数字信号处理原理及应用

第1章　离散时间信号与系统的时域分析

1.1离散时间信号--序列

1.1.1几种常用序列

1.1.2序列的基本运算

1.2序列的卷积和

1.2.1卷积和的定义及计算

1.2.2卷积和的性质

1.3线性移不变系统

1.3.1线性系统

1.3.2移不变系统

1.3.3单位抽样响应与卷积和

1.3.4因果系统

1.3.5稳定系统

1.4线性常系数差分方程

1.4.1线性常系数差分方程的描述

1.4.2线性常系数差分方程的求解

1.5连续时间信号的抽样及抽样定理

1.5.1理想抽样

1.5.2实际抽样

1.5.3带通信号的抽样

习题

第2章　离散时间信号与系统的z域分析

2.1z变换的定义及收敛域

2.1.1，z变换的定义

2.1.2z变换的收敛域

2.1.3常用序列的z变换

2.1.4z变换收敛域的性质

2.2z反变换

2.2.1部分分式展开法

2.2.2幂级数展开法

2.2.3围线积分法（留数法）

2.3z变换的性质与定理

2.4z变换与连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系

2.4.1z变换与拉普拉斯变换的关系

2.4.2序列的z变换和傅里叶变换的关系

2.5序列傅里叶变换及性质

2.5.1非周期序列傅里叶变换

2.5.2序列傅里叶变换的性质与定理

2.6离散时间系统的系统函数和频率响应

2.6.1系统函数的定义

2.6.2系统函数与差分方程的关系

2.6.3系统的频率响应

2.6.4利用h（z）的零极点分析系统

2.6.5无限长单位抽样响应系统与有限长单位抽样响应系统

习题

第3章　离散傅里叶变换

3.1傅里叶变换的几种形式

3.1.1非周期连续时间信号的傅里叶变换--时域连续、频域连续

3.1.2周期连续时间信号的傅里叶级数--时域连续、频域离散

3.1.3非周期离散时间信号（序列）的傅里叶变换--时域离散、频域连续

3.1.4周期离散时间信号的傅里叶级数--时域离散、频域离散

3.2周期序列的离散傅里叶级数及性质

3.2.1周期序列的离散傅里叶级数

3.2.2周期序列离散傅里叶级数的性质

3.2.3周期序列的傅里叶变换

3.3离散傅里叶变换

3.3.1离散傅里叶变换的定义

3.3.2dff与z变换以及dtft之间的关系

3.3.3.模拟频率、离散频率和数字频率的关系

3.4离散傅里叶变换的性质

3.4.1离散傅里叶变换隐含的周期性

3.4.2离散傅里叶变换的性质

3.5 有限长序列的循环卷积定理和循环相关定理

3.5.1 有限长序列的循环卷积

3.5.2循环卷积定理

3.5.3有限长序列的线性卷积和循环卷积

3.5.4线性相关与循环相关

3.6频域抽样理论

3.6.1由x（a）不失真地恢复x（n）的条件

3.6.2频率抽样的内插公式

3.7基于der技术的频谱分析技术

3.7.1利用dft对连续非周期信号进行频谱分析

3.7.2利用dft对连续信号进行频谱分析中的问题及其解决方法

3.7.3补零问题

习题

第4章　快速傅里叶变换

4.1dft的运算量分析

4.1.1直接计算dmr的运算量

4.1.2改善dft运算效率的基本途径

4.2按时间抽取的基-2fft算法

4.2.1算法的基本原理

4.2.2运算量

4.2.3算法特点

4.2.4按时间抽取的其他形式流图

4.2.5dit基-2fmr的软件编程思想

4.3按频率抽取的基-2flvr算法

4.3.1算法的基本原理

4.3.2按频率抽取的fmf算法特点

4.3.3时间抽取法与频率抽取法的比较

4.4快速傅里叶反变换

4.4.1稍微变动fft程序和参数实现ifft

4.4.2不改变fft的程序直接实现ifft

4.5ffr算法的matlab软件实现

4.6实序列的fft算法

4.6.1利用频谱对称性求实信号的fft

4.6.2离散哈德曼变换

4.7线性卷积与线性相关的ffr算法

4.7.1有限长序列线性卷积的fft算法

4.7.2有限长序列和无限长序列卷积的fft实现

4.7.3线性相关的fft算法

习题

第5章　数字滤波器的基本结构

5.1数字滤波器结构的表示方法

5.2无限长单位抽样响应（iir）滤波器的结构

5.2.1直接i型

5.2.2直接ii型（典范型、正准型）

5.2.3级联型

5.2.4并联型

5.2.5转置定理

5.3有限长单位抽样响应（pir）滤波器的基本结构

5.3.1直接型（横截型、卷积型）

5.3.2级联型

5.3.3快速卷积型

5.3.4频率抽样型

5.3.5梳状滤波器

5.4格型滤波器的基本结构

5.4.1全零点（fir）格型滤波器

5.4.2全极点（iir）格型滤波器

5.4.3零、极点（iir）格型滤波器

习题

第6章　无限长单位抽样响应数字滤波器的设计

6.1滤波器的基本概念

6.1.1滤波器的分类

6.1.2滤波器的技术指标

6.1.3滤波器的设计步骤

6.2模拟低通滤波器的设计

6.2.1由幅度平方函数来确定系统函数

6.2.2：巴特沃斯模拟低通滤波器的设计

6.2.3切比雪夫模拟低通滤波器的设计

6.2.4椭圆模拟低通滤波器的设计

6.2.5贝塞尔模拟低通滤波器的设计

6.2.6归一化原型滤波器设计数据

6.2.7常用模拟滤波器的比较

6.3用模拟滤波器设计iir数字滤波器

6.3.1 抽样响应不变法

6.3.2双线性变换法

6.4数字高通、带通和带阻iir滤波器的设计

6.4.1模拟频带法

6.4.2数字频带法

6.5常用特殊iir滤波器

6.5.1全通滤波器

6.5.2最小相位滤波器

6.5.3特殊零极点二阶滤波器

习题

第7章　有限长单位抽样响应数字滤波器的设计

7.1线性相位fir数字滤波器及其特点

7.1.1线性相位的定义

7.1.2线性相位的条件

7.1.3线性相位fir滤波器的幅度特性

7.1.4线性相位fir滤波器的零点分布

7.2窗函数设计法

7.2.1设计方法

7.2.2加窗处理对频谱性能的影响

7.2.3典型窗函数

7.2.4窗函数设计法举例

7.3频率抽样设计法

7.3.1设计方法

7.3.2逼近误差

7.3.3频率抽样法设计举例

7.4等波纹最佳设计法

7.4.1设计思想

7.4.2交错点组定理

7.4.3parks-mcclellan算法

7.4.4matlab实现

7.5简单整系数fir滤波器

7.5.1均值滤波器

7.5.2平滑滤波器

7.5.3建立在零极点相消的简单整系数滤波器

7.611r滤波器和fir滤波器的比较

习题

第8章　有限字长效应

8.1问题的提出

8.2二进制数的表示

8.2.1定点运算与浮点运算

8.2.2原码、补码和反码

8.3量化误差

8.3.1定点运算中的量化误差

8.3.2浮点运算中的量化误差

8.4系统输入信号的量化效应

8.4.1信号量化误差的统计分析

8.4.2量化噪声通过线性系统的响应

8.5系统系数的量化效应

8.5.1系数量化误差对系统零极点的影响

8.5.2系数量化对滤波器稳定性的影响

8.6定点运算fir滤波器的有限字长效应

8.6.1fir滤波器的有限字长效应

8.6.2fft算法的有限字长效应

8.7定点运算iir滤波器的有限字长效应

8.7.1量化噪声

8.7.2极限环振荡

8.7.3死带效应

8.8浮点运算的有限字长效应

习题

第9章　多抽样率转换

9.1按整数因子d抽取

9.1.1抽取器

9.1.2抗混叠抽取器

9.1.3频谱关系

9.2按整数因子／内插

9.2.1插值器

9.2.2插值器的频域分析

9.2.3插值器的时域关系

9.3按有理因子i／d的抽样率转换

9.4多抽样率转换fir滤波器的matlab实现

9.4.1 相关的matlab函数

9.4.2fir整数插值举例

9.4.3fir整数抽取举例

9.4.4fir有理因子的抽样率转换

9.5多抽样率转换的fir滤波器结构

9.5.1整数因子抽取的fir实现

9.5.2整数因子插值的fir实现

9.5.3多相fir结构

习题

参考文献

1．把理论、应用和实践相结合　　2．把工程应用实例同实现方法相结合　　3．以信号分析方法作为本书的第一主线　　4．以离散时间系统的分析与设计方法作为本书的第二主线《数字信号处理原理及应用》全面介绍了数字信号处理与应用的基础理论和分析方法。书中第1章至第3章是数字信号处理的基础，其中包括离散时间信号与系统、z变换、离散傅里叶变换三部分内容。第4章是快速傅里叶变换及其应用。第5章至7章是数字滤波器的基本结构、设计原理以及设计方法。第8章和第9章分别讨论了有限字长效应和多抽样率转换。为了使读者加深对基本理论的理解和基本方法的掌握，书中编排了一些典型例题的matlab程序。　　《数字信号处理原理及应用》内容全面，叙述清楚，可作为普通高等院校信息类等相关专业本科生或研究生教材，也可作为相关科研与工程技术人员的自学参考用书。