數(shù)字信號(hào)處理教程（第五版 MATLAB版）

緒論
第1章離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)
1.1離散時(shí)間信號(hào)——序列
1.1.1序列
1.1.2序列的運(yùn)算
1.1.3序列的卷積和
1.1.4序列的相關(guān)性
1.1.5幾種常用的典型序列
1.1.6序列的周期性
1.1.7用單位抽樣序列表示任意序列
1.2線性移不變系統(tǒng)
1.2.1離散時(shí)間線性系統(tǒng)
1.2.2離散時(shí)間移不變系統(tǒng)
1.2.3離散時(shí)間線性移不變系統(tǒng)
1.2.4因果系統(tǒng)
1.2.5穩(wěn)定系統(tǒng)
1.3常系數(shù)線性差分方程——時(shí)域離散系統(tǒng)的輸入、輸出表示法
1.4連續(xù)時(shí)間信號(hào)的抽樣
1.4.1模擬信號(hào)的理想抽樣
1.4.2時(shí)域抽樣定理
1.4.3模擬信號(hào)的實(shí)際抽樣
1.4.4帶通信號(hào)的抽樣
1.4.5連續(xù)時(shí)間信號(hào)xa(t)及其理想抽樣信號(hào)x^a(t)以及離散時(shí)間抽樣
序列x(n)的關(guān)系
1.4.6時(shí)域信號(hào)的插值重構(gòu)
1.4.7正弦型信號(hào)的抽樣
1.5本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
第2章z變換與離散時(shí)間傅里葉變換
2.1序列的z變換
2.1.1z變換的定義
2.1.2z變換的收斂域
2.1.34種典型序列的z變換的收斂域
2.1.4z反變換： 圍線積分法（留數(shù)法）、部分分式法及
長(zhǎng)除法（冪級(jí)數(shù)法）
2.1.5z變換的性質(zhì)與定理
2.1.6利用z變換求解差分方程
2.2s平面到z平面的映射關(guān)系
2.3離散時(shí)間傅里葉變換（DTFT）——序列的傅里葉變換
2.3.1序列的傅里葉變換定義
2.3.2序列傅里葉變換的收斂性——DTFT的存在條件
2.3.3序列傅里葉變換的主要性質(zhì)
2.3.4序列及其傅里葉變換的一些對(duì)稱性質(zhì)
2.3.5周期性序列的傅里葉變換
2.3.6xa（t）、x^a（t）、x（n）之間及其拉普拉斯變換、z變換、傅里葉
變換之間關(guān)系
2.4離散線性移不變系統(tǒng)的頻域表征
2.4.1LSI系統(tǒng)的描述
2.4.2LSI系統(tǒng)的因果、穩(wěn)定條件
2.4.3LSI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)H（ejω）及其特點(diǎn)
2.4.4頻率響應(yīng)的幾何確定法
2.4.5無(wú)限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（IIR）系統(tǒng)與有限長(zhǎng)單位
沖激響應(yīng)（FIR）系統(tǒng)
2.5本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
第3章離散傅里葉變換（DFT）
3.1傅里葉變換的四種可能形式
3.2周期序列的傅里葉級(jí)數(shù)——離散傅里葉級(jí)數(shù)（DFS）
3.2.1DFS的定義
3.2.2DFS的性質(zhì)
3.3離散傅里葉變換——有限長(zhǎng)序列的離散頻域表示
3.3.1DFT的定義，DFT與DFS、DTFT及z變換的關(guān)系
3.3.2模擬信號(hào)時(shí)域、頻域都抽樣后fk與N及fs的關(guān)系
3.3.3DFT隱含的周期性
3.4DFT的主要性質(zhì)
3.4.1線性
3.4.2序列的圓周移位性質(zhì)
3.4.3圓周共軛對(duì)稱性質(zhì)
3.4.4圓周翻褶序列及其DFT
3.4.5對(duì)偶性
3.4.6DFT運(yùn)算中的圓周共軛對(duì)稱性
3.4.7DFT形式下的帕塞瓦定理
3.4.8圓周卷積和與圓周卷積和定理
3.4.9線性卷積和與圓周卷積和的關(guān)系
3.5頻域抽樣理論
3.5.1頻域抽樣與頻域抽樣定理，由X(k)重構(gòu)時(shí)間序列x(n)
3.5.2由X(k)插值重構(gòu)X(z)、X(ejω)
3.6DFT的應(yīng)用
3.6.1利用DFT計(jì)算線性卷積
3.6.2利用DFT計(jì)算線性相關(guān)
3.6.3利用DFT對(duì)模擬信號(hào)的傅里葉變換（級(jí)數(shù)）對(duì)的逼近
3.6.4用DFT對(duì)模擬信號(hào)作譜分析
3.6.5用DFT對(duì)模擬信號(hào)作譜分析時(shí)參量的選擇
3.6.6用DFT對(duì)模擬信號(hào)作譜分析時(shí)的幾個(gè)問題
3.7有限長(zhǎng)序列的X（z）、X（ejω）、X（k）之間的關(guān)系
3.8本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
第4章快速傅里葉變換（FFT）
4.1直接計(jì)算DFT的運(yùn)算量，減少運(yùn)算量的途徑
4.2按時(shí)間抽選（DIT）的基2 FFT算法（庫(kù)利圖基算法）
4.3按頻率抽選（DIF）的基2 FFT算法（桑德圖基算法）
4.4DITFFT與DIFFFT的異同
4.5離散傅里葉反變換（IDFT）的快速算法IFFT
4.6基2 FFT流程圖
＊4.7N為復(fù)合數(shù)的FFT算法——混合基（多基多進(jìn)制）FFT算法
4.8線性調(diào)頻z變換（Chirpz變換或CZT）算法
4.9利用FFT算法計(jì)算線性卷積
4.9.1重疊相加法
4.9.2重疊保留法
4.10利用FFT算法計(jì)算線性相關(guān)
4.11本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
4.11.1用FFT計(jì)算有限長(zhǎng)序列的線性卷積和線性相關(guān)
4.11.2用FFT計(jì)算模擬信號(hào)、離散時(shí)間信號(hào)及它們的頻譜
4.11.3線性調(diào)頻z變換（CZT）算法
4.11.4重疊保留法與重疊相加法
習(xí)題
第5章數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)
5.1概述
5.2無(wú)限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器的基本結(jié)構(gòu)
5.2.1IIR濾波器的特點(diǎn)
5.2.2直接型結(jié)構(gòu)
5.2.3級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)
5.2.4并聯(lián)型結(jié)構(gòu)
5.2.5轉(zhuǎn)置型結(jié)構(gòu)
5.3有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器的基本結(jié)構(gòu)
5.3.1FIR濾波器的特點(diǎn)
5.3.2直接型（橫截型、卷積型）結(jié)構(gòu)
5.3.3級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)
5.3.4頻率抽樣型結(jié)構(gòu)
5.3.5快速卷積結(jié)構(gòu)
5.3.6線性相位FIR濾波器的結(jié)構(gòu)
*5.4數(shù)字濾波器的格型及格型梯形結(jié)構(gòu)
5.4.1全零點(diǎn)系統(tǒng)（FIR系統(tǒng),又稱滑動(dòng)平均（MA）系統(tǒng)）的格型結(jié)構(gòu)
5.4.2全極點(diǎn)系統(tǒng)（IIR系統(tǒng)，又稱自回歸（AR）系統(tǒng)）的格型結(jié)構(gòu)
5.4.3零極點(diǎn)系統(tǒng)（IIR系統(tǒng)，又稱自回歸滑動(dòng)平均（ARMA）系統(tǒng)）
的格型梯形結(jié)構(gòu)
5.5本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
5.5.1IIR濾波器的各種結(jié)構(gòu)
5.5.2FIR濾波器的各種結(jié)構(gòu)
5.5.3格型及格型梯形濾波器結(jié)構(gòu)
習(xí)題
第6章數(shù)字濾波器的基本概念及幾種特殊濾波器
6.1數(shù)字濾波器的基本概念
6.2全通濾波器
6.3最小相位滯后濾波器
6.3.1最小相位系統(tǒng)、混合相位系統(tǒng)、最大相位系統(tǒng)及其與全通
系統(tǒng)的關(guān)系
6.3.2最小相位系統(tǒng)的性質(zhì)
6.3.3利用最小相位系統(tǒng)的逆系統(tǒng)補(bǔ)償幅度響應(yīng)的失真
6.4陷波器
6.5數(shù)字諧振器
6.6梳狀濾波器
6.7波形發(fā)生器
6.7.1正弦波及余弦波發(fā)生器
6.7.2周期性方波發(fā)生器
6.7.3任意周期序列的發(fā)生器
習(xí)題
第7章無(wú)限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法
7.1概述
7.2數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)步驟
7.3數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)
7.4IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法分類
7.5模擬原型低通濾波器設(shè)計(jì)
7.5.1引言
7.5.2模擬巴特沃思低通濾波器
7.5.3模擬切貝雪夫低通濾波器
*7.5.4橢圓函數(shù)低通濾波器（考爾濾波器）簡(jiǎn)介
*7.5.5貝塞爾低通濾波器簡(jiǎn)介
7.5.6五類模擬濾波器的比較
7.6模擬頻域頻帶變換
7.6.1從歸一化模擬低通濾波器到模擬低通濾波器的變換
7.6.2從歸一化模擬低通濾波器到模擬高通濾波器的變換
7.6.3從歸一化模擬低通濾波器到模擬帶通濾波器的變換
7.6.4從歸一化模擬低通濾波器到模擬帶阻濾波器的變換
7.7間接法的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方案
7.8模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射方法
7.8.1沖激（脈沖）響應(yīng)不變法
7.8.2階躍響應(yīng)不變法
7.8.3雙線性變換法
7.9數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的第一種方案
7.10模擬低通濾波器直接變換成四種通帶數(shù)字濾波器
7.10.1模擬低通→數(shù)字帶通
7.10.2模擬低通→數(shù)字帶阻
7.10.3模擬低通→數(shù)字高通
7.11數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的第二種方案
7.12數(shù)字頻域頻帶變換
7.12.1數(shù)字頻域頻帶變換的基本要求
7.12.2數(shù)字低通→數(shù)字低通
7.12.3數(shù)字低通→數(shù)字高通
7.12.4數(shù)字低通→數(shù)字帶通
7.12.5數(shù)字低通→數(shù)字帶阻
7.12.6數(shù)字低通→數(shù)字多通帶
7.13數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的第三種方案
*7.14IIR濾波器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法
7.14.1IIR數(shù)字濾波器的時(shí)域直接設(shè)計(jì)
7.14.2IIR濾波器的頻域最小均方誤差設(shè)計(jì)法
7.14.3IIR濾波器的頻域最小p誤差設(shè)計(jì)法
7.15本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
7.15.1自編程序設(shè)計(jì)四類（巴特沃思型、切貝雪夫Ⅰ型、切貝雪夫Ⅱ型和
橢圓函數(shù)型）模擬濾波器
7.15.2工具箱中提供的模擬濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）
設(shè)計(jì)的MATLAB函數(shù)
7.15.3沖激響應(yīng)不變法及雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器
7.15.4用數(shù)字頻帶變換法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn)
7.15.5基于MATLAB直接設(shè)計(jì)各類數(shù)字濾波器
習(xí)題
第8章有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法
8.1概述
8.2線性相位FIR數(shù)字濾波器的特點(diǎn)
8.2.1線性相位條件
8.2.2線性相位約束對(duì)FIR數(shù)字濾波器（DF）的單位沖激
響應(yīng)h(n)的要求
8.2.3兩類線性相位約束下，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器幅度函數(shù)H(ω)的特點(diǎn)
8.2.4線性相位FIR濾波器的零點(diǎn)位置
8.3窗函數(shù)設(shè)計(jì)法
8.3.1窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)思路
8.3.2理想低通、帶通、帶阻、高通的線性相位數(shù)字濾波器的表達(dá)式
8.3.3窗函數(shù)設(shè)計(jì)法的性能分析
8.3.4各種常用窗函數(shù)
8.3.5偶對(duì)稱單位沖激響應(yīng)［h(n)=h(N-1-n)］的
線性相位FIR DF
的窗函數(shù)法設(shè)計(jì)步驟及舉例
*8.3.6奇對(duì)稱單位沖激響應(yīng)［h(n)=-h(N-1-n)］
線性相位微分器及
希爾伯特變換器的窗函數(shù)法設(shè)計(jì)
8.3.7窗函數(shù)設(shè)計(jì)法計(jì)算中的主要問題
8.4頻率抽樣設(shè)計(jì)法
8.4.1頻率抽樣設(shè)計(jì)法的基本思路
8.4.2頻率抽樣的兩種方法
8.4.3頻率抽樣設(shè)計(jì)法的逼近誤差及改進(jìn)辦法
8.4.4頻率抽樣設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)步驟及舉例
8.4.5頻率抽樣設(shè)計(jì)法存在的問題
*8.5設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器的最優(yōu)化方法
8.5.1均方誤差最小準(zhǔn)則
8.5.2最大誤差最小化準(zhǔn)則——加權(quán)切貝雪夫等波紋逼近
8.5.3交錯(cuò)定理
8.5.4最佳線性相位FIR濾波器設(shè)計(jì)算法
8.5.5ParksMcClellan算法（Remez交換算法）
8.6本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
8.6.1線性相位FIR濾波器的MATLAB函數(shù)
8.6.2窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR線性相位濾波器的MATLAB函數(shù)
8.6.3頻率抽樣法設(shè)計(jì)FIR線性相位濾波器
8.6.4線性相位FIR濾波器的等波紋最優(yōu)設(shè)計(jì)（ParksMcClellan算法）
的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
*第9章序列的抽取與插值——多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)
9.1概述
9.2用正整數(shù)D的抽取——降低抽樣率
9.3用正整數(shù)I的插值——提高抽樣率
9.4用正有理數(shù)I/D做抽樣率轉(zhuǎn)換
9.5抽取、插值以及兩者結(jié)合的流圖結(jié)構(gòu)
9.5.1抽取系統(tǒng)的直接型FIR結(jié)構(gòu)
9.5.2插值系統(tǒng)的直接型FIR結(jié)構(gòu)
9.5.3抽取和插值的線性相位FIR結(jié)構(gòu)
*9.5.4抽取器的多相FIR結(jié)構(gòu)
*9.5.5插值器的多相FIR結(jié)構(gòu)
*9.5.6正有理數(shù)I/D抽樣率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的變系數(shù)FIR結(jié)構(gòu)
*9.6變換抽樣率的多級(jí)實(shí)現(xiàn)
9.7本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
*第10章數(shù)字信號(hào)處理中的有限字長(zhǎng)效應(yīng)
10.1概述
10.2二進(jìn)制數(shù)的表示及其對(duì)量化的影響
10.2.1二進(jìn)制的三種算術(shù)運(yùn)算法
10.2.2負(fù)數(shù)的表示法——原碼、補(bǔ)碼、反碼
10.2.3量化方式——舍入與截尾
10.3模擬/數(shù)字（A/D）變換的量化效應(yīng)
10.3.1A/D變換的非線性模型
10.3.2A/D變換對(duì)輸入抽樣信號(hào)幅度的要求
10.3.3A/D變換的量化非線性特性
10.3.4A/D變換量化誤差的統(tǒng)計(jì)分析
10.3.5量化噪聲的功率譜密度
10.4白噪聲(A/D變換的量化噪聲)通過線性系統(tǒng)
10.5數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應(yīng)
10.5.1系統(tǒng)極點(diǎn)(零點(diǎn))位置對(duì)系數(shù)量化的靈敏度
10.5.2系數(shù)量化對(duì)二階子系統(tǒng)極點(diǎn)位置的影響
10.5.3系數(shù)量化效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析
10.6數(shù)字濾波器運(yùn)算中的有限字長(zhǎng)效應(yīng)
*10.7防止溢出的幅度加權(quán)因子
*10.8IIR濾波器的定點(diǎn)運(yùn)算中零輸入的極限環(huán)振蕩
*10.9FFT算法的有限字長(zhǎng)效應(yīng)
10.9.1定點(diǎn)DFT計(jì)算中的有限字長(zhǎng)效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析
10.9.2定點(diǎn)FFT計(jì)算中有限字長(zhǎng)效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析
10.9.3系數(shù)量化對(duì)FFT的影響
10.10本章部分內(nèi)容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
本書所附“數(shù)字信號(hào)處理多媒體CAI教程”軟件簡(jiǎn)介