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绪论1

第1章 时域离散信号与系统4

1.1引言4

1.2时域离散信号——序列5

1.2.1序列的表示方法5

1.2.2常用的典型序列6

1.2.3序列的运算10

1.3时域离散系统11

1.3.1线性系统11

1.3.2时不变系统12

1.3.3线性时不变系统及其输入与输出之间的关系13

1.3.4系统的因果性和稳定性16

1.4时域离散系统的输入与输出描述——线性常系数差分方程17

1.4.1线性常系数差分方程18

1.4.2线性常系数差分方程的求解18

1.5模拟信号的数字处理方法20

1.5.1采样定理及A/D转换器20

1.5.2从离散信号恢复出连续时间信号22

本章小结24

习题24

第2章 时域离散信号与系统的频域分析27

2.1序列的傅里叶变换的定义和性质27

2.1.1序列的傅里叶变换的定义27

2.1.2序列的傅里叶变换的性质29

2.2周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换35

2.2.1周期序列的离散傅里叶级数35

2.2.2周期序列的傅里叶变换表示式37

2.3离散信号的傅里叶变换与模拟信号的傅里叶变换40

2.4序列的z变换41

2.4.1 z变换的定义及收敛域42

2.4.2逆z变换46

2.4.3 z变换的性质和定理54

2.5利用z变换分析信号和系统的频域特性58

2.5.1传输函数和系统函数58

2.5.2用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性59

2.5.3利用系统的零、极点分布分析系统的频率特性60

本章小结66

习题66

第3章 离散傅里叶变换70

3.1离散傅里叶变换的基本问题70

3.1.1 DFT和IDFT的定义70

3.1.2 DFT与其他变换的关系71

3.1.3 DFT和IDFT的矩阵表示73

3.2离散傅里叶变换的性质74

3.2.1 DFT的基本性质74

3.2.2复共轭序列与共轭对称性77

3.3频域采样与插值恢复79

3.3.1频域采样及其影响79

3.3.2频域插值与信号恢复80

3.4 DFT基本应用及影响81

3.4.1 DFT基本应用81

3.4.2 DFT应用的影响85

本章小结87

习题87

第4章 快速傅里叶变换91

4.1直接计算DFT的问题及改进的途径91

4.2基2FFT算法93

4.2.1时域抽取法（DIT-FFT）基2FFT基本原理93

4.2.2 DIT-FFT算法与直接计算DFT运算量的比较96

4.2.3 DIT-FFT的运算规律及编程思想97

4.2.4频域抽取法（DIF-FFT）基2FFT基本原理100

4.2.5 IDFT的高效算法104

4.3进一步减少运算量的措施105

4.3.1多类蝶形单元运算105

4.3.2旋转因子的生成107

4.3.3实序列的FFT算法107

本章小结108

习题108

第5章 无限长单位脉冲响应数字滤波器（llR DF）设计109

5.1数字滤波器简介109

5.1.1数字滤波器的基本概念109

5.1.2数字滤波器设计简介110

5.2典型模拟滤波器设计112

5.2.1模拟滤波器指标与振幅平方函数112

5.2.2典型模拟滤波器设计方法115

5.3脉冲响应不变法设计IIRDF120

5.3.1脉冲响应不变法设计思路120

5.3.2脉冲响应不变法设计分析121

5.4双线性变换法设计IIRDF124

5.4.1双线性变换法设计思路124

5.4.2双线性变换法设计分析125

5.5其他类型数字滤波器设计126

5.5.1基于模拟滤波器变换设计数字滤波器127

5.5.2基于数字滤波器变换设计数字滤波器132

本章小结136

习题137

第6章 有限长单位脉冲响应数字滤波器（FlR DF）设计139

6.1线性相位FIR DF139

6.1.1 FIR DF线性相位特性140

6.1.2线性相位FIRDF幅度特性H（ω）141

6.1.3线性相位FIRDF零点特性144

6.2窗函数法设计FIRDF144

6.2.1窗函数法设计思路145

6.2.2窗函数法设计分析145

6.2.3典型窗函数性能分析147

6.2.4窗函数设计法应用举例153

6.3频率采样法设计FIRDF155

6.3.1频率采样法设计思路155

6.3.2频率采样法设计分析156

6.3.3频率采样法应用举例158

6.4 FIR DF最优化设计法159

6.4.1最优化设计法基本准则159

6.4.2典型最优化设计法简介160

6.5 IIR DF与FIR DF综合比较164

本章小结164

习题165

第7章 数字系统的网络结构168

7.1引言168

7.2信号流图与数字信号处理的结构图169

7.2.1信号流图的概念169

7.2.2信号流图的表示方法170

7.2.3信号流图、系统函数、梅森公式170

7.2.4信号流图的转置及转置定理、结构图173

7.3 FIR系统的结构174

7.3.1 FIR系统的横截型结构174

7.3.2 FIR系统的级联型结构175

7.3.3 FIR系统的线性相移型结构176

7.4 IIR系统的结构178

7.4.1 IIR系统的直接型结构178

7.4.2 IIR系统的级联型结构181

7.4.3 IIR系统的并联型结构183

7.4.4 FIR系统的频率采样型结构184

7.5数字信号处理中的有限字长效应187

7.5.1二进制数的表示及量化误差分析188

7.5.2误差效应分析191

7.5.3极限环振荡203

7.6数字信号处理的软件实现205

7.6.1结构图与软件实现过程的关系206

7.6.2数字信号处理常用软件介绍208

7.7数字系统的硬件实现211

7.8 格型网络结构217

7.8.1全零点系统的格型结构218

7.8.2全极点系统的格型结构221

7.8.3零极点系统的格型结构223

本章小结225

习题225

第8章 其他类型的数字系统228

8.1最小相位系统228

8.2全通系统230

8.3信号的抽取与插值——多采样率转换原理236

8.3.1信号的抽取与插值236

8.3.2采样率转换滤波器的高效率实现243

8.3.3多采样率转换中的多相滤波器结构246

本章小结248

习题248

第9章 数字信号处理的MATLAB实现250

9.1MATLAB简介250

9.1.1 MATLAB的集成开发环境250

9.1.2常用的MATLAB函数251

9.2离散时间信号和系统的MATLAB实现254

9.2.1典型序列的MATLAB实现254

9.2.2序列运算的MATLAB实现257

9.2.3线性时不变系统的MATLAB实现260

9.3离散时间信号与系统的频域分析的MATLAB实现262

9.3.1与频域分析相关的MATLAB函数262

9.3.2离散时间信号和系统的频域分析的MATLAB实现263

9.4 DFT和FFT的MATLAB实现265

9.4.1与DFT和FFT相关的MATLAB函数265

9.4.2DFT和FFT的MATLAB实现265

9.5 IIR滤波器的MATLAB实现267

9.5.1与IIR滤波器有关的MATLAB函数267

9.5.2 IIR滤波器设计的MATLAB实现269

9.6 FIR滤波器的MATLAB实现272

9.6.1与FIR滤波器相关的MATLAB函数272

9.6.2 FIR滤波器设计的MATLAB实现275

本章小结276

习题277

参考文献279