數(shù)字信號處理：原理、實現(xiàn)及應用（第3版）

目 錄緒論 （1）0.1 數(shù)字信號處理的基本內容 （2）0.2 數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法 （3）0.3 數(shù)字信號處理的主要優(yōu)點 （3）第1章 時域離散信號和系統(tǒng) （5）1.1 引言 （5）1.2 模擬信號、時域離散信號和數(shù)字信號 （5）1.2.1 時域離散信號和數(shù)字信號 （6）1.2.2 時域離散信號的表示方法 （6）1.2.3 常用時域離散信號 （8）1.3 時域離散系統(tǒng) （11）1.3.1 線性時不變時域離散系統(tǒng) （11）1.3.2 線性時不變系統(tǒng)輸出和輸入之間的關系 （12）1.3.3 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 （15）1.4 時域離散系統(tǒng)的輸入輸出描述法——線性常系數(shù)差分方程 （17）1.4.1 線性常系數(shù)差分方程 （17）1.4.2 線性常系數(shù)差分方程的遞推解法 （17）1.4.3 用MATLAB求解差分方程 （18）1.4.4 應用舉例——滑動平均濾波器 （19）習題與上機題 （21）第2章 時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析 （25）2.1 引言 （25）2.2 時域離散信號的傅里葉變換 （25）2.2.1 時域離散信號的傅里葉變換的定義 （25）2.2.2 周期信號的離散傅里葉級數(shù) （26）2.2.3 周期信號的傅里葉變換 （28）2.2.4 時域離散信號傅里葉變換的性質 （31）2.3 時域離散信號的Z變換 （34）2.3.1 時域離散信號Z變換的定義及其與傅里葉變換的關系 （34）2.3.2 Z變換的收斂域與序列特性之間的關系 （35）2.3.3 逆Z變換 （38）2.3.4 Z變換的性質和定理 （41）2.4 利用Z變換對信號和系統(tǒng)進行分析 （44）2.4.1 系統(tǒng)的傳輸函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù) （44）2.4.2 根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)的極點分布分析系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 （45）2.4.3 用Z變換求解系統(tǒng)的輸出響應 （46）2.4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性的測定及穩(wěn)定時間的計算 （50）2.4.5 根據(jù)系統(tǒng)的零、極點分布分析系統(tǒng)的頻率特性 （52）2.5 幾種特殊濾波器 （56）2.5.1 全通濾波器 （57）2.5.2 最小相位濾波器 （58）2.5.3 梳狀濾波器 （59）2.5.4 正弦波發(fā)生器 （60）習題與上機題 （61）第3章 離散傅里葉變換（DFT）及其快速算法（FFT） （68）3.1 離散傅里葉變換的定義及物理意義 （68）3.1.1 DFT定義 （68）3.1.2 DFT與ZT、FT、DFS的關系 （69）3.1.3 DFT的矩陣表示 （71）3.1.4 用MATLAB計算序列的DFT （71）3.2 DFT的主要性質 （73）3.3 頻域采樣 （80）3.4 DFT的快速算法——快速傅里葉變換（FFT） （83）3.4.1 直接計算DFT的特點及減少運算量的基本途徑 （83）3.4.2 基2 FFT算法 （83）3.5 DFT（FFT）應用舉例 （89）3.5.1 用DFT（FFT）計算兩個有限長序列的線性卷積 （90）3.5.2 用DFT計算有限長序列與無限長序列的線性卷積 （91）3.5.3 用DFT對序列進行譜分析 （94）習題與上機題 （96）第4章 模擬信號數(shù)字處理 （99）4.1 模擬信號數(shù)字處理原理方框圖 （99）4.2 模擬信號與數(shù)字信號的相互轉換 （99）4.2.1 時域采樣定理 （100）4.2.2 帶通信號的采樣 （104）4.2.3 A/D變換器 （105）4.2.4 將數(shù)字信號轉換成模擬信號 （106）4.3 對數(shù)字信號處理部分的設計考慮 （109）4.4 線性模擬系統(tǒng)的數(shù)字模擬 （110）4.5 模擬信號的頻譜分析 （112）4.5.1 公式推導及參數(shù)選擇 （112）4.5.2 用DFT（FFT）對模擬信號進行譜分析的誤差 （113）4.5.3 用DFT（FFT）對周期信號進行譜分析 （116）習題與上機題 （119）第5章 信號的相關函數(shù)和功率譜 （120）5.1 互相關函數(shù)和自相關函數(shù) （120）5.2 周期信號的相關性 （122）5.3 相關函數(shù)的性質 （123）5.3.1 互相關函數(shù)性質 （124）5.3.2 自相關函數(shù)性質 （124）5.4 輸入輸出信號的相關函數(shù) （125）5.5 信號的能量譜密度和功率譜密度 （125）5.5.1 信號的能量譜 （126）5.5.2 信號的功率譜 （126）5.6 相關函數(shù)的應用 （127）5.6.1 相關函數(shù)在雷達和主動聲吶系統(tǒng)中的的應用 （127）5.6.2 使用相關函數(shù)檢測物理信號隱含的周期性 （128）5.7 用MATLAB計算相關函數(shù) （130）習題與上機題 （131）第6章 IIR數(shù)字濾波器（IIRDF）設計 （133）6.0 數(shù)字濾波器設計的基本概念 （133）6.0.1 數(shù)字濾波器及其設計方法概述 （133）6.0.2 數(shù)字濾波器的種類 （133）6.0.3 理想數(shù)字濾波器 （134）6.1 模擬濾波器設計 （136）6.1.1 模擬濾波器設計指標 （137）6.1.2 巴特沃思模擬低通濾波器設計 （138）6.1.3 切比雪夫（Chebyshev）濾波器設計 （141）6.1.4 橢圓濾波器 （144）6.1.5 貝塞爾（Bessel）濾波器 （145）6.1.6 用MATLAB設計模擬濾波器 （145）6.1.7 五種類型模擬濾波器的比較 （151）6.1.8 頻率變換與高通、帶通及帶阻濾波器設計 （152）6.2 IIR數(shù)字濾波器設計 （159）6.2.1 用脈沖響應不變法設計IIRDF （160）6.2.2 用雙線性變換法設計IIRDF （165）6.2.3 高通、帶通和帶阻IIRDF （169）6.2.4 IIRDF的頻率變換 （172）習題與上機題 （175）第7章 FIR數(shù)字濾波器（FIRDF）設計 （179）7.1 線性相位FIRDF及其特點 （179）7.2 用窗函數(shù)法設計FIRDF （184）7.2.1 用窗函數(shù)法設計FIRDF的基本方法 （184）7.2.2 窗函數(shù)法的設計性能分析 （185）7.2.3 典型窗函數(shù)介紹 （187）7.2.4 用窗函數(shù)法設計FIRDF的步驟及MATLAB設計函數(shù) （193）7.3 利用頻率采樣法設計FIRDF （197）7.3.1 頻率采樣設計法的基本概念 （197）7.3.2 設計線性相位特性FIRDF時，頻域采樣H (k)的設置原則 （198）7.3.3 逼近誤差及改進措施 （198）7.4 利用等波紋最佳逼近法設計FIRDF （202）7.4.1 等波紋最佳逼近法的基本思想 （203）7.4.2 remez和remezord函數(shù)介紹 （205）7.4.3 FIR希爾伯特變換器和FIR數(shù)字微分器設計 （209）7.5 FIRDF與IIRDF的比較 （213）習題與上機題 （214）第8章 時域離散系統(tǒng)的實現(xiàn) （217）8.1 引言 （217）8.2 FIR網(wǎng)絡結構 （218）8.2.1 FIR直接型結構和級聯(lián)型結構 （218）8.2.2 線性相位結構 （219）8.2.3 FIR頻率采樣結構 （220）8.2.4 FIR濾波器的遞歸實現(xiàn) （223）8.2.5 快速卷積法 （224）8.3 IIR網(wǎng)絡結構 （224）8.3.1 IIR直接型網(wǎng)絡結構 （224）8.3.2 IIR級聯(lián)型網(wǎng)絡結構 （225）8.3.3 IIR并聯(lián)型網(wǎng)絡結構 （226）8.3.4 轉置型網(wǎng)絡結構 （227）8.4 格型網(wǎng)絡結構 （227）8.4.1 全零點格型網(wǎng)絡結構 （228）8.4.2 全極點格型網(wǎng)絡結構 （231）8.5 用軟件實現(xiàn)各種網(wǎng)絡結構 （233）8.6 數(shù)字信號處理中的量化效應 （235）8.6.1 量化及量化誤差 （235）8.6.2 A/D變換器中的量化效應 （236）8.6.3 系數(shù)量化效應 （237）8.6.4 運算中的量化效應 （240）8.7 濾波器設計與分析工具 （244）習題與上機題 （249）第9章 多采樣率數(shù)字信號處理 （253）9.1 引言 （253）9.2 整數(shù)因子抽取 （254）9.3 整數(shù)因子內插 （256）9.4 按有理數(shù)因子I/D的采樣率轉換 （258）9.5 采樣率轉換濾波器的高效實現(xiàn)方法 （259）9.5.1 直接型FIR濾波器結構 （259）9.5.2 多相濾波器結構 （261）9.6 采樣率轉換系統(tǒng)的多級實現(xiàn) （264）9.7 采樣率轉換器的MATLAB實現(xiàn) （269）9.8 采樣率轉換在數(shù)字語音系統(tǒng)中的應用 （270）9.8.1 數(shù)字語音系統(tǒng)中的信號采樣過程及其存在的問題 （270）9.8.2 數(shù)字語音系統(tǒng)中改進的A/D轉換方案 （271）9.8.3 接收端D/A轉換器的改進方案 （272）習題與上機題 （274）第10章 數(shù)字信號處理應用舉例 （276）10.1 引言 （276）10.2 數(shù)字信號處理在雙音多頻撥號系統(tǒng)中的應用 （276）10.3 數(shù)字信號處理在音樂信號處理中的應用 （282）10.3.1 時域處理 （282）10.3.2 頻域處理 （285）附錄A MATLAB信號處理工具箱函數(shù)表 （289）參考文獻 （293）