數字信號處理原理和算法實現（第4版）

本書針對工程應用型本科專業的教學特點，系統介紹數字信號處理的基本理論、基本方法，強調實際應用。通過典型的應用實例、提供的源程序幫助讀者理解和掌握基礎理論的基本應用，激發學生的學習興趣。本書共7章：第1~4章介紹離散時間信號和系統的基本概念、變換域（z域）分析、離散傅里葉變換（DFT）及快速傅里葉變換（FFT）的基本原理；第5章介紹數字系統的基本網絡結構；第6章和第7章介紹IIR、FIR濾波器的設計方法。 本書可作為通信、電子信息、電腦應用技術等相關專業本科生教學用書，也可作為從事數字信號處理工作的工程技術人員的參考書。

目錄

緒論

0.1數字信號處理系統的組成

0.2數字信號處理的特點

0.3數字信號處理學科的內容

0.4數字信號處理的實現

0.5數字信號處理系統的應用領域

第1章離散時間信號和系統

1.1概述

1.2時域離散信號

1.2.1模擬信號的採樣、序列

1.2.2常用典型序列

1.2.3序列的運算

1.3離散時間系統

1.3.1線性

1.3.2時不變性

1.3.3系統輸入輸出關系

1.3.4系統的因果性和穩定性

1.4系統的線性常系數差分方程及其求解

1.4.1系統的線性常系數差分方程

1.4.2線性常系數差分方程的求解

1.5模擬信號數字處理方法

1.5.1模擬信號數字處理方法概述

1.5.2數字信號轉換成模擬信號

1.6MATLAB實現

1.6.1常用序列的MATLAB實現

1.6.2序列運算的MATLAB實現

1.6.3捲積和的MATLAB實現

1.6.4MATLAB求解離散系統的差分方程

1.7習題

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第2章離散時間信號和系統的變換域分析

2.1概述

2.2序列的離散時間傅里葉變換

2.2.1離散時間傅里葉變換定義

2.2.2離散時間傅里葉變換的性質

2.3周期序列的離散傅里葉級數與離散時間傅里葉變換

2.3.1周期序列的離散傅里葉級數

2.3.2周期序列的離散時間傅里葉變換

2.4離散時間傅里葉變換和連續時間傅里葉變換之間的關系

2.5z變換

2.5.1z變換的定義

2.5.2z變換的收斂域

2.5.3逆z變換

2.5.4z變換的性質與定理

2.5.5利用z變換求數字系統的輸出

2.6用z變換分析系統的因果性、穩定性和頻響特性

2.6.1傳輸函數與系統函數

2.6.2因果性和穩定性

2.6.3信號頻譜/系統頻響的幾何解釋

2.7MATLAB實現

2.7.1周期序列傅里葉級數的MATLAB實現

2.7.2序列逆z變換的MATLAB實現

2.7.3系統時域響應的MATLAB實現

2.7.4系統頻率響應的MATLAB實現

2.8習題

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第3章離散傅里葉變換

3.1引言

3.2離散傅里葉變換的定義

3.2.1離散傅里葉變換和逆離散傅里葉變換的定義

3.2.2離散傅里葉變換和z變換的關系

3.2.3周期序列與有限長序列的內在聯系

3.3離散傅里葉變換的性質

3.3.1線性性質

3.3.2序列的和

3.3.3序列的初值

3.3.4序列的圓周移位(循環移位)

3.3.5圓周捲積(循環捲積)及其與有限長序列線性捲積的關系

3.3.6序列的相關性

3.3.7帕斯瓦爾定理

3.3.8有限長序列及其離散傅里葉變換的奇偶性和對稱性

3.4頻域取樣

3.5用離散傅里葉變換對連續時間信號進行譜分析

3.5.1離散傅里葉變換是對連續時間信號傅里葉變換的近似

3.5.2頻率分辨率

3.5.3離散傅里葉變換分析連續時間信號x(t)實例

3.6用離散傅里葉變換對離散時間信號進行譜分析

3.7離散傅里葉變換應用中的問題與參數選擇

3.7.1混疊現象

3.7.2欄柵效應

3.7.3頻率泄漏

3.8MATLAB實現

3.8.1離散傅里葉變換的MATLAB實現

3.8.2用離散傅里葉變換計算線性捲積和圓周捲積的MATLAB實現

3.8.3連續時間信號譜分析的MATLAB實現

3.9習題

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第4章快速傅里葉變換

4.1概述

4.2基2快速傅里葉變換

4.2.1按時間抽取的快速傅里葉變換原理

4.2.2按頻率抽取的快速傅里葉變換

4.2.3快速傅里葉反變換

4.3矩陣形式的快速傅里葉變換

4.3.1算法原理

4.3.2進一步減少運算量的措施

4.4快速傅里葉變換應用於長序列捲積

4.4.1快速捲積

4.4.2重疊相加

4.4.3重疊保留

4.5線性調頻z變換

4.5.1線性調頻z變換的定義

4.5.2線性調頻z變換的特點

4.5.3線性調頻z變換的快速實現

4.6離散哈特萊變換

4.6.1離散哈特萊變換的定義

4.6.2離散哈特萊變換和離散傅里葉變換的關系

4.6.3離散哈特萊變換的性質

4.7MATLAB實現

4.8習題

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第5章數字濾波器的結構

5.1概述

5.2信號流圖表示網絡結構

5.3無限長脈沖響應濾波器的基本網絡結構

5.3.1直接型Ⅰ

5.3.2直接型Ⅱ(典型型)

5.3.3級聯型

5.3.4並聯型

5.3.5轉置型

5.4有限長脈沖響應濾波器的基本結構

5.5格型結構

5.6MATLAB實現

5.7習題

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第6章無限長脈沖響應數字濾波器設計

6.1基本概念

6.1.1數字濾波器和模擬濾波器

6.1.2濾波器的指標

6.1.3數字濾波器的設計原則

6.2模擬濾波器的設計

6.2.1模擬低通濾波器設計指標

6.2.2巴特沃斯模擬低通濾波器設計

6.2.3切比雪夫模擬低通濾波器設計

6.2.4模擬濾波器的頻率變換

6.3無限長脈沖響應低通濾波器設計： 脈沖響應不變法

6.3.1一般數字濾波器的設計思想

6.3.2脈沖響應不變法的變換思想及方法

6.3.3脈沖響應不變法的參數映射關系及特點

6.4無限長脈沖響應低通濾波器設計： 雙線性變換法

6.4.1雙線性變換的一般變換關系

6.4.2間接法設計數字低通濾波器時T的選擇

6.4.3雙線性變換法、脈沖響應不變法的比較

6.5無限長脈沖響應高通、帶通、帶阻濾波器設計

6.5.1設計思路

6.5.2頻率變換法設計數字高通濾波器

6.5.3z平面變換法

6.6無限長脈沖響應濾波器直接設計法

6.7無限長脈沖響應濾波器設計應用實例(MATLAB分析)

6.7.1模擬低通濾波器設計

6.7.2模擬數字濾波器的轉換

6.7.3數字濾波器應用實例

6.8習題

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第7章有限長脈沖響應濾波器的設計

7.1有限長脈沖響應濾波器的線性相位條件和特點

7.2窗函數法設計有限長脈沖響應濾波器

7.2.1窗函數技術

7.2.2窗函數法的應用

7.3頻率採樣法設計有限長脈沖響應濾波器

7.4優化技術設計

7.4.1優化準則

7.4.2線性相位有限長脈沖響應濾波器的切比雪夫最優逼近

7.5無限長脈沖響應濾波器和有限長脈沖響應濾波器的比較

7.6有限長脈沖響應濾波器的MATLAB模擬實現

7.6.1窗函數法設計有限長脈沖響應濾波器的實現

7.6.2頻率採樣法設計有限長脈沖響應濾波器的實現

7.6.3有限長脈沖響應濾波器的優化設計的實現

7.6.4通道均衡器的有限長脈沖響應濾波器的實現

7.7習題

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參考答案

參考文獻