數(shù)字信號(hào)處理

前言

　　數(shù)字信號(hào)處理是高等院校電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著信息時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理理論與技術(shù)日益完善，已成為一門(mén)重要的學(xué)科與技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，幾乎遍及各個(gè)工程技術(shù)領(lǐng)域。　　作者根據(jù)當(dāng)前信號(hào)與信息處理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和教學(xué)需要，結(jié)合十幾年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了精心編排，以期能夠更好地為各個(gè)高校“數(shù)字信號(hào)處理”的教學(xué)服務(wù)。本書(shū)系統(tǒng)地討論了數(shù)字信號(hào)處理的基本理論、基本分析方法、基本算法和基本實(shí)現(xiàn)方法。全書(shū)共10章。前3章是數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)，即離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析、z域分析、離散傅里葉變換。第4章討論傅里葉變換的快速算法。第5～7章是數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、理論和設(shè)計(jì)方法。第8章是數(shù)字信號(hào)處理的有限字長(zhǎng)效應(yīng)。第9章討論信號(hào)的抽取與插值。第10章介紹常用的特殊濾波器。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，可以為讀者進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)信號(hào)與信息處理方面的課程打下良好的理論基礎(chǔ)?！　”緯?shū)以數(shù)字信號(hào)處理基本知識(shí)、基本理論為主線，同時(shí)將具有強(qiáng)大計(jì)算功能的Matlab軟件引入本書(shū)，并給出了典型例題的Matlab程序，有助于讀者對(duì)課程基本概念的理解和鞏固。本書(shū)論述深人淺出，數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性、系統(tǒng)性強(qiáng)，著重基本概念的清楚明確闡述，對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是一本有益的自學(xué)用書(shū)和實(shí)用的參考書(shū)?！　”緯?shū)的編寫(xiě)分工如下：郝慧艷編寫(xiě)第1、2章，桂志國(guó)編寫(xiě)第3章，張權(quán)編寫(xiě)第4、5、7章，陳友興編寫(xiě)第6、9、10章，樓國(guó)紅編寫(xiě)第8章。全書(shū)由桂志國(guó)教授統(tǒng)稿?！　≡诒緯?shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，韓焱教授、王明泉教授閱讀了部分初稿并對(duì)編寫(xiě)工作提出了寶貴的建議，李靜怡和李化欣兩位同事參加了書(shū)稿的校對(duì)工作，在此一并表示感謝?？茖W(xué)出版社編輯的熱情幫助與支持，為本書(shū)的順利出版創(chuàng)造了有利條件，在此表示深深的謝意！　　由于水平有限，不妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字信號(hào)處理》全面介紹了數(shù)字信號(hào)處理與應(yīng)用的基礎(chǔ)理論和分析方法。書(shū)中前3章是數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)，包括離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析、z域分析、離散傅里葉變換三部分內(nèi)容。第4章是快速傅里葉變換及其應(yīng)用。第5-7章是數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法。第8章和第9章分別討論了信號(hào)的抽取與插值和有限字長(zhǎng)效應(yīng)。第10章介紹了常用的特殊濾波器。為了加深對(duì)基本理論的理解和基本方法的掌握，書(shū)中安排了一些Matlab實(shí)例。全書(shū)各章都有精選例題和不同類(lèi)型的習(xí)題?！　　稊?shù)字信號(hào)處理》可作為普通高等院校信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生或研究生教材，也可供相關(guān)科研與了程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析1.1 離散時(shí)間信號(hào)——序列1.1.1 常用序列1.1.2 序列的基本運(yùn)算1.2 序列的卷積和1.2.1 卷積和的定義及計(jì)算1.2.2 卷積和的性質(zhì)1.3 線性移不變系統(tǒng)1.3.1 線性系統(tǒng)1.3.2 移不變系統(tǒng)1.3.3 單位抽樣響應(yīng)與卷積和1.3.4 因果系統(tǒng)1.3.5 穩(wěn)定系統(tǒng)1.4 線性常系數(shù)差分方程1.4.1 線性常系數(shù)差分方程的描述1.4.2 線性常系數(shù)差分方程的求解1.5 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的抽樣1.5.1 理想抽樣1.5.2 實(shí)際抽樣1.5.3 帶通信號(hào)的抽樣1.6 離散線性相關(guān)1.6.1 線性相關(guān)的定義1.6.2 線性相關(guān)與線性卷積的關(guān)系1.7 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的Matlab實(shí)現(xiàn)1.7.1 離散時(shí)間信號(hào)1.7.2 卷積和運(yùn)算1.7.3 系統(tǒng)響應(yīng)的求取1.7.4 信號(hào)相關(guān)運(yùn)算習(xí)題第2章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析2.1 z變換的定義及收斂域2.1.1 z變換的定義2.1.2 z變換的收斂域2.1.3 常用序列的z變換2.2 z反變換2.2.1 部分分式展開(kāi)法2.2.2 冪級(jí)數(shù)展開(kāi)法2.2.3 圍線積分法（留數(shù)法）2.3 z變換的性質(zhì)與定理2.4 z變換與拉普拉斯變換、傅里葉變換的關(guān)系2.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系2.4.2 z變換和傅里葉變換的關(guān)系2.5 序列傅里葉變換的定義及性質(zhì)2.5.1 非周期序列傅里葉變換的定義2.5.2 序列傅里葉變換的性質(zhì)與定理2.6 利用z變換求解差分方程2.7 離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)和頻率響應(yīng)2.7.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義2.7.2 系統(tǒng)函數(shù)與差分方程的關(guān)系2.7.3 系統(tǒng)的頻率響應(yīng)2.7.4 利用H（z）的零極點(diǎn)分析系統(tǒng)2.7.5 無(wú)限長(zhǎng)單位抽樣響應(yīng)系統(tǒng)與有限長(zhǎng)單位抽樣響應(yīng)系統(tǒng)2.8 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)z域分析的Matlab實(shí)現(xiàn)2.8.1 求解系統(tǒng)的差分方程2.8.2 求系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)及增益2.8.3 求解系統(tǒng)函數(shù)2.8.4 z變換的有理分式與部分分式之間的轉(zhuǎn)換2.8.5 求系統(tǒng)函數(shù)的反變換2.8.6 繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖及計(jì)算頻率響應(yīng)習(xí)題第3章 離散傅里葉變換3.1 離散傅里葉級(jí)數(shù)3.1.1 周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù)3.1.2 DFS的主要性質(zhì)與定理3.1.3 周期序列的傅里葉變換表示式3.2 離散傅里葉變換3.2.1 傅里葉變換的幾種形式3.2.2 離散傅里葉變換的定義3.2.3 DFT與z變換以及DTF丁之間的關(guān)系3.3 離散傅里葉變換的性質(zhì)及定理3.4 頻域抽樣理論3.4.1 由X（k）不失真地恢復(fù)x（n）的條件3.4.2 由X（k）表示X（z）、X（e）3.5 DFT的應(yīng)用3.5.1 用DFT計(jì)算線性卷積3.5.2 DFT對(duì)非周期連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換的逼近3.5.3 與DFT應(yīng)用有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題3.6 DFT的Matlab實(shí)現(xiàn)3.6.1 計(jì)算DFS3.6.2 計(jì)算DFT3.6.3 利用DFT計(jì)算DTFT3.6.4 計(jì)算IDFT3.6.5 利用DFT求有限長(zhǎng)序列的線性卷積習(xí)題第4章 快速傅里葉變換4.1 DFT的運(yùn)算量分析4.1.1 直接計(jì)算DFT的運(yùn)算量4.1.2 改善DFT運(yùn)算效率的基本途徑4.2 時(shí)間抽取的基-2FFT算法4.2.1 算法的基本原理4.2.2 運(yùn)算量4.2.3 算法特點(diǎn)4.2.4 按時(shí)間抽取的其他形式流圖4.2.5 DIT基-2FFT的軟件編程思想4.3 頻率抽取的基-2FFT算法4.3.1 算法的基本原理4.3.2 按頻率抽取的FFT算法特點(diǎn)4.3.3 時(shí)間抽取法與頻率抽取法的比較4.4 快速傅里葉反變換..4.4.1 稍微變動(dòng)FFT程序和參數(shù)實(shí)現(xiàn)IFFT4.4.2 不改FFT的程序直接實(shí)現(xiàn)IFFT4.5 實(shí)序列的FFT算法4.5.1 利用頻譜對(duì)稱(chēng)性求實(shí)信號(hào)的FFT4.5.2 離散哈特曼變換4.6 線性卷積與線性相關(guān)的FFT算法4.6.1 線性卷積的FFT算法4.6.2 線性相關(guān)的FFT算法4.7 Matlab關(guān)于FFT應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)4.7.1 采用FFT計(jì)算信號(hào)的頻譜4.7.2 用FFT和IFFT計(jì)算信號(hào)的卷積和相關(guān)習(xí)題第5章 數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)5.1 數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)的表示方法5.2 IIR濾波器的結(jié)構(gòu)5.2.1 直接Ⅰ型5.2.2 直接Ⅱ型（典范型、正準(zhǔn)型）5.2.3 級(jí)聯(lián)型5.2.4 并聯(lián)型5.3 FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)5.3.1 直接型（橫截型、卷積型）5.3.2 級(jí)聯(lián)型5.3.3 頻率采樣型結(jié)構(gòu)5.3.4 快速卷積型5.4 格型濾波器的基本結(jié)構(gòu)5.4.1 全零點(diǎn)（FIR）格型濾波器5.4.2 全極點(diǎn)（IIR）格型濾波器5.4.3 零極點(diǎn)（IIR）格型濾波器5.5 Matlab關(guān)于濾波器結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)5.5.1 IIR濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.5.2 FIR濾波器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.5.3 格型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)習(xí)題第6章 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)6.1 濾波器的基本概念6.1.1 濾波器的分類(lèi)6.1.2 濾波器的技術(shù)指標(biāo)6.1.3 濾波器的設(shè)計(jì)步驟6.2 模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)6.2.1 由幅度平方函數(shù)來(lái)確定系統(tǒng)函數(shù)6.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)6.2.3 切比雪夫模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)6.2.4 橢圓模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)6.2.5 貝塞爾模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)6.2.6 歸一化原型濾波器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)6.2.7 常用模擬濾波器的比較6.3 用模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器6.3.1 抽樣響應(yīng)不變法6.3.2 雙線性變換法6.4 數(shù)字高通、帶通和帶阻IIR濾波器的設(shè)計(jì)6.4.1 模擬頻帶法……第7章 有限長(zhǎng)單位抽樣響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)7.1 線性相位FIR數(shù)字濾波器的特性7.2 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法7.3 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法舉例7.4 頻率抽樣設(shè)計(jì)法7.5 等波紋最佳逼近設(shè)計(jì)法7.6 IIR濾波器和FIR濾波器的比較7.7 FIR濾波器設(shè)計(jì)的Matlab實(shí)現(xiàn)習(xí)題第8章 信號(hào)的抽取與插值8.1 信號(hào)的整數(shù)倍抽取8.2 信號(hào)的整數(shù)倍插值8.3 信號(hào)的有理數(shù)I／D抽樣率轉(zhuǎn)換8.4 多抽樣率FIR系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8.5 Matlab實(shí)現(xiàn)抽取與插值習(xí)題第9章 數(shù)字信號(hào)處理的有限字長(zhǎng)效應(yīng)9.1 二進(jìn)制的表示及其對(duì)量化誤差的影響9.2 A／D采樣的量化效應(yīng)9.3 數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應(yīng)9.4 定點(diǎn)運(yùn)算濾波器的有限長(zhǎng)效應(yīng)9.5 定點(diǎn)運(yùn)算FFT算法的有限長(zhǎng)效應(yīng)9.6 IIR濾波器的定點(diǎn)運(yùn)算的零輸入極限環(huán)振蕩和死帶效應(yīng)9.7 浮點(diǎn)運(yùn)算濾波器和FFT算法的有限長(zhǎng)效應(yīng)習(xí)題第10章 常用特殊濾波器10.1 全通濾波器10.2 最小相位延時(shí)系統(tǒng)10.3 均值濾波器與平滑濾波器10.4 特殊零極點(diǎn)二階濾波器10.5 梳狀濾波器10.6 建立在零極點(diǎn)相消的簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器習(xí)題參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《數(shù)字信號(hào)處理》全面介紹數(shù)字信號(hào)處理的基本理論和分析方法，重點(diǎn)闡述基本概念，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐和應(yīng)用，論述深入淺出，數(shù)學(xué)推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性、系統(tǒng)性強(qiáng)，精選例題和習(xí)題，引入Matlab實(shí)例，加深理解。

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