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第一章 信号与系统基础 1
1.1 连续时间信号 1
1.2 离散时间信号 5
1.3 信号的运算 12
1.3.1 连续时间信号 12
1.3.2 离散时间信号 13
1.4 MATLAB信号生成函数 16
1.5.1 线性连续时间系统描述 21
1.5 连续时间系统 21
1.5.2 脉冲响应函数和系统时间的响应 22
1.5.3 系统的频率响应 23
1.6 离散时间系统 23
1.6.1 线性离散系统描述 23
1.6.2 脉冲响应序列和系统时间响应 24
1.6.3 系统频率响应 24
1.7 系统的MATLAB描述和转换 25
1.7.1 离散时间系统 25
1.8 卷积及时域响应的求解 33
1.7.2 连续时间系统 33
习题 35
第二章 信号变换和调制 37
2.1 连续信号的傅里叶变换 37
2.1.1 周期信号的频谱分析--傅里叶级数 37
2.1.2 非周期信号的频谱分析--傅里叶变换 38
2.1.3 傅里叶变换的基本性质 40
2.1.4 采样信号的傅里叶变换 40
2.2.1 周期序列--离散傅里叶级数 42
2.2 离散信号的傅里叶变换 42
2.2.2 有限长序列--离散傅里叶变换 46
2.2.3 离散傅里叶变换的性质 50
2.3 z变换 60
2.3.1 定义 60
2.3.2 z变换的收敛域 60
2.3.3 逆z变换 62
2.3.4 z变换的基本性质 64
2.3.5 利用z变换解差分方程 66
2.4.1 z域采样--由z变换到离散傅里叶变换 69
2.4.2 z域重构--由离散傅里叶变换到z变换 69
2.4 离散傅里叶变换和z变换 69
2.5 离散时间系统的频率响应 71
2.6 快速傅里叶变换(FFT) 74
2.6.1 基-2FFT算法 74
2.6.2 基-2IFFT算法 76
2.6.3 FFT的MATLAB实现 76
2.6.4 线性卷积的FFT算法 84
2.6.5 特殊变换 85
2.7 信号调制和解调 90
习题 95
3.1.2 理想滤波器特性 98
3.1.3 滤波器传递函数设计 98
第三章 模拟滤波器设计 98
3.1.1 信号无失真传输条件 98
3.1 模拟滤波器设计原理 98
3.2 模拟原型滤波器 99
3.2.1 巴特沃思滤波器 99
3.2.2 切比雪夫滤波器 100
3.2.3 椭圆滤波器 103
3.2.4 贝塞尔滤波器 105
3.3.1 频率变换工具函数 108
3.3 频率变换 108
3.3.2 模拟滤波器设计方法 109
3.4 模拟滤波器最小阶数的选择 110
3.4.1 巴特沃思低通模拟滤波器 110
3.4.2 切比雪夫低通模拟滤波器 112
3.4.3 椭圆低通模拟滤波器 114
3.4.4 最小阶数选择函数 115
3.5 模拟滤波器设计函数 116
3.5.1 巴特沃斯模拟滤波器 117
3.5.2 切比雪夫模拟滤波器 118
3.5.3 椭圆模拟滤波器 121
3.5.4 贝塞尔模拟滤波器 122
习题 123
第四章 数字滤波器设计 125
4.1 概述 125
4.1.1 数字滤波器的工作原理 125
4.1.2 数字滤波器分类 126
4.2 IIR数字滤波器的设计方法 126
4.3 IIR滤波器经典设计 127
4.3.1 模拟滤波器变换方法 127
4.3.2 经典设计法 132
4.3.3 IIR滤波器完全设计函数 137
4.4 IIR滤波器直接设计 142
4.5 最大平滑IIR滤波器设计 145
4.6 FIR数字滤波器的线性相位特性和设计方法 146
4.7 FIR滤波器的窗函数设计 148
4.7.1 窗函数法基本原理 148
4.7.2 标准型FIR滤波器 151
4.7.3 多频带FIR滤波器 153
4.8 最优FIR滤波器设计 154
4.8.1 基本型式最优滤波器 155
4.8.2 加权最优滤波器 158
4.8.3 反对称FIR滤波器--赫尔伯特变换器 159
4.8.4 微分FIR滤波器--微分器 160
4.9 约束最小二乘FIR滤波器设计 161
4.9.1 CLS多频带滤波器 162
4.9.2 CLS低通和高通滤波器 163
4.9.3 加权CLS滤波器 164
4.10 任意响应FIR滤波器设计 165
4.10.1 多频带复响应滤波器 166
4.10.2 复响应滤波器群延迟设置 167
4.11 升余弦低通FIR滤波器设计 170
习题 172
第五章 滤波器的实现和分析 174
5.1 数字滤波器的实现 174
5.1.1 硬件实现和软件实现 174
5.1.2 数字滤波器的运算结构图 174
5.1.3 IIR数字滤波器的结构 175
5.1.4 FIR数字滤波器的结构 180
5.1.5 滤波器的格型结构 186
5.2.1 时间响应 191
5.2 滤波器分析 191
5.2.2 频率响应 197
5.2.3 零极点图 201
5.2.4 群延迟 201
5.3 参数化建模 203
5.3.1 时域建模 204
5.3.2 频域建模 208
习题 211
6.1.1 均值、均方值、方差 213
6.1 随机信号的数字特征 213
第六章 随机信号分析 213
6.1.2 离散随机信号 214
6.1.3 估计 214
6.2.1 自相关函数和自协方差 216
6.2.2 互相关函数和互协方差 216
6.2.3 MATLAB函数 217
6.3 功率谱估计 221
6.3.1 功率谱密度 221
6.3.2 周期图法 222
6.3.3 多窗口法 232
6.3.4 最大熵法 233
6.3.5 特征向量法 235
6.4 传递函数估计 237
6.5 相干函数 240
6.6.1 截断和频谱泄漏 241
6.6 窗函数 241
6.6.2 MATLAB窗函数 242
6.6.3 窗函数的应用特点 245
6.6.4 窗函数在滤波器设计中的应用 249
6.7 时谱分析 251
习题 253
第七章 交互式图形用户界面 255
7.1 图形用户界面组成 255
7.2 信号时域分析 257
7.2.1 信号输入和命名 257
7.2.2 信号的观察和测量 258
7.3 滤波器设计、编辑和观察 260
7.3.1 滤波器设计 260
7.3.3 滤波器分析 261
6.2 相关函数和协方差 261
7.3.2 滤波器编辑 261
7.3.4 信号滤波 262
7.4 信号的频谱分析 263
7.4.1 信号频谱图生成 263
7.4.2 信号频谱的更新 264
7.4.3 信号频谱的观测 265
7.4.4 不同信号频谱的比较 265
7.5 SPTool选择项设置 266
附录一 信号处理工具箱函数 269
附录二 MATLAB5 函数 275