數(shù)字信號處理

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容比較全面地反映了數(shù)字信號處理基礎(chǔ)理論發(fā)展概貌，在介紹差分方程、z變換、DFT、數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)函數(shù)、頻率響應(yīng)、頻譜等概念后，詳細(xì)介紹了DFT在頻譜分析和卷積等信號處理領(lǐng)域的應(yīng)用，以及經(jīng)典IIR和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)理論和方法，并引進(jìn)了余弦變換、Haar變換等新理論方法，以及濾波器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可計(jì)算性、優(yōu)先圖的概念和方法等。每章最后附有小結(jié)、思考練習(xí)題與習(xí)題，并對部分經(jīng)典習(xí)題的內(nèi)容進(jìn)行了更新。書中引進(jìn)了科學(xué)計(jì)算工具軟件MATLAB的信號處理函數(shù)，并結(jié)合一些典型習(xí)題提供了部分MATLAB求解程序及其運(yùn)行結(jié)果?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校電子、通信、信息類及相關(guān)專業(yè)本科生和非信息類專業(yè)研究生的教材或參考書，也可作為從事數(shù)字信號處理的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章　離散時間信號與系統(tǒng)  1.1　信號和信號處理　    1.1.1　信號的特征與分類　    1.1.2　典型的信號處理運(yùn)算　  1.2　離散時間信號　    1.2.1　時域離散信號的表示方法　    1.2.2　典型時域離散信號　    1.2.3　周期性序列　    1.2.4　序列的時域運(yùn)算　    1.2.5　任意序列的單位脈沖序列表示　  1.3　時域離散系統(tǒng)　    1.3.1　線性時不變系統(tǒng)　    1.3.2　線性時不變離散系統(tǒng)輸出與輸入的關(guān)系　    1.3.3　線性非時不變離散系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性　  1.4　常系數(shù)線性差分方程　    1.4.1　N階線性時不變系統(tǒng)的差分方程描述　    1.4.2　線性常系數(shù)差分方程的遞推解法　    1.4.3　用MATLAB求解差分方程　  1.5　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第2章　時域離散信號的傅里葉變換與z變換　  2.1　時域離散信號的傅里葉變換　    2.1.1　時域離散信號的傅里葉變換的定義　    2.1.2　周期信號的離散傅里葉級數(shù)　    2.1.3　周期信號的傅里葉變換表示　    2.1.4　序列傅里葉變換的性質(zhì)　    2.1.5　時域離散信號傅里葉變換的對稱性　  2.2　時域離散信號的z變換　    2.2.1　z變換的定義　    2.2.2　z變換的收斂域　    2.2.3　序列z變換與其傅里葉變換之間的關(guān)系　    2.2.4　逆z變換　        2.2.5　z變換的性質(zhì)　  2.3　時域離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)頻率特性　    2.3.1　系統(tǒng)的傳輸函數(shù)與系統(tǒng)函數(shù)　    2.3.2　利用系統(tǒng)函數(shù)分析系統(tǒng)的因果穩(wěn)定性　    2.3.3　用z變換計(jì)算系統(tǒng)的輸出響應(yīng)　    2.3.4　根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布分析系統(tǒng)的頻率特性　      2.4　時域離散信號z變換與拉普拉斯變換、傅里葉變換的關(guān)系　  2.5　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第3章　離散傅里葉變換　  3.1　離散傅里葉變換的定義　    3.1.1　DFT定義　    3.1.2　DFT與FT，ZT，DFS的關(guān)系　  3.2　離散傅里葉變換的性質(zhì)　  3.3　頻率域采樣　  3.4　快速傅里葉變換　    3.4.1　直接計(jì)算DFT的問題及改進(jìn)的途徑　    3.4.2　DIT基2FFT算法　    3.4.3　DIF基2FFT算法　    3.4.4　離散傅里葉反變換的快速計(jì)算方法　  3.5　離散余弦變換　    3.5.1　DCT定義　    3.5.2　DCT性質(zhì)　    3.5.3　DCT計(jì)算　  3.6　Haar變換　    3.6.1　Haar變換定義　    3.6.2　Haar變換的性質(zhì)　  3.7　線性調(diào)頻z變換(Chirp-z變換)算法　    3.7.1　定義　    3.7.2　利用FFT計(jì)算CTZ　  3.8　DFT的應(yīng)用舉例　    3.8.1　用DFT計(jì)算線性卷積　        3.8.2　用DFT對信號進(jìn)行譜分析　  3.9　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第4章　模擬信號數(shù)字化處理方法　  4.1　時域采樣　    4.1.1　采樣在頻域中的效應(yīng)　    4.1.2　帶通信號的采樣　    4.1.3　模擬信號的恢復(fù)　  4.2　利用DFT作模擬信號的頻譜分析　    4.2.1　譜分析的誤差　    4.2.2　周期信號的譜分析　  4.3　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第5章　數(shù)字濾波器的狀態(tài)變量分析法與結(jié)構(gòu)　  5.1　數(shù)字濾波器的基本概念　  5.2　狀態(tài)變量分析法　    5.2.1　狀態(tài)方程與輸出方程　    5.2.2　狀態(tài)方程的z變換分析　  5.3　時域離散系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)　    5.3.1　系統(tǒng)分類　    5.3.2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的信號流圖表示　  5.4　無限脈沖響應(yīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)　    5.4.1　IIR直接型　    5.4.2　IIR轉(zhuǎn)置型　    5.4.3　IIR級聯(lián)型　    5.4.4　IIR并聯(lián)型  5.5　有限脈沖響應(yīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)　    5.5.1　FIR直接型　    5.5.2　FIR級聯(lián)型　    5.5.3　FIR線性相位型　    5.5.4　FIR頻域采樣型　  5.6　格型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)　    5.6.1　全零點(diǎn)(FIR)型　    5.6.2　全極點(diǎn)(IIR)型　    5.6.3　零、極點(diǎn)(IIR)型  5.7　特殊濾波器　    5.7.1　全通濾波器　    5.7.2　數(shù)字諧振器　    5.7.3　數(shù)字陷波器　    5.7.4　最小相位濾波器　    5.7.5　梳狀濾波器　    5.7.6　正弦波發(fā)生器　    5.7.7　數(shù)字信號處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算復(fù)雜度　  5.8　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第6章　無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)　  6.1　常用模擬濾波器及其設(shè)計(jì)　    6.1.1　數(shù)字濾波器分類　    6.1.2　模擬濾波器技術(shù)指標(biāo)　    6.1.3　巴特沃斯低通濾波器設(shè)計(jì)　    6.1.4　切比雪夫?yàn)V波器設(shè)計(jì)　    6.1.5　橢圓濾波器設(shè)計(jì)　    6.1.6　貝塞爾濾波器設(shè)計(jì)　        6.1.7　常用模擬濾波器的比較　    6.1.8　模擬濾波器頻率變換　  6.2　IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)　    6.2.1　脈沖響應(yīng)不變法　    6.2.2　雙線性變換法　    6.2.3　低通、高通、帶通及帶阻IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)　    6.2.4　IIR數(shù)字濾波器的頻率變換　    6.2.5　頻域最優(yōu)設(shè)計(jì)　    6.2.6　時域最小平方誤差設(shè)計(jì)　  6.3　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第7章　有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)　  7.1　線性FIRDF的特點(diǎn)　    7.1.1　FIRDF線性相位條件　    7.1.2　FIRDF幅度特性　    7.1.3　FIRDF零點(diǎn)特性　  7.2　窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIRDF　    7.2.1　FIRDF窗函數(shù)設(shè)計(jì)方法　    7.2.2　常用窗函數(shù)　    7.2.3　用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIRDF的MATLAB設(shè)計(jì)函數(shù)　  7.3　頻率采樣法設(shè)計(jì)FIRDF　    7.3.1　基本原理　    7.3.2　用頻率采樣法設(shè)計(jì)線性相位濾波器的條件　    7.3.3　逼近誤差及其改進(jìn)措施　  7.4　等波紋最佳逼近設(shè)計(jì)法　    7.4.1　等波紋最佳逼近基本原理　    7.4.2　remez函數(shù)和remezord函數(shù)及應(yīng)用　    7.4.3　FIR數(shù)字微分器設(shè)計(jì)　    7.4.4　FIR希爾伯特變換器設(shè)計(jì)　  7.5　IIR和FIR數(shù)字濾波器的比較　  小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第8章　多采樣率數(shù)字信號處理　  8.1　多采樣率數(shù)字信號處理的工程需求　  8.2　按整數(shù)因子D抽取和按整數(shù)因子I內(nèi)插　    8.2.1　按整數(shù)因子D抽取　    8.2.2　按整數(shù)因子I內(nèi)插　  8.3　按有理數(shù)因子I/D的采樣率轉(zhuǎn)換　  8.4　多采樣率轉(zhuǎn)換濾波器的設(shè)計(jì)　    8.4.1　直接型FIR濾波器結(jié)構(gòu)　    8.4.2　多相濾波器實(shí)現(xiàn)　    8.4.3　采樣率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的多級實(shí)現(xiàn)　    8.4.4　用MATLAB設(shè)計(jì)采樣率轉(zhuǎn)換濾波器　  8.5　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　第9章　數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)　  9.1　數(shù)字信號處理算法的可計(jì)算性　    9.1.1　數(shù)字濾波器的矩陣表示　    9.1.2　優(yōu)先圖　  9.2　數(shù)字信號處理的軟件實(shí)現(xiàn)　  9.3　數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)　    9.3.1　數(shù)值表示法對量化的影響　            9.3.2　濾波器系數(shù)量化誤差　    9.3.3　模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化誤差　    9.3.4　運(yùn)算產(chǎn)生的誤差　  9.4　小結(jié)　  思考練習(xí)題　  習(xí)題　附錄　MATLAB信號處理工具箱函數(shù)表　參考書目

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