信號處理原理

內容概要

本書根據高等院校培養(yǎng)適應21世紀人才的教學需要編寫，講述信號處理，重點是數字信號處理的概念、原理、實現及應用。全書共分九9章，第1章講述模擬信號的離散化及重構過程；第2至第6章討論數字信號處理的原理及實現，包括離散時間信號與系統(tǒng)的概念與性質、離散時間系統(tǒng)的各種表征方式（差分方程、系統(tǒng)函數、頻率響應）及其之間的關系、離散傅里葉變換（DFT）、快速傅里葉變換（FFT），數字濾波器的常用實現形式等內容；第7章討論信號處理的幾個應用：數字波形產生器、音響效果產生器、信號增強及降噪；第8章和第9章主要討論無限長脈沖響應（IIR）數字濾波器及有限長脈沖響應FIR的數字濾波器設計技術。在附錄中給出基于MATLAB的信號處理的簡介及常用函數，便于學生在學習過程中進行信號的分析及信號處理算法的仿真。    本書可以作為高等院校“信號處理原理”課程的教材，適用于電子工程、通信工程、計算機技術、自動控制等不同專業(yè)，也可供從事信息處理專業(yè)技術人員自學與參考。

書籍目錄

緒論第1章 模擬信號的離散化和重構  1.1 模擬信號  1.2 采樣定理  1.3 正弦信號的采樣  1.4 模擬信號的重構    1.4.1 模擬信號的理想重構    1.4.2 階梯重構器  1.5 模擬信號的量化    1.5.1 量化過程    1.5.2 D/A轉換器    1.5.3 A/D轉換器  小結  習題第2章 離散時間信號和離散時間系統(tǒng)  2.1 離散時間信號    2.1.1 常用的典型序列    2.1.2 序列的運算  2.2 離散時間系統(tǒng)    2.2.1 無記憶系統(tǒng)    2.2.2 線性系統(tǒng)    2.2.3 時不變系統(tǒng)    2.2.4 線性時不變系統(tǒng)的脈沖響應    2.2.5 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性  2.3 離散時間系統(tǒng)的輸入輸出描述法——線性常系數差分方程    2.3.1 線性常系數差分方程    2.3.2 線性常系數差分方程的求解  小結  習題第3章 z變換  3.1 z變換    3.1.1 z變換的定義    3.1.2 z變換的收斂域  3.2 逆z變換    3.2.1 用留數定理求逆z變換    3.2.2 部分分式展開法    3.2.3 冪級數展開法(長除法)  3.3 z變換的性質和定理  3.4 用z變換求差分方程的解  3.5 系統(tǒng)函數    3.5.1 系統(tǒng)函數    3.5.2 系統(tǒng)函數的零、極點分布與單位脈沖響應的關系    3.5.3 用z變換分析系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性  3.6 系統(tǒng)的頻率響應    3.6.1 頻率響應    3.6.2 利用系統(tǒng)的零、極點分布分析系統(tǒng)的頻率特性    3.6.3 全通系統(tǒng)    3.6.4 最小相位系統(tǒng)  小結  習題第4章 離散傅里葉變換  4.1 序列傅里葉變換的定義及性質    4.1.1 序列傅里葉變換的定義    4.1.2 序列傅里葉變換的性質  4.2 周期序列的離散傅里葉級數    4.2.1 周期序列的離散傅里葉級數    4.2.2 DFS與z變換及DTFF的關系    4.2.3 z域中的采樣與重構   4.3 傅里葉變換的幾種可能形式    4.3.1 非周期連續(xù)時間信號傅里葉變換(FT)     4.3.2 周期連續(xù)時間信號傅里葉級數(Fs)    4.3.3 非周期序列離散時間傅里葉變換(DTFr)     4.3.4 周期序列傅里葉級數  4.4 離散傅里葉變換(DFT)    4.4.1 DFT的定義    4.4.2 DFT導出的圖形解釋    4.4.3 離散傅里葉變換的基本性質  4.5 用DFT計算線性卷積    4.6 用DFT對信號進行頻譜分析    4.6.1 利用DFT分析非周期連續(xù)信號的頻譜    4.6.2 利用DYT對序列進行頻譜分析  小結  習題第5章 快速傅里葉變換  5.1 概述  5.2 基2按時間抽取FFT    5.2.1 算法的推導    5.2.2 算法的討論    5.2.3 DIT—FFT算法與直接計算DFT運算量的比較    5.2.4 按時間抽取的FFT算法的其他形式流圖  5.3 基2按頻率抽取FFT  5.4 IDFT的高效算法  5.5 進一步減少運算量的措施    5.5.1 多類蝶形單元運算    5.5.2 旋轉因子的生成    5.5.3 實序列FFT算法  5.6 N為復合數的FFF算法——混合基算法    5.6.1 復合數N=N1·N2的FFT算法    5.6.2 基4FFT算法  5.7 分裂基FFT算法    5.7.1 分裂基FFT算法原理    5.7.2 分裂基FFT算法的運算量  5.8 線性調頻z變換算法    5.8.1 算法的基本原理    5.8.2 CZT的實現步驟    5.8.3 運算量的估算  小結  習題第6章 數字濾波器實現  6.1 差分方程與數字濾波器  6.2 無限長脈沖響應系統(tǒng)(IIR)的信號流圖與結構    6.2.1 IIR系統(tǒng)的直接實現    6.2.2 IIR系統(tǒng)的級聯實現    6.2.3 IIR系統(tǒng)的并聯實現  6.3 有限長脈沖響應系統(tǒng)(FIR)的信號流圖與結構    6.3.1 FIR系統(tǒng)的直接實現    6.3.2 FIR系統(tǒng)的級聯實現    6.3.3 線性相位結構    6.3.4 FIR系統(tǒng)的遞歸實現及梳狀濾波器    6.3.5 FIR系統(tǒng)的頻率采樣實現  小結  習題第7章 信號處理應用  7.1 數字波形發(fā)生器    7.1.1 正弦信號發(fā)生器    7.1.2 周期信號發(fā)生器  7.2 數字音響效果發(fā)生器  7.3 噪聲抑制與信號增強  小結第8章 無限長脈沖響應濾波器的設計  8.1 濾波器的基本概念    8.1.1 濾波器原理    8.1.2 濾波器的基本分類    8.1.3 數字濾波器的設計要求和基本方法概述  8.2 模擬低通濾波器設計    8.2.1 模擬低通濾波器設計概述    8.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器設計法    8.2.3 切比雪夫模擬低通濾波器設計法  8.3 模擬濾波器的頻率變換    8.3.1 低通到高通的頻率變換——模擬高通濾波器設計    8.3.2 低通到帶通的頻率變換——模擬帶通濾波器設計    8.3.3 低通到帶阻的頻率變換——模擬帶阻濾波器設計  8.4 IIR數字濾波器的設計    8.4.1 脈沖響應不變法設計IIR數字濾波器    8.4.2 雙線性變換法設計IIR數字濾波器    8.4.3 數字高通、帶通和帶阻濾波器  小結  習題第9章 有限長脈沖響應濾波器的設計  9.1 線性相位FIR濾波器的特點    9.1.1 FIR濾波器的線性相位條件    9.1.2 線性相位FIR濾波器幅頻特性Hg(w)的特點    9.1.3 線性相位FIR濾波器零點分布特點  9.2 采用窗函數法設計FIR濾波器    9.2.1 FIR濾波器設計的窗函數法    9.2.2 用矩形窗函數逼近理想低通濾波器時的吉布斯現象    9.2.3 常用窗函數    9.2.4 用窗函數法設計FIR濾波器  9.3 利用頻率采樣法設計FIR濾波器  9.4 切比雪夫逼近法設計FIR濾波器    9.4.1 切比雪夫最佳一致逼近準則    9.4.2 利用切比雪夫最佳一致逼近準則設計FIR濾波器    9.4.3 線性相位FIR濾波器四種形式的統(tǒng)一表示  小結  習題附錄A MATLAB在信號處理中的應用  A.1 MATLAB簡介  A.2 MATLAB數組、矩陣的輸入與運算    A.2.1 MATLAB數組、矩陣的輸入    A.2.2 MATLAB數組、矩陣的運算  A.3 MATLAB圖形顯示  A.4 信號處理中常用的函數參考文獻

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