數(shù)字信號處理

前言

　　本書是《數(shù)字信號處理》（2004年，電子工業(yè)出版社）的第2版，除了改正原書中的一些錯誤外，還在原書的基礎(chǔ)上作了如下修訂?！　。?）在本書的開始，增加緒論部分，用來介紹數(shù)字信號處理的一些總體概念?！　。?）為了適應(yīng)多抽樣率信號處理應(yīng)用日益廣泛的需要，刪去第1，2章中有關(guān)序列抽取與插值的內(nèi)容。另外，在第2章中專門增加2．4節(jié)討論序列抽取與插值及其頻譜分析的內(nèi)容?！　。?）為了加深學(xué)生對基本概念的理解和提高解題能力，特別是對序列的傅里葉變換、DFT等重要概念的理解，在第1～3章中增加了許多典型的例題。　?。?）鑒于在實際的應(yīng)用中，大都是實序列，在第3章專門加入一小節(jié)，討論實序列的快速算法。　?。?）刪去第5章中5．7．2節(jié)最小平方逆濾波的內(nèi)容?！　。?）在第8章中，增加8．7．3節(jié)介紹MATLAB中有關(guān)數(shù)字濾波器的設(shè)計工具，增加8．8節(jié)討論信號處理和MAq、LAB在數(shù)字音頻均衡器方面的應(yīng)用，并對附錄D信號處理工具箱函數(shù)進行了更新。第8章的內(nèi)容既可結(jié)合前面相應(yīng)章節(jié)的內(nèi)容作為練習(xí)一起學(xué)習(xí)，也可以安排作為實驗課的內(nèi)容?！　〉?版中的第7章由孫祥娥編寫，其余各章由劉益成編寫，這次再版，第8章由楊順遼負責(zé)修訂，王浩南編寫緒論中的表0-1和附錄D，其他部分由劉益成修訂。沈媛媛對習(xí)題參考答案進行了審定，課程組的其他老師對教材的修訂提出了不少寶貴的意見，作者在此表示衷心的感謝。同時，作者對本書的責(zé)任編輯凌毅的幫助和辛勤工作深表謝意！　　限于作者的水平，缺點和錯誤在所難免，懇請讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字信號處理（第2版）》介紹數(shù)字信號處理的基本理論與分析方法。緒論介紹數(shù)字信號處理所涉及的一些基本內(nèi)容；第～2章作為數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)，介紹離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析方法，Z變換和頻域分析方法等內(nèi)容；第3章介紹離散傅里葉變換和它的快速算法及其應(yīng)用；第4～6章分別介紹數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、IIR與FIR濾波器的設(shè)計方法；第7章論述數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)；第8章討論數(shù)字信號處理的軟件實現(xiàn)方法，介紹MATLAB軟件包及其信號處理工具箱的使用方法。為了加深對基本概念的理解和提高解題能力，各章都配有許多典型的例題，同時每章后面都附有習(xí)題。全書共4個附錄，以便讀者查閱、使用。　　《數(shù)字信號處理》町作為高等院校工科電氣與電子信息類、儀器儀表類等專業(yè)本、?？频慕滩幕蚪虒W(xué)參考書，也可作為有關(guān)科技人員的參考書。

書籍目錄

緒論.第1章 離散時間信號與系統(tǒng)1.1 離散時間信號1.1.1 離散時間信號及其時域表示1.1.2 序列的基本運算1.1.3 一些常用序列1.1.4 序列的周期性1.1.5 用單位脈沖序列表示任意序列1.1.6 序列的能量與功率1.2 離散時間系統(tǒng)1.2.1 線性時不變系統(tǒng)1.2.2 線性時不變系統(tǒng)的基本元件1.2.3 單位脈沖響應(yīng)與線性時不變系統(tǒng)的卷積表示1.2.4 序列的線性相關(guān)1.2.5 系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性1.3 線性時不變系統(tǒng)的差分方程描述1.3.1 差分方程描述1.3.2 差分方程的求解1.4 連續(xù)時間信號的數(shù)字處理1.4.1 抽樣定理與A／D轉(zhuǎn)換器1.4.2 抽樣信號的恢復(fù)與D／A轉(zhuǎn)換器1.4.3 帶通信號的抽樣習(xí)題1第2章 離散時間信號與系統(tǒng)的變換域分析2.1 序列的Z變換2.1.1 Z變換的定義2.1.2 Z變換的收斂域2.1.3 逆Z變換2.1.4 Z變換的性質(zhì)與定理2.1.5 Z變換與拉氏變換的關(guān)系2.2 序列的傅里葉變換2.2.1 序列傅里葉變換的定義2.2.2 序列傅里葉變換的性質(zhì)2.2.3 序列傅里葉變換的對稱性2.2.4 序列傅里葉變換舉例2.3 離散時間系統(tǒng)變換域分析2.3.1 系統(tǒng)函數(shù)2.3.2 離散時間系統(tǒng)的Z變換解法2.3.3 系統(tǒng)函數(shù)的零極點與頻率響應(yīng)2.3.4 系統(tǒng)的分類2.3.5 全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)2.4 序列的抽取與插值及其頻譜分析2.4.1 抽樣率轉(zhuǎn)換的基本概念2.4.2 序列的抽取及其頻譜2.4.3 序列的插值及其頻譜2.5 希爾伯特(Hilberr)變換2.5.1 Hilben變換與解析信號2.5.2 實因果信號傅里葉變換的實部與虛部. 對數(shù)幅度與相位的Hilbert變換關(guān)系習(xí)題2第3章 離散傅里葉變換及其快速算法3.1 周期序列的離散傅里葉級數(shù)3.1.1 周期序列的傅里葉級數(shù)(DFS)3.1.2 離散傅里葉級數(shù)(DFS)的性質(zhì)3.1.3 周期序列的傅里葉變換3.2 離散傅里葉變換3.2.1 有限長序列的離散傅里葉變換3.2.2 DFT的一些性質(zhì)3.2.3 離散頻率與數(shù)字頻率和模擬頻率之間的關(guān)系3.3 頻域采樣定理3.4 DFT的快速算法——FFT3.4.1 時域抽取基-2 FFT算法(DIT-FFT)3.4.2 頻域抽取基-2 FFT算法(DIF-FFT)3.4.3 逆DHT的快速算法(IFFT)3.4.4 N為合數(shù)的FFT算法3.4.5 實序列DFT的快速算法3.5 DFT與FFT的應(yīng)用3.5.1 利用FFT進行頻譜分析3.5.2 用FFF計算線性卷積3.5.3 用FFT計算線性相關(guān)3.5.4 線性調(diào)頻Z變換(Chirly-Z變換)算法習(xí)題3第4章 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)4.1 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的信號流圖表示4.2 HR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)4.3 FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)4.4 數(shù)字濾波器的格型結(jié)構(gòu)4.4.1 全零點型格型濾波器結(jié)構(gòu)4.4.2 全極點型格型濾波器結(jié)構(gòu)習(xí)題4第5章 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計..5.1 引言5.2 模擬濾波器設(shè)計5.2.1 模擬濾波器設(shè)計的基本概念5.2.2 巴特沃思低通濾波器5.2.3 切比雪夫濾波器5.3 設(shè)計IIR濾波器的脈沖響應(yīng)不變法5.4 設(shè)計IIR濾波器的雙線性變換法5.5 設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的頻率變換法5.5.1 從S域到Z域的頻率變換法5.5.2 數(shù)字域頻率變換法5.6 數(shù)字陷波器設(shè)計5.7 IIR數(shù)字濾波器的計算機輔助設(shè)計習(xí)題5第6章 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計6.1 FIR數(shù)字濾波器的性質(zhì)6.2 FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計方法6.2.1 窗函數(shù)設(shè)計的基本方法6.2.2 常用的窗函數(shù)6.2.3 幾種常用的理想濾波器6.2.4 窗函數(shù)法小結(jié)與舉例6.3 FIR濾波器頻率采樣法設(shè)計6.4 FIR數(shù)字濾波器的等波紋優(yōu)化設(shè)計習(xí)題6第7章 數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)7.1 二進制數(shù)的表示與量化誤差7.1.1 二進制數(shù)的表示7.1.2 量化誤差7.2 A／D轉(zhuǎn)換器中的量化誤差7.2.1 量化誤差的統(tǒng)計分析7.2.2 量化信噪比與所需字長的關(guān)系7.2.3 量化噪聲通過線性非時變系統(tǒng)7.3 系數(shù)量化對數(shù)字濾波器的影響7.3.1 極點位置靈敏度7.3.2 系數(shù)量化對二階子系統(tǒng)極點位置的影響7.3.3 頻率響應(yīng)偏差的統(tǒng)計分析7.4 數(shù)字濾波器的運算量化效應(yīng)7.4.1 IIR濾波器定點運算舍人誤差的統(tǒng)計分析7.4.2 IIR濾波器定點加法運算的溢出問題7.4.3 極限環(huán)振蕩7.4.4 定點運算的溢出振蕩7.4.5 浮點運算中的有限字長效應(yīng)7.5 FFT算法的有限字長效應(yīng)7.5.1 蝶形運算的統(tǒng)計模型7.5.2 防止溢出和FFT輸出的信噪比7.5.3 浮點FFT算法中的量化效應(yīng)習(xí)題7第8章 MATLAB在信號處理中的應(yīng)用8.1 MATLAB簡介8.2 MATLAB中離散信號的表示與運算8.2.1 用MATLAB函數(shù)產(chǎn)生離散信號8.2.2 MATLAB中信號的運算8.3 用MATLAB進行系統(tǒng)分析8.3.1 系統(tǒng)零極點分析8.3.2 計算頻率響應(yīng)8.4 用MATLAB進行信號的變換8.5 用MATLAB設(shè)計HR數(shù)字濾波器8.5.1 模擬濾波器的設(shè)計函數(shù)8.5.2 模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射——由模擬濾波8.5.3 直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的函數(shù)8.5.4 IIR濾波器設(shè)計舉例8.6 用MATLAB設(shè)計FIR數(shù)字濾波器8.6.1 設(shè)計FIR濾波器的函數(shù)8.6.2 常用的窗函數(shù)8.7 用MATLAB實現(xiàn)數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)與濾波過程8.7.1 用MATLAB實現(xiàn)數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)8.7.2 用MATLAB實現(xiàn)濾波過程8.7.3 濾波器設(shè)計和分析工具(FDAT001)8.8 數(shù)字音頻均衡器習(xí)題8附錄A FgrC語言程序附錄B 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的C語言程序附錄C MATLAB常用函數(shù)附錄D MATLAB信號處理工具箱函數(shù)表參考文獻

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