信號處理原理

序(Ⅰ)
前言(Ⅲ)

第1章基本概念(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)
內(nèi)容摘要(1)
教學(xué)建議(1)
1.1信號及其描述和分類(1)
1.1.1信號的概念(1)
1.1.2信號的描述方法(2)
1.1.3信號的分類(2)
1.2信號處理(5)
1.2.1數(shù)字信號處理(5)
1.3典型信號(6)
1.3.1指數(shù)信號(6)
1.3.2正弦、余弦信號(6)
1.3.3復(fù)指數(shù)信號(6)
1.3.4Sa函數(shù)(抽樣函數(shù))(7)
1.3.5高斯信號(鐘形脈沖信號)(7)
1.3.6單位斜變信號R(t)(8)
1.3.7單位階躍信號u(t)(8)
1.3.8單位矩形脈沖信號Gτ(t)(9)
1.3.9符號函數(shù)sgn(t)(9)
1.4單位沖激信號(δ函數(shù))及其性質(zhì)(10)
1.4.1δ函數(shù)的定義(10)
1.4.2δ函數(shù)的性質(zhì)(11)
1.4.3奇異函數(shù)(14)
1.5信號的基本運(yùn)算(15)
1.5.1四則運(yùn)算(15)
1.5.2反褶運(yùn)算(15)
1.5.3時域平移(時移)運(yùn)算(16)
1.5.4時域壓擴(kuò)運(yùn)算(16)
1.5.5微分和積分運(yùn)算(17)
1.5.6卷積運(yùn)算(17)
1.5.7相關(guān)運(yùn)算(22)
1.6信號的分解(25)
1.6.1直流分量與交流分量(25)
1.6.2偶分量與奇分量(26)
1.6.3實(shí)部分量與虛部分量(27)
1.6.4脈沖分量(27)
1.6.5正交函數(shù)分量(28)
1.7用完備正交函數(shù)集表示信號(31)
小結(jié)(33)
自我評測(34)
習(xí)題(34)

第2章連續(xù)時間傅里葉變換(38)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(38)
內(nèi)容摘要(38)
教學(xué)建議(38)
2.1引言(39)
2.2周期信號的頻譜分析——傅里葉級數(shù)(FS)(39)
2.2.1三角形式的FS(40)
2.2.2復(fù)指數(shù)形式的FS(41)
2.2.3奇偶信號的FS(42)
2.2.4周期信號的傅里葉頻譜(43)
2.2.5周期信號的功率(46)
2.3非周期信號的頻譜分析——傅里葉變換(FT)(47)
2.3.1周期信號的頻譜與非周期信號的頻譜密度(47)
2.3.2FT的定義(49)
2.3.3FT存在的充分條件(50)
2.3.4FS與FT比較(50)
2.3.5FT及IFT在赫茲域的定義(50)
2.4典型非周期信號的FT頻譜(51)
2.4.1單邊指數(shù)信號(51)
2.4.2偶雙邊指數(shù)信號(51)
2.4.3矩形脈沖信號(52)
2.4.4符號函數(shù)(54)
2.5沖激信號和階躍信號的FT(54)
2.5.1沖激信號(54)
2.5.2階躍信號(55)
2.6FT的性質(zhì)(56)
2.6.1線性性(56)
2.6.2奇偶虛實(shí)性(56)
2.6.3反褶和共軛性(58)
2.6.4對偶性(58)
2.6.5尺度變換特性(60)
2.6.6時域平移(時移)特性(61)
2.6.7頻域平移(頻移)特性(63)
2.6.8微分特性(65)
2.6.9積分特性(66)
2.6.10卷積定理(66)
2.6.11時域相關(guān)性定理(68)
2.6.12帕斯瓦爾定理(69)
2.7周期信號的FT(69)
2.7.1正余弦信號的FT(70)
2.7.2一般周期信號的FT(70)
2.8抽樣信號的FT及抽樣定理(73)
2.8.1抽樣信號的FT(73)
2.8.2時域抽樣定理(75)
2.8.3*矩形脈沖抽樣(76)
2.8.4*頻域抽樣定理(78)
2.9*因果實(shí)信號的傅里葉變換及希爾伯特變換(78)
2.10*連續(xù)時間系統(tǒng)及其頻域分析(79)
2.10.1連續(xù)時間系統(tǒng)(79)
2.10.2LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)(81)
2.10.3無失真?zhèn)鬏斉c群時延(84)
2.10.4模擬濾波器及理想低通濾波器(85)
小結(jié)(87)
自我評測(87)
習(xí)題(87)

第3章拉普拉斯變換簡介(94)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(94)
內(nèi)容摘要(94)
教學(xué)建議(94)
3.1引言(94)
3.2拉普拉斯變換(LT)的定義(95)
3.3LT的收斂域(ROC)(97)
3.4LT的基本性質(zhì)(100)
3.5拉氏變換的逆變換——逆拉氏變換(104)
3.6周期信號與抽樣信號的LT(105)
3.6.1周期信號的LT(105)
3.6.2抽樣信號的LT(106)
3.7*LT與FT的關(guān)系(106)
3.7.1由雙邊LT求FT(107)
3.7.2由單邊LT求FT(107)
3.8*連續(xù)時間系統(tǒng)的S域分析(108)
3.8.1系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及其零極點(diǎn)(108)
3.8.2系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與系統(tǒng)的頻率響應(yīng)(110)
3.8.3系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)分布對系統(tǒng)性能影響(111)
3.8.4全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)(113)
小結(jié)(115)
自我評測(115)
習(xí)題(115)

第4章Z變換(117)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(117)
內(nèi)容摘要(117)
教學(xué)建議(117)
4.1引言(118)
4.2Z變換的定義(118)
4.3ZT收斂域(119)
4.3.1有限長序列的ROC(120)
4.3.2右邊序列的ROC(121)
4.3.3左邊序列的ROC(121)
4.3.4雙邊序列的ROC(122)
4.3.5ZT的ROC及其零極點(diǎn)(123)
4.4常用序列及其ZT(123)
4.4.1單位沖激序列δ(n)(124)
4.4.2單位階躍序列u(n)(124)
4.4.3矩形脈沖序列GN(n)(124)
4.4.4單位斜變序列nu(n)(125)
4.4.5單邊指數(shù)序列anu(n)(125)
4.4.6單邊正、余弦序列(126)
4.4.7利用已知序列的ZT求解一般序列的ZT(126)
4.5ZT的性質(zhì)(127)
4.5.1線性性(127)
4.5.2時域平移性(128)
4.5.3時域擴(kuò)展性(129)
4.5.4時域共軛性(130)
4.5.5z域尺度變換(或序列指數(shù)加權(quán))性(130)
4.5.6z域微分(或序列線性加權(quán))性(131)
4.5.7初值定理(131)
4.5.8終值定理(132)
4.5.9時域卷積定理(133)
4.5.10z域卷積定理(134)
4.5.11帕斯瓦爾定理(135)
4.5.12ZT性質(zhì)總結(jié)(136)
4.6逆Z變換的求解(137)
4.6.1部分分式展開法(138)
4.6.2冪級數(shù)展開法(139)
4.6.3留數(shù)法(140)
4.7離散時間系統(tǒng)(143)
4.7.1離散時間系統(tǒng)及其分類(143)
4.7.2LTI離散時間系統(tǒng)的表示方法(143)
4.7.3離散時間系統(tǒng)響應(yīng)的ZT法求解(144)
4.7.4離散時間系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(145)
4.7.5傳遞函數(shù)零極點(diǎn)分布對特性的影響(147)
4.7.6序列的傅里葉變換——離散時間傅里葉變換(DTFT)(149)
4.7.7離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)(157)
4.7.8*無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)、全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)(164)
4.8數(shù)字濾波器(168)
4.8.1數(shù)字濾波器的基本原理(168)
4.8.2數(shù)字濾波器的分類(169)
4.8.3*數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)(172)
小結(jié)(183)
自我評測(183)
習(xí)題(184)

第5章離散傅里葉變換及其快速算法(191)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(191)
內(nèi)容摘要(191)
教學(xué)建議(191)
5.1引言(191)
5.2離散傅里葉變換(DFT)的推導(dǎo)(192)
5.2.1時域抽樣(192)
5.2.2時域截斷(193)
5.2.3時域周期延拓(193)
5.2.4時域處理后信號的連續(xù)時間傅里葉變換(194)
5.3離散傅里葉變換及其逆變換的定義(197)
5.4離散譜的性質(zhì)(199)
5.4.1WN的性質(zhì)(199)
5.4.2離散譜的性質(zhì)(199)
5.4.3DFT的總結(jié)(201)
5.5DFT的性質(zhì)(203)
5.5.1線性性(203)
5.5.2奇偶虛實(shí)性(204)
5.5.3反褶和共軛性(205)
5.5.4對偶性(205)
5.5.5時移性(206)
5.5.6頻移性(206)
5.5.7時域離散圓卷積定理(206)
5.5.8頻域離散圓卷積定理(207)
5.5.9時域離散圓相關(guān)定理(207)
5.5.10IDFT的另一種形式(207)
5.5.11帕斯瓦爾定理(208)
5.6*有限長序列的DFT、ZT及DTFT的關(guān)系(208)
5.7快速傅里葉變換(212)
5.7.1直接DFT計(jì)算的復(fù)雜度(212)
5.7.2FFT的推導(dǎo)(212)
5.7.3FFT算法特點(diǎn)及流程(215)
5.7.4FFT復(fù)雜度分析(216)
5.7.5*FFT算法的進(jìn)一步改進(jìn)(217)
5.7.6DFT應(yīng)用中的實(shí)際問題(218)
小結(jié)(223)
自我評測(223)
習(xí)題(223)

第6章*二維傅里葉變換及其他分析方法(228)
學(xué)習(xí)目標(biāo)(228)
內(nèi)容摘要(228)
教學(xué)建議(228)
6.1引言(228)
6.2二維傅里葉變換(229)
6.2.1二維連續(xù)傅里葉變換(2DCFT)(230)
6.2.2二維離散傅里葉變換(2DDFT)(235)
6.3離散余弦變換(239)
6.3.1一維離散余弦變換(1DDCT)(239)
6.3.2二維離散余弦變換(2DDCT)(243)
6.4卷積同態(tài)系統(tǒng)和倒譜分析(247)
6.5梅林變換(249)
6.6時頻表示(253)
6.7小波變換(255)
6.7.1連續(xù)小波變換(255)
6.7.2多分辨率分析(256)
6.7.3小波變換在語音信號處理中的應(yīng)用(258)
小結(jié)(258)
習(xí)題*(258)

附錄1連續(xù)傅里葉變換表(260)
附錄2雙邊拉普拉斯變換表(262)
附錄3雙邊Z變換表(263)
附錄4有理分式的部分分式展開法(265)
附錄5經(jīng)典的模擬低通濾波器(268)
附錄6思考題參考答案(274)
附錄7習(xí)題參考答案(286)
參考文獻(xiàn)(294)
概念和術(shù)語索引(296)