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绪论1

第1章 离散时间信号与系统5

1.0引言5

1.1离散时间信号5

1.1.1序列的表示5

1.1.2序列的运算10

1.2连续时间信号的采样11

1.2.1连续信号的采样过程11

1.2.2具有低通型频谱连续的信号的采样12

1.2.3具有带通型频谱的连续信号的采样14

1.3离散时间系统18

1.3.1系统的线性、时不变性、稳定性与因果性19

1.3.2离散时间系统的差分方程描述19

1.3.3离散时间系统的状态方程描述20

1.4离散时间系统的时域分析22

1.4.1离散线性时不变系统的单位样值响应22

1.4.2线性卷积23

1.4.3离散时间系统的MATLAB分析25

习题一26

第2章 离散时间信号与系统的频域分析29

2.1引言29

2.2序列的傅立叶变换29

2.2.1 DTFT定义和性质29

2.2.2周期序列及其傅立叶级数表示33

2.2.3序列的周期卷积35

2.3序列的Z变换36

2.3.1 Z变换定义37

2.3.2逆Z变换38

2.3.3 Z变换的性质与Parseval定理39

2.4 Z变换的应用41

2.4.1离散系统的系统函数41

2.4.2系统的零极点及频率响应特性42

习题二44

第3章 离散傅立叶变换及其应用46

3.1引言46

3.2离散傅立叶变换46

3.2.1 DFT定义46

3.2.2 DFT性质50

3.2.3频率域采样56

3.2.4循环卷积定理59

3.3快速傅立叶变换FFT62

3.3.1减少运算量的思路62

3.3.2基2-FFT算法63

3.3.3 N为组合数的FFT算法69

3.3.4 Chirp-Z变换71

3.4离散傅立叶变换的实际应用问题73

3.4.1频谱泄漏（leakage）73

3.4.2分辨率及补零方法75

3.4.3 DFT的处理增益77

3.5快速傅立叶变换FFT典型用法79

3.5.1 IDFT的快速算法79

3.5.2实数序列的FFT79

3.5.3线性卷积的FFT计算81

3.5.4相关函数的FFT计算84

3.5.5用FFT计算二维离散的傅立叶变换87

习题三88

第4章 无限长单位脉冲响应数字滤波器设计94

4.1数字滤波器的基本概念94

4.1.1数字滤波器的分类94

4.1.2数字滤波器的技术指标95

4.1.3数字滤波器设计方法概述96

4.2模拟滤波器的设计97

4.2.1模拟低通滤波器的技术指标及逼近方法97

4.2.2巴特沃兹滤波器98

4.2.3切比雪夫滤波器104

4.2.4椭圆滤波器（考尔滤波器）107

4.2.5模拟高通、带通、带阻滤波器设计108

4.3利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器113

4.3.1脉冲响应不变法114

4.3.2双线性变换法117

4.3.3用MATLAB实现模拟滤波器变换到IIR数字滤波器120

4.4从模拟低通原型到各种数字滤波器的频率变换121

4.4.1低通变换121

4.4.2高通变换126

4.4.3带通变换129

4.4.4带阻变换133

4.4.5 MATLAB中直接设计IIR数字滤波器的函数介绍134

习题四138

第5章 有限长单位脉冲响应数字滤波器的设计140

5.1线性相位FIR数字滤波器的特性140

5.1.1线性相位的条件140

5.1.2线性相位FIR滤波器的幅度特性141

5.1.3线性相位FIR滤波器的零点特性146

5.2窗函数设计法147

5.2.1矩形窗函数设计法148

5.2.2几种常用的窗函数151

5.2.3窗函数法设计举例155

5.3频率采样法160

5.3.1设计方法160

5.3.2逼近误差161

5.3.3 MATLAB辅助设计165

5.4 FIR数字滤波器的最优化设计168

5.4.1最优设计准则169

5.4.2切比雪夫最佳一致逼近170

5.5 IIR与FIR数字滤波器的比较175

5.6 MATLAB中的滤波器设计工具FDATool176

5.6.1 FDATool使用环境介绍176

5.6.2利用FDATool设计数字滤波器179

5.6.3 FDATool的设计数据输出180

习题五183

第6章 数字信号处理系统的实现186

6.1数字滤波器的网络结构186

6.1.1数字网络的信号流图表示186

6.1.2 IIR数字滤波器的结构188

6.1.3 FIR数字滤波器网络结构191

6.2数字信号处理中的量化效应196

6.2.1量化噪声196

6.2.2 A/D变换的量化效应198

6.2.3量化噪声通过线性系统199

6.2.4有限字长运算对数字滤波器的影响200

6.2.5系数量化对滤波器特性的影响204

习题六208

第7章 多采样率信号处理210

7.1采样率降低210

7.2采样率提高215

7.3抽取与内插的FIR结构218

7.3.1抽取的FIR结构219

7.3.2内插的FIR结构220

7.4采样率变换在A/D和D/A转换器中的应用221

7.4.1过采样A/D和D/A转换器221

7.4.2噪声抑制技术222

7.5正交镜像滤波器组225

7.5.1正交镜像滤波器组226

7.5.2基于FIR滤波器的QMF公共低通滤波器设计228

7.6树状结构滤波器组230

7.6.1倍频程分隔的分析滤波器组230

7.6.2倍频程分隔的综合滤波器组232

7.6.3两通道PR QMF滤波器组的MATLAB设计232

习题七235

第8章 实验教程237

8.1实验一 时域离散信号与系统分析237

8.1.1实验目的237

8.1.2实验原理与方法237

8.1.3实验内容239

8.1.4思考题240

8.1.5部分参考程序（MATLAB语言）240

8.2实验二 离散傅立叶变换及其应用241

8.2.1实验目的241

8.2.2实验原理与前期准备241

8.2.3实验内容242

8.2.4思考题243

8.2.5部分参考程序243

8.3实验三IIR数字滤波器设计250

8.3.1实验目的250

8.3.2实验原理与方法250

8.3.3实验内容252

8.3.4思考题252

8.3.5参考程序（MATLAB语言）253

8.4实验四FIR数字滤波器设计256

8.4.1实验目的256

8.4.2实验原理与方法256

8.4.3实验内容258

8.4.4思考题258

8.4.5实验参考程序（MATLAB语言259

8.5 MATLAB数字信号处理基础263

8.5.1数组（序列）263

8.5.2向量及其生成265

8.5.3运算符和特殊字符266

8.5.4 MATLAB语言结构267

8.5.5常用函数268

8.5.6 MATLAB绘图270

8.5.7 MATLAB程序设计273

参考文献280