数字信号处理 第3版【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

数字信号处理 第3版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 离散序列与离散系统1

1.1 离散序列及其表示法1

1.2 信号振幅、幅度和功率5

1.3 信号处理的运算符6

1.4 离散线性时不变系统概述7

1.5 离散线性系统8

1.5.1 线性系统的例子8

1.5.2 非线性系统的例子8

1.6 时不变系统11

1.6.1 时不变系统的例子11

1.7 LTI系统的可交换性12

1.8 分析LTI系统12

参考文献14

习题14

第2章 周期采样19

2.1 混叠：信号的频率模糊性19

2.2 低通信号采样22

2.3 带通信号采样25

2.4 带通采样中的实际问题27

2.4.1 带通采样中的频谱反转27

2.4.2 将采样频谱定位在fs/4处28

2.4.3 带通采样信号的噪声29

参考文献30

习题30

第3章 离散傅里叶变换35

3.1 理解DFT等式36

3.1.1 DFT例138

3.2 DFT对称性44

3.3 DFT线性46

3.4 DFT幅度46

3.5 DFT频率轴47

3.6 DFT移位定理47

3.6.1 DFT例248

3.7 IDFT49

3.8 DFT泄漏50

3.9 窗口55

3.10 DFT扇形损失60

3.11 DFT分辨率、零样值填充和频域采样60

3.12 DFT处理增益63

3.12.1 单一DFT处理增益63

3.12.2 平均多DFT带来的集成增益65

3.13 矩形函数的DFT65

3.13.1 一般矩形函数的DFT66

3.13.2 对称矩形函数的DFT70

3.13.3 全1矩形函数的DFT72

3.13.4 与DFT相关的时间轴和频率轴74

3.13.5 全1矩形函数DFT的另一种形式75

3.14 使用离散时间傅里叶变换说明DFT76

参考文献78

习题79

第4章 快速傅里叶变换84

4.1 FFT与DFT的关系84

4.2 FFT在实际应用中要注意的要点85

4.2.1 采样时间和采样率85

4.2.2 在频域变换前对时域信号进行处理86

4.2.3 FFT结果的增强86

4.2.4 FFT的结果分析87

4.3 基2 FFT算法的起源88

4.4 FFT输入输出数据的二进制反转93

4.5 基2FFT蝶形结构94

4.6 备用的单一蝶形结构96

参考文献98

习题99

参考文献104

第5章 有限脉冲响应滤波器105

5.1 FIR滤波器的介绍106

5.2 FIR滤波器中的卷积108

5.3 FIR低通滤波器的设计116

5.3.1 加窗法116

5.3.2 FIR滤波器设计中常用到的窗函数121

5.4 FIR带通滤波器的设计127

5.5 FIR高通滤波器的设计128

5.6 最优滤波器设计法129

5.7 FIR半带滤波器131

5.8 FIR滤波器的相频响应132

5.9 离散卷积135

5.9.1 时域离散卷积136

5.9.2 卷积定理137

5.9.3 卷积定理的应用140

5.10 FIR滤波器分析142

5.10.1 FIR滤波器的代数学分析142

5.10.2 FIR滤波器的DFT分析143

5.10.3 FIR滤波器群延迟144

5.10.4 FIR滤波器通带增益146

5.10.5 估计FIR滤波器的抽头数146

参考文献147

习题149

第6章 无限脉冲响应滤波器157

6.1 引言158

6.2 拉普拉斯变换159

6.2.1 s平面上的极点、零点和稳定性162

6.3 z变换167

6.3.1 极点、零点和数字滤波器的稳定性168

6.4 用z变换分析滤波器169

6.4.1 IIR滤波器的z域分析170

6.4.2 IIR滤波器分析实例172

6.5 利用极点和零点分析IIR滤波器175

6.5.1 IIR滤波器传递函数的代数形式175

6.5.2 利用零点／极点得到传递函数175

6.6 其他形式的IIR滤波器结构178

6.6.1 直接Ⅰ型、直接Ⅱ型和转置结构178

6.6.2 转置定理179

6.7 构造IIR滤波器的误区180

6.8 用级联结构改进IIR滤波器182

6.8.1 级联和并联滤波器的性质182

6.8.2 IIR级联滤波器183

6.9 对IIR滤波器增益进行限制185

6.10 IIR滤波器的脉冲响应不变法187

6.10.1 应用脉冲响应不变法1的实例191

6.10.2 应用脉冲响应不变法2的实例192

6.11 IIR滤波器设计的双线性变换法196

6.11.1 双线性变换法设计实例200

6.12 最优的IIR滤波器设计方法203

6.13 IIR和FIR滤波器的比较204

参考文献205

习题206

第7章 常用的数字网络和滤波器220

7.1 微分器220

7.1.1 简单的微分器221

7.1.2 专用窄带微分器223

7.1.3 宽带微分器224

7.1.4 最优化的宽带微分器225

7.2 积分器226

7.2.1 矩形规则积分器226

7.2.2 梯形规则积分器227

7.2.3 Simpson规则积分器227

7.2.4 Tick规则积分器228

7.2.5 各积分器的性能比较228

7.3 匹配滤波器230

7.3.1 匹配滤波器的性能231

7.3.2 匹配滤波器示例231

7.3.3 匹配滤波器实现中需考虑的问题233

7.4 FIR内插低通滤波器233

7.4.1 选择最优的扩展因子M237

7.4.2 FIR滤波器抽头个数的估计237

7.4.3 IFIR滤波器的性能237

7.4.4 有关IFIR滤波器实现的一些问题238

7.4.5 IFIR滤波器设计实例239

7.5 频率采样滤波器240

7.5.1 级联中的梳状滤波器和复振荡器242

7.5.2 多节复FSF245

7.5.3 FSF的稳定性249

7.5.4 多级实系数FSF251

7.5.5 具有线性相位的多级实系数FSF253

7.5.6 小结254

7.5.7 一种有效的实系数FSF结构254

7.5.8 对FSF的模拟256

7.5.9 通过使用过渡带系数改善滤波器的性能257

7.5.10 另一种FSF结构258

7.5.11 FSF的优点259

7.5.12 第4种FSF结构设计实例260

7.5.13 何时使用FSF？261

7.5.14 FSF的设计263

7.5.15 总结265

参考文献265

习题267

第8章 正交信号272

8.1 为什么要研究正交信号？272

8.2 复数的表示273

8.3 实信号的复向量表示276

8.4 一些关于负频率的思考278

8.5 正交信号的频域特征279

8.6 频域带通正交信号280

8.7 下变频282

8.8 一个下变频的实例283

8.9 一种等效的下变频方法286

参考文献287

习题288

第9章 离散希尔伯特变换295

9.1 希尔伯特变换的定义295

9.2 为什么关心希尔伯特变换？296

9.3 希尔伯特变换的脉冲响应300

9.4 设计离散的希尔伯特变换器302

9.4.1 时域希尔伯特变换：FIR滤波器的实现302

9.4.2 频域希尔伯特变换305

9.5 时域解析信号的生成305

9.6 解析信号产生方法的比较307

参考文献307

习题308

第10章 采样率转换312

10.1 抽取312

10.2 二级抽取314

10.2.1 二级抽取的概念314

10.2.2 二级抽取举例315

10.2.3 二级抽取的条件316

10.3 下采样的特性316

10.3.1 下采样的时域和频域特性316

10.3.2 绘制下采样后的频谱317

10.4 内插318

10.5 内插的特性319

10.5.1 内插的时域特性和频域特性319

10.5.2 绘制上采样的频谱320

10.6 抽取和内插的结合321

10.7 多相滤波器321

10.8 二级内插325

10.8.1 二级内插的概念325

10.8.2 二级内插的例子327

10.8.3 二级内插的考虑事项328

10.9 多率系统的z变换分析329

10.9.1 信号的数学表示329

10.9.2 滤波器的数学表示330

10.10 多相滤波器的实现330

10.11 分数因子的采样率转换334

10.12 半带滤波器的采样率转换336

10.12.1 半带滤波的基本原理336

10.12.2 半带滤波器的实现338

10.13 IFIR滤波器的采样率转换339

10.14 级联的积分梳状滤波器340

10.14.1 递归移动求和滤波器341

10.14.2 CIC滤波器结构342

10.14.3 改善CIC滤波器的衰减346

10.14.4 CIC滤波器的实现问题347

10.14.5 FIR补偿／预处理滤波器350

参考文献351

习题352

第11章 信号平均366

11.1 相干平均367

11.2 不相干平均371

11.3 多个FFT的平均373

11.4 平均相位角375

11.5 时域平均滤波的问题376

11.6 指数平均378

11.6.1 时域滤波379

11.6.2 频域滤波性能381

11.6.3 指数平均器的应用382

参考文献383

习题384

第12章 数字数据格式及其影响387

12.1 定点二进制格式387

12.1.1 八进制数388

12.1.2 十六进制数388

12.1.3 符号-幅度二进制格式389

12.1.4 2的补码二进制格式389

12.1.5 偏移二进制格式390

12.1.6 二进制小数390

12.2 二进制数的精度和动态范围393

12.3 定点二进制有限字长的影响394

12.3.1 模数转换器的量化误差394

12.3.2 数据溢出399

12.3.3 截断402

12.3.4 舍入403

12.4 浮点二进制格式405

12.4.1 浮点数的动态范围407

12.5 块浮点二进制格式409

参考文献409

习题410

第13章 数字信号处理技巧416

13.1 无乘法的频率变换416

13.1.1 fs/2频率变换416

13.1.2 -fs/4频率变换418

13.1.3 fs/4频率下变频后的滤波和抽取419

13.2 向量幅度的快速估算422

13.3 频域加窗424

13.4 复数的快速乘法426

13.5 实序列FFT的高效算法427

13.5.1 两个N点实序列FFT427

13.5.2 2N点实序列FFT432

13.6 用FFT计算IFFT435

13.6.1 第一种IFFT算法435

13.6.2 第二种IFFT算法436

13.7 简化的FIR滤波器结构437

13.8 减小模数转换器的量化噪声438

13.8.1 过采样438

13.8.2 抖动440

13.9 模数转换器测试技术442

13.9.1 用FFT估计模数转换器的量化噪声442

13.9.2 估算模数转换器的动态范围445

13.9.3 丢码检测446

13.10 用FFT进行快速FIR滤波447

13.11 正态分布随机数据的产生451

13.12 零相位滤波452

13.13 锐化的FIR滤波器453

13.14 带通信号内插454

13.15 频谱峰值定位算法456

13.16 FFT旋转因子的计算458

13.16.1 频域抽取FFT旋转因子458

13.16.2 时域抽取FFT旋转因子459

13.17 单一音频的检测460

13.17.1 Goertzel算法461

13.17.2 Goertzel算法举例462

13.17.3 Goertzel算法相对FFT算法的优点463

13.18 滑动DFT463

13.18.1 滑动DFT算法463

13.18.2 SDFT的稳定性466

13.18.3 SDFT的泄漏抑制467

13.18.4 鲜为人知的SDFT性质468

13.19 频谱细化的FFT469

13.20 一种实用的频谱分析仪471

13.21 一种有效的反正切估计算法473

13.22 频率解调算法474

13.23 消除直流分量476

13.23.1 块数据直流消除477

13.23.2 实时系统中的直流消除477

13.23.3 量化的实时系统直流消除方法478

13.24 传统的CIC滤波器的改进479

13.24.1 非递归CIC滤波器479

13.24.2 非递归素数R因子CIC滤波器481

13.25 平滑脉冲噪声482

13.26 有效的多项式估计484

13.26.1 浮点Horner准则484

13.26.2 二进制移位乘、除法中的Horner准则484

13.26.3 Estrin方法485

13.27 高阶FIR滤波器的设计485

13.28 采用FFT的时域内插488

13.28.1 实信号内插方法488

13.28.2 解析信号内插计算489

13.29 采用抽取进行频率变换490

13.29.1 采用抽取方法的实信号变换490

13.29.2 采用抽取方法的复信号变换491

13.30 自动增益控制（AGC）491

13.31 近似包络检波492

13.32 正交振荡器494

13.33 专业化指数平均495

13.33.1 单乘法器指数平均器496

13.33.2 无乘法器指数平均器496

13.33.3 双模平均器497

13.34 用零值滤波器过滤窄带噪声497

13.35 信号方差的高效计算501

13.36 信号均值和方差的实时计算502

13.36.1 计算移动均值和方差502

13.36.2 计算指数移动均值和方差504

13.37 利用半带滤波器构建希尔伯特变换器505

13.37.1 半带滤波器的频率转换505

13.37.2 半带滤波器的系数调制506

13.38 通过反正切函数进行复向量的旋转507

13.38.1 第一象限的向量旋转507

13.38.2 以±π／8旋转向量509

13.39 高效微分网络510

13.40 线性相位直流消除滤波器511

13.41 模值计算溢出规避513

13.42 高效的线性内插513

13.43 替换的复下变频方案514

13.43.1 半带滤波器（half-band filter）下变频514

13.43.2 高效的单抽取复下变频516

13.44 信号过渡带检测517

13.45 信号中心频率处的频谱反转518

13.46 计算丢失的信号样值519

13.47 利用小型FFT计算大型DFT521

13.48 不使用反正切函数计算滤波器群延迟523

13.49 利用单次FFT同时计算FFT和IFFT524

13.50 改进的IIR窄带低通滤波器525

13.50.1 IIR窄带低通滤波器的问题526

13.50.2 一种改进的IIR窄带低通滤波器527

13.50.3 IIR内插滤波器举例528

13.51 一种稳定的Goertzel算法529

参考文献530

附录A 复数的运算536

附录B 几何级数的闭式543

附录C 时间反转和DFT545

附录D 均值、方差和标准差547

附录E 分贝（dB和dBm）558

附录F 数字滤波器的术语563

附录G 频域采样滤波器的一些方程的推导569

附录H 频域采样滤波器的设计系数表575

附录I 计算切比雪夫窗序列584

中英文术语对照表586