绪论 1
0.1人们可以理解的科学 1
0.2适用对象 2
0.3图形化编程 3
0.4电子文档 3
0.5 Camtasia视频播放器 9
第1章 概念：方法、内容、主旨 11
1.1纲举目张 11
1.2硬件：片上系统 13
1.3软件就是仪器 13
1.4最新教育的例子 13
1.5理论与实践的统一 14
1.6多媒体和交互式学习 14
1.7科学和数学 15
1.8寻找其他的“工具” 17
1.9作为起点的物理学 20
1.10目标的阐明 21
1.11初步结论：这个概念具有更清楚的轮廓 24
习题 25
第2章 时域信号与频域信号 28
2.1傅里叶原理 28
2.2周期振动 29
2.3人类的耳朵就是傅里叶分析仪 30
2.4傅里叶变换：从时域到频域和从频域到时域的变换 34
2.5重要的周期振动或信号 37
2.6时域信号与频域信号的比较 38
2.7令人感到迷惑的相位频谱 40
2.8干扰：虽然一切都存在但我们却无法看见 40
2.9正弦信号和δ冲激信号的相似性 42
2.10非周期（non-periodic）信号与瞬时（one-off）信号 43
2.11纯随机信号：统计噪声 45
2.12噪声与信息 46
习题 47
第3章 不确定性原理 51
3.1频率与时间的特殊关系及其在实践中的作用 51
3.2正弦信号和δ冲激：不确定性原理的极限情况 54
3.3为什么不存在理想滤波器 55
3.4对非周期信号进行频率测量 57
3.5近周期（near-periodic）信号 62
3.6音调、语音和音乐 63
3.7限制的不确定性：短时傅里叶变换及小波变换 67
习题 76
第4章 语言——信息的载体 78
4.1如何产生及感知语音、音调与声音 85
4.2案例：语音识别的简单系统 90
4.3改进与优化 93
4.4模式识别 96
习题 98
第5章 对称性原理 99
5.1对称性导致负频率的存在 99
5.2从物理意义上证明负频率的存在 99
5.3周期频谱 105
5.4傅里叶反变换与高斯平面 107
习题 117
第6章 系统分析 118
6.1扫描（sweep） 120
6.2现代测试信号 124
6.3 δ冲激（δ-pulse） 125
6.4作为轨迹曲线的传递函数 127
6.5阶跃函数（step function） 131
6.6高斯脉冲 135
6.7高斯猝发脉冲 137
6.8猝发脉冲信号（burst signal） 138
6.9 Si函数与Si猝发脉冲 138
6.10噪声 141
6.11系统中的过渡状态 144
习题 147
第7章 线性与非线性处理 149
7.1系统分析与系统综合 149
7.2对过程进行测试来判断系统的线性特征 149
7.3传输线与空间 149
7.4内在规律的重要性 150
7.5镜像与映射 150
7.6复杂的元件：晶体管 152
7.7只有几种线性处理 152
7.8对信号乘以常数 152
7.9两个或多个信号相加 153
7.10延时 155
7.11微分 155
7.12积分 161
7.13非正规函数和信号曲线 168
7.14滤波器 169
7.15非线性处理 172
7.16两个信号相乘 173
7.17绝对值的产生 176
7.18量化 178
7.19加窗 180
习题 180
第8章 传统调制方法 182
8.1传输媒介 182
8.2使用正弦载波信号进行调制 182
8.3传统意义上的调制和解调 184
8.4幅度调制（AM）及其解调 184
8.5能量的浪费：有载波的双边带幅度调制 190
8.6没有载波的单边带调制 191
8.7频率复用 196
8.8混合 201
8.9频率调制（FM） 201
8.10频率调制信号的解调 210
8.11锁相环（PLL） 2213
8.12相位调制 217
8.13调制过程的抗干扰性 218
8.14实用的信息理论 221
习题 221
第9章 数字化 224
9.1数字技术的定义 224
9.2模拟信号的数字处理 224
9.3跨入数字世界的大门：模／数转换器 225
9.4数／模转换器的原理 227
9.5模拟脉冲调制过程 229
9.6 DASYLab软件和数字信号处理 231
9.7在时域和频域的数字信号 233
9.8数字信号的周期 234
9.9数字信号的周期频谱 241
9.10抽样原理 242
9.11模拟信号的恢复 248
9.12非同步性 249
9.13使用窗函数进行信号处理所导致的信号失真 251
9.14需要考虑的参数列表 253
习题 254
第10章 数字滤波器 256
10.1硬件和软件 256
10.2模拟滤波器的工作原理 256
10.3快速傅里叶变换滤波器 259
10.4时域数字滤波 263
10.5卷积 267
10.6案例研究：数字滤波器的设计和应用 269
10.7避免带通区间中的纹波成分 272
习题 276
第11章 数字传输技术Ⅰ：信源编码 278
11.1数字信号和数据的编码／解码 279
11.2压缩 281
11.3低损压缩和有损压缩 282
11.4游程长度编码RLE 282
11.5霍夫曼编码 283
11.6 LZW编码 284
11.7音频信号的信源编码 286
11.8增量编码或增量调制 286
11.9总和增量调制或编码（∑-△M） 289
11.10噪声信号的修正以及数字抽选滤波器 292
11.11子频带编码和多分辨率 293
11.12正交镜像滤波器（QMF） 297
11.13离散小波变换和多尺度分析（MSA） 301
11.14利用心理声学的效果进行压缩（MPEG编码） 308
11.15编码过程和物理学 312
习题 313
第12章 数字传输技术Ⅱ：信道编码 315
12.1减少误码率的差错控制编码 315
12.2距离 316
12.3汉明码和汉明距离 316
12.4卷积码 319
12.5维特比（Viterbi）解码 322
12.6硬判决和软判决 323
12.7信道容量 325
习题 326
第13章 数字传输技术Ⅲ：调制 327
13.1离散状态的转换 330
13.2幅移键控（2-ASK） 330
13.3相移键控（2-PSK） 330
13.4频移键控（2-FSK） 330
13.5信号空间 334
13.6正交相移键控（QPSK） 335
13.7数字正交幅度调制（QAM） 338
13.8多址 342
13.9离散多频 345
13.10正交频分复用（OFDM） 348
13.11编码正交频分复用（COFDM）和数字音频广播（DAB） 352
13.12全球移动通信系统（GSM） 354
13.13非对称数字用户线路（ADSL） 356
13.14扩频 357
习题 360
参考文献 362