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绪论1

第1章 离散时间信号与离散时间系统3

1.1离散时间信号的基本概念3

1.1.1离散信号概述3

1.1.2典型离散信号4

1.1.3离散信号的运算7

1.2离散时间系统的概念9

1.2.1线性系统10

1.2.2时不变系统10

1.3线性时不变系统的输入/输出关系11

1.4线性时不变系统的频率响应17

1.5常系数线性差分方程17

1.5.1常系数线性差分方程的定义17

1.5.2常系数线性差分方程的求解18

1.6连续时间信号的抽样21

1.6.1理想抽样22

1.6.2实际抽样25

1.6.3正弦抽样26

1.7与本章内容有关的MATLAB文件27

小结30

习题30

第2章 时域离散信号和系统的z域分析33

2.1 Z变换的定义33

2.2 Z变换的收敛域33

2.3 Z变换的基本性质和定理36

2.4逆Z变换41

2.5利用Z变换解差分方程45

2.6利用Z变换分析信号与系统的频域特性46

2.6.1系统函数46

2.6.2分析系统的因果性和稳定性47

2.6.3频率响应的几何确定法47

2.6.4无限长单位冲激响应系统与有限长单位冲激响应系统51

2.7全通系统与最小相位系统51

2.7.1全通系统51

2.7.2最小相位系统53

2.8与本章内容有关的MATLAB文件54

小结56

习题57

第3章 傅里叶变换59

3.1连续时间信号的傅里叶变换59

3.1.1连续时间信号的傅里叶级数59

3.1.2连续非周期信号的傅里叶变换60

3.1.3傅里叶级数和傅里叶变换的区别与联系62

3.2离散时间信号的傅里叶变换63

3.2.1 DTFT的定义63

3.2.2 DTFT的性质64

3.2.3典型信号的DT T68

3.3离散时间周期的信号的傅里叶级数70

小结71

习题72

第4章 离散傅里叶变换74

4.1周期序列74

4.1.1周期离散信号的定义74

4.1.2周期序列的循环移位75

4.1.3序列的卷积76

4.2周期序列的傅里叶级数及变换80

4.2.1周期序列的傅里叶级数80

4.2.2周期序列的傅里叶变换81

4.3离散傅里叶变换的定义及物理意义82

4.3.1 DFT的定义82

4.3.2 DFT的物理意义83

4.4离散傅里叶变换的基本性质84

4.4.1 DFT的周期性84

4.4.2 DFT的线性85

4.4.3 DFT的时移和频移85

4.4.4 DFT的圆卷积85

4.4.5 DFT的共轭性86

4.4.6 DFT的对称性86

4.5频率域采样89

4.6 DFT的应用90

4.6.1用DFT计算卷积90

4.6.2用DFT进行频谱分析91

4.6.3用DFT进行频谱分析的误差95

小结97

习题99

第5章 快速傅里叶变换101

5.1快速傅里叶变换方法的引入101

5.1.1 DFT的计算101

5.1.2减少DFT计算量的方法102

5.2时域抽取基2FFT算法103

5.2.1时域抽取基2FFT算法原理103

5.2.2基2FFT算法与直接计算DFT运算量的比较106

5.2.3时域抽取基2FFT算法的运算规律及编程思想107

5.3频域抽取基2FFT算法109

5.3.1频域抽取基2FFT算法概述109

5.3.2频域抽取基2FFT算法原理110

5.4高效率计算DFT的方法的探讨112

5.4.1进一步减少FFT的计算量112

5.4.2利用DFT的对称性减少计算量112

5.4.3根据计算条件提高运算速度112

5.5离散傅里叶逆变换的FFT算法113

5.6线性调频Z变换算法114

5.6.1 Chirp-Z变换115

5.6.2 Chirp-Z变换的计算116

5.7典型FFT算法的MATLAB实现117

5.7.1用MATLAB计算DFT和IDFT的方法118

5.7.2典型FFT算法的MATLAB实现119

小结121

习题122

第6章 数字滤波器的基本结构123

6.1数字滤波器结构的表示方法123

6.2 IIR滤波器的基本结构124

6.3 FIR滤波器的基本结构130

6.4数字滤波器的格型结构135

6.4.1全零点系统的格型结构136

6.4.2全极点系统的格型结构139

6.4.3零极点系统的格型结构142

6.5与本章内容有关的MATLAB文件145

小结146

习题147

第7章HR数字滤波器设计149

7.1滤波器基本概念149

7.1.1滤波器的种类149

7.1.2滤波器的技术指标149

7.2模拟滤波器设计151

7.2.1模拟低通滤波器的设计151

7.2.2模拟高通、带通及带阻滤波器的设计159

7.3用模拟滤波器设计IIR数字滤波器163

7.3.1冲激响应不变法设计IIR数字滤波器163

7.3.2双线性变换法设计IIR数字滤波器166

7.4原型变换168

7.4.1数字低通IIR滤波器的设计168

7.4.2数字高通、带通及带阻IIR滤波器的设计169

7.5与本章内容有关的MATLAB文件178

小结180

习题180

第8章FIR数字滤波器的设计183

8.1线性相位FIR数字滤波器的特点183

8.2窗函数设计法190

8.3利用频率采样法设计FIR滤波器198

8.4 FIR型数字滤波器的优化设计202

8.4.1切比雪夫（等纹波）逼近法203

8.4.2线性相位FIR型数字滤波器四种形式的统一表示205

8.5 FIR滤波器设计的MATLAB实现207

小结211

习题213

第9章 多采样率数字信号处理216

9.1采样率按整数因子减小217

9.2采样率按整数因子增加220

9.3采样率按非整数因子变化224

9.4采样率转换滤波器的高效实现方法225

9.4.1直接型FIR滤波器结构225

9.4.2多相滤波器结构229

9.5采样率转换器的MATLAB实现232

第10章 数字信号处理中的有限字长效应235

10.1二进制数的表示及其对量化的影响235

10.1.1二进制数的表示方法235

10.1.2二进制数的编码——原码、补码、反码237

10.1.3量化方式——舍入与截尾239

10.2 A/D变换的量化效应240

10.2.1 A/D变换量化误差的统计分析241

10.2.2白噪声（A/D变换的量化噪声）通过线性系统243

10.3数字滤波器的系数量化效应244

10.3.1系数量化对滤波器零、极点位置的影响244

10.3.2系数量化效应的统计分析247

10.4数字滤波器运算中的有限字长效应248

10.4.1有限字长定点运算IIR滤波器的误差分析248

10.4.2定点FIR滤波器的有限字长效应249

10.5浮点运算数字滤波器和FFT算法中的有限字长效应250

小结253

习题254

第11章 数字信号处理的硬件实现简介256

11.1 DSP系统257

11.1.1 DSP系统构成257

11.1.2 DSP系统的特点257

11.1.3 DSP系统的设计过程258

11.1.4 DSP芯片的发展259

11.1.5 DSP芯片的分类261

11.1.6 DSP芯片的选择262

11.1.7 DSP芯片的应用264

11.2 DSP芯片的基本结构264

11.2.1哈佛结构265

11.2.2流水线操作265

11.2.3专用的硬件乘法器265

11.2.4特殊的DSP指令266

11.2.5快速的指令周期266

11.3 TT DSP芯片266

11.3.1 TI定点DSP芯片266

11.3.2 TI浮点DSP芯片269

11.4其他DSP芯片简介272

11.4.1 AD公司DSP芯片272

11.4.2 AT&T公司DSP芯片274

11.4.3 Motorola公司DSP芯片274

小结275

附录 部分MATLAB命令名称276

参考文献278