96

6.2.4 模拟滤波器的频率变换——模拟高通、带通、带阻滤波器的设计 98

6.3 用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器 100

6.4 脉冲响应不变法数字滤波器设计实例 104

6.5 双线性变换法 107

6.6 双线性变换法数字滤波器设计实例 110

6.7 频带变换 112

6.7.1 模拟频带变换 112

6.7.2 数字频带变换 113

6.8.1 最小均方误差设计 115

6.8 IIR数字滤波器的计算机优化设计 115

6.8.2 最小平方逆设计 116

6.8.3 数字滤波器的时域设计 118

习题 120

第7章 FIR数字滤波器设计 122

7.1 线性相移FIR滤波器的性质 122

7.2 FIR滤波器的窗函数设计法 127

7.2.1 设计原理 127

7.2.2 窗函数 129

7.2.3 窗函数法设计的步骤 134

7.3 FIR滤波器的频率采样设计法 135

7.3.1 设计原理 135

7.3.2 用频率采样法设计线性相位滤波器的条件 136

7.3.3 逼近误差及其改进措施 137

7.4 IIR和FIR数字滤波器的比较 139

习题 140

第8章 有限字长效应 143

8.1 A/D变换的量化效应 144

8.1.1 量化效应的统计分析 144

8.1.2 量化噪声通过线性系统 145

8.2 数字滤波器的系数量化效应 146

8.2.1 系数量化对零、极点位置的影响 147

8.2.2 频率响应偏差分析 149

8.3 数字滤波器定点制运算中的有限字长效应 150

8.3.1 IIR滤波器中的零输入极限环振荡 151

8.3.2 乘法运算量化效应统计分析 153

8.3.3 加法运算的溢出问题 157

8.3.4 系统输出信噪比 158

8.4 数字滤波器浮点制运算中的有限字长效应 159

8.5 快速傅里叶变换运算中的有限字长效应 160

8.5.1 定点制运算中的有限字长效应 160

8.5.2 浮点运算中的有限字长效应 163

8.5.3 系数量化对快速傅里叶变换的影响 164

习题 165

第9章 自适应滤波 169

9.1 概述 169

9.2 自适应线性组合电路 171

9.2.1 基本结构 171

9.2.2 性能函数 173

9.2.3 梯度和最小均方误差 175

9.2.4 二权值自适应线性组合器的实例 176

9.2.5 误差和输入信号分量的不相关性 178

9.3 搜索性能曲面 178

9.3.1 梯度搜索法的基本思想 178

9.3.2 一种简单的梯度搜索算法及其求解 179

9.3.3 稳定性、收敛速度及学习曲线 180

9.3.4 牛顿算法中的梯度搜索 181

9.3.5 最陡下降算法中的梯度搜索 183

9.4 LMS算法 184

9.4.1 LMS算法的推导 184

9.4.2 加权矢量的收敛性 186

9.4.3 LMS算法的举例 186

习题 189

第10章 数字信号处理的MATLAB实现 191

10.1 MATLAB语言概述 192

10.1.1 MATLAB语言发展简介 192

10.1.2 MATLAB语言的特点 193

10.2 MATLAB语言基础 194

10.2.1 MATLAB特色举例 194

10.2.2 MATLAB的数据结构 196

10.2.3 变量的运算 201

10.2.4 MATLAB的语句流程与控制 202

10.2.5 MATLAB函数编写方法与应用 204

10.2.6 MATLAB编程技巧 206

10.3 系统的工作环境及应用 208

10.3.1 MATLAB 6.x系统的工作环境及编程 208

10.3.2 常用信号处理工具箱函数及应用实例 209

第11章 数字信号处理的硬件开发 221

11.1 数字信号处理器概述 221

11.1.1 数字信号处理器的发展 221

11.1.2 DSP系统的典型结构 222

11.1.3 DSP芯片的特点 223

11.1.4 DSP芯片的选择 223

11.1.5 DSP芯片的应用 225

11.2 TMS320系列器件的结构特点及简介 225

11.2.1 结构特点 225

11.2.2 TMS320C2000系列简介 227

11.2.3 TMS320C5000系列简介 229

11.2.4 TMS320C6000系列简介 231

11.3 DSP系统的设计过程 234

11.4 DSP系统的开发工具 235

11.4.1 开发环境的构成 235

11.4.2 开发工具的构成 235

11.4.3 TI公司的开发工具 235

第12章 数字信号处理实验 239

12.1 离散信号时域分析 239

12.1.1 实验目的 239

12.1.2 实验原理与方法 239

12.1.3 实验内容及步骤 240

12.2.2 实验原理 241

12.2.1 实验目的 241

12.2 离散系统Z域分析 241

12.1.4 实验报告要求 241

12.2.3 实验内容及步骤 242

12.2.4 实验报告要求 242

12.3 离散傅里叶变换 242

12.3.1 实验目的 242

12.3.2 实验原理与方法 242

12.3.3 实验内容及步骤 243

12.3.4 思考题 243

12.3.5 实验报告要求 243

12.5.1 实验目的 244

12.4.3 实验报告要求 244

12.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 244

12.4.1 实验目的 244

12.4 快速傅里叶变换 244

12.4.2 实验内容及步骤 244

12.5.2 实验内容及步骤 245

12.5.3 思考题 246

12.5.4 实验报告要求 246

12.5.5 心电图信号采样序列x(n) 246

12.6 用窗函数设计FIR滤波器 246

12.6.1 实验目的 246

12.6.2 实验原理与方法 246

12.6.3 实验内容及步骤 247

12.6.4 思考题 248

12.6.5 实验报告要求 248

12.7.2 实验原理与方法 249

12.7 用频率采样法设计FIR滤波器 249

12.7.1 实验目的 249

12.7.3 实验内容及步骤 250

12.7.4 思考题 252

12.7.5 实验报告要求 252

12.8用LMS算法的单频干扰滤除 252

12.8.1实验目的 252

12.8.2实验原理与方法 252

12.8.3实验内容及步骤 254

12.8.4思考题 254

12.8.5实验报告要求 255

附录A 模拟滤波器设计参数 256

附录B 信号处理工具箱函数集 258

参考文献 261