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绪论1

0.1 数字信号1

0.2 数字信号处理2

0.3 数字信号处理系统的基本组成3

0.4 数字信号处理的优点和局限3

0.5 数字信号处理学科的内容5

0.6 数字信号处理的应用领域6

0.7 本书内容介绍6

习题8

第1章 离散时间信号与系统的时域分析9

1.1 离散时间信号的描述及其基本运算9

1.1.1 离散时间信号的描述9

1.1.2 离散时间信号（序列）的基本运算9

1.1.3 典型时间信号及应用13

1.2 离散时间系统的描述及性质16

1.2.1 离散时间系统的描述16

1.2.2 离散时间系统的性质16

1.2.3 线性移不变离散时间系统19

1.3 离散时间信号通过系统的时域分析22

1.3.1 线性常系数差分方程的求解22

1.3.2 离散时间信号通过系统的响应22

1.3.3 离散时间系统的单位抽样响应23

1.4 小结24

习题25

第2章 离散时间信号和系统的频域分析28

2.1 离散时间信号的离散时间傅里叶变换28

2.1.1 非周期序列的离散时间傅里叶变换28

2.1.2 离散时间傅里叶变换的性质31

2.1.3 周期序列的傅里叶级数及其离散时间傅里叶变换36

2.1.4 时域采样定理42

2.2 离散时间系统的频率响应46

2.3 离散时间信号通过系统的频域分析46

2.4 小结49

习题49

第3章 离散时间信号与系统的复频域分析52

3.1 z变换52

3.1.1 z变换的定义52

3.1.2 z反变换58

3.1.3 z变换的主要性质63

3.1.4 z变换与离散时间傅里叶变换的关系68

3.2 离散时间系统的系统函数68

3.2.1 单位抽样响应与系统函数69

3.2.2 离散时间系统的稳定性和因果性71

3.3 离散时间信号通过系统的复频域分析73

3.3.1 利用z变换解差分方程74

3.3.2 频率响应的几何确定74

3.4 小结77

习题77

第4章 离散傅里叶变换及其应用80

4.1 离散傅里叶变换与z变换80

4.1.1 离散傅里叶变换的定义80

4.1.2 离散傅里叶变换与z变换、离散时间傅里叶变换的关系85

4.1.3 频域采样定理90

4.2 离散傅里叶变换的主要性质91

4.2.1 线性性质92

4.2.2 移位性质92

4.2.3 帕塞瓦尔（Parseval）定理92

4.2.4 对称性质93

4.2.5 卷积性质96

4.3 离散傅里叶变换的经典快速算法98

4.3.1 直接计算DFF的计算量98

4.3.2 时间抽取基-2 FFT算法99

4.3.3 频率抽取基-2 FFT算法105

4.3.4 离散傅里叶反变换的快速算法109

4.4 离散傅里叶变换的应用111

4.4.1 信号的谱分析111

4.4.2 线性卷积的计算114

4.5 小结117

习题117

第5章 数字滤波器设计基础121

5.1 数字滤波器的功能、分类与描述121

5.1.1 滤波器的功能121

5.1.2 滤波器的分类122

5.1.3 数字滤波器的描述123

5.2 经典数字滤波器的设计方法127

5.3 选频数字滤波器的设计指标描述128

5.3.1 幅频响应的技术指标128

5.3.2 相频响应与群延迟131

5.4 小结133

习题133

第6章 无限长脉冲响应数字滤波器的系统设计135

6.1 IIR DF的特点及其系统设计的基本方法135

6.1.1 IIR DF的特点135

6.1.2 IIR DF系统设计的基本方法135

6.2 模仿模拟滤波器的IIR DF系统设计136

6.2.1 模拟低通滤波器的系统设计136

6.2.2 模拟滤波器映射为数字滤波器153

6.2.3 频带转换技术166

6.2.4 模仿模拟滤波器进行IIR DF的系统设计179

6.2.5 模仿AF进行IIR DF系统设计的主要问题186

6.3 IIR DF的直接设计法187

6.3.1 零点、极点配置累试法187

6.3.2 优化设计法189

6.4 本章小结189

习题190

第7章 有限长脉冲响应数字滤波器的系统设计193

7.1 FIR DF的特点及指标描述193

7.1.1 FIR DF的特点193

7.1.2 线性相位FIR DF的相频指标描述193

7.2 线性相位FIR DF的条件、特点及其系统设计的常用方法194

7.2.1 FIR DF具有线性相位的条件194

7.2.2 线性相位FIR DF幅度函数的特性195

7.2.3 线性相位FIR DF系统的零点分布特点198

7.2.4 线性相位FIR DF系统设计的常用方法200

7.3 线性相位FIR DF的窗函数设计法200

7.3.1 设计原理200

7.3.2 用矩形窗设计线性相位FIR LP DF201

7.3.3 矩形窗的截断效应203

7.3.4 典型窗函数205

7.3.5 线性相位FIR DF系统函数的窗函数法设计步骤209

7.3.6 设计举例211

7.3.7 窗函数法设计的FIR DF中的主要问题217

7.4 线性相位FIR DF的频率抽样设计法217

7.4.1 算法原理217

7.4.2 两种频率采样方式221

7.4.3 频率抽样设计法的逼近误差及其改进222

7.4.4 线性相位FIR DF系统函数的频率抽样设计法设计步骤224

7.4.5 设计举例225

7.4.6 频率抽样设计法设计线性相位FIR DF的特点232

7.5 线性相位FIR DF的优化设计法232

7.5.1 均方误差最小准则233

7.5.2 最大误差最小化准则233

7.5.3 设计举例238

7.5.4 线性相位FIR DF优化设计法的特点240

7.6 FIR DF与IIR DF的比较241

7.7 小结241

习题242

第8章 数字滤波器的算法结构245

8.1 离散时间系统的信号流图描述245

8.2 IIR DF的算法结构247

8.2.1 直接型算法结构247

8.2.2 级联型算法结构248

8.2.3 并联型算法结构251

8.2.4 转置型算法结构252

8.3 FIR DF的算法结构253

8.3.1 直接型算法结构253

8.3.2 级联型算法结构254

8.3.3 频率抽样型算法结构254

8.3.4 线性相位FIR DF的算法结构258

8.4 离散时间系统的格型算法结构简介260

8.4.1 全零点（FIR系统）的格型结构260

8.4.2 全极点系统（IIR系统）的格型结构261

8.4.3 零极点系统（IIR系统）的格型结构261

8.5 小结262

习题262

第9章 误差分析263

9.1 误差分析概述263

9.2 数的二进制表示及其量化误差263

9.2.1 数的二进制表达263

9.2.2 二进制数的定点运算264

9.2.3 二进制数的浮点运算266

9.2.4 尾数处理266

9.3 模数转换的误差268

9.4 数字滤波器系数量化的影响270

9.4.1 系数量化误差对滤波器稳定性的影响270

9.4.2 系数量化误差对滤波器零、极点位置的影响271

9.5 数字滤波器数字运算误差273

9.5.1 定点运算的尾数处理误差分析273

9.5.2 IIR DF定点舍入运算的误差分析274

9.5.3 IIR DF定点运算中的幅度加权275

9.5.4 IIR DF的零输入极限环现象276

9.5.5 FIR DF定点舍入运算的误差分析277

9.5.6 FIR DF定点实现中的幅度加权278

9.6 数模转换的误差279

9.7 小结279

习题279

第10章 数字信号处理应用简介282

10.1 智能仪器中常用的简单数字滤波算法282

10.2 采样率转换技术的应用284

10.3 频谱分析的应用285

10.4 软件无线电技术287

10.5 控制系统数字化289

10.6 音乐信号的数字化处理291

10.7 小结292

习题292

参考文献294