數字信號處理基礎

本書是通信、電子信息專業《數字信號處理》課程的基本教材。全書以數字信號處理基礎知識、基本理論為主線，同時引入具有強大計算功能的MATLAB軟件， ^[1]  通過經典理論與現代技術的結合，將數字信號處理的知識點敍述得更加通俗易懂。從當前學生已初步具備計算機應用基礎的實際出發，本書緊密聯繫實際，精選了習題。通過習題和模擬實驗，學生可以更有效地理解、領會教學內容。本書概念清楚，系統性強，特色鮮明。可作為電子、自動化控制、計算機科學等相關專業的教材。同時，書中給出的一些例題程序，稍作修改就可以在工程設計中加以應用，對於相關專業的工程技術人員也是一本很好的參考書。 ^[1] 

第1章時域離散信號與系統

1.1概述

1.2時域離散信號——序列

1.2.1序列的描述

1.2.2常用典型序列

1.2.3序列的運算

1.3離散時間系統

1.3.1線性離散系統及其響應

1.3.2非時（移）變離散系統及其響應

1.3.3線性非時變離散系統及其響應

1.3.4系統穩定性

1.3.5系統因果性

1.3.6因果穩定系統

1.4卷積

1.4.1圖解法

1.4.2表格陣法

1.4.3相乘對位相加法

1.4.4卷積的性質

1.5常係數線性差分方程

1.5.1線性非移變離散系統的數學模型

1.5.2遞推法

1.5.3經典法

1.6數字化處理方法

1.6.1時域採樣

1.6.2原信號的恢復（插值）

1.6.3數字化處理方法

習題 ^[2] 

第2章z變換與離散系統的頻域分析

2.1z變換

2.2z變換收斂域及典型序列z變換

2.2.1z變換的收斂域

2.2.2典型序列的z變換

2.3逆z變換

2.3.1冪級數法

2.3.2部分分式法

2.4z變換的性質與定理

2.5z變換與拉普拉斯變換、傅里葉變換的關係

2.6序列的傅里葉變換及其性質

2.6.1序列的傅里葉變換

2.6.2序列傅里葉變換的性質

2.6.3序列傅里葉變換的對稱性

2.7離散系統的頻域分析

2.7.1系統函數

2.7.2系統函數與差分方程

2.7.3系統的因果穩定性

2.7.4H（z）的零、極點與系統頻響

習題

第3章離散傅里葉變換

3.1週期序列的傅里葉級數

3.1.1離散傅里葉級數

3.1.2離散傅里葉級數的性質

3.2離散傅里葉變換

3.2.1離散傅里葉變換定義

3.2.2DFT與z變換、DTFT的關係

3.3DFT的性質

3.4頻域採樣與恢復

3.4.1頻域採樣

3.4.2頻域恢復（頻域插值）

3.5用DFT計算線性卷積

3.5.1用循環卷積計算線性卷積的條件

3.5.2用循環卷積計算線性卷積的方法

3.6用DFT作頻譜分析

3.6.1對連續信號進行頻譜分析

3.6.2頻譜分析中的幾個問題

3.6.3DFT參數選擇

習題

第4章離散傅里葉變換的快速算法

4.1DFT運算特點

4.2時間抽取基2FFT算法

4.2.1基2時選FFT運算

4.2.2基2時選FFT的運算規律

4.3基2頻率抽取FFT算法

4.3.1基2頻選FFT運算

4.3.2基2頻選FFT的運算規律

4.4IFFT及減少運算量的方法

4.4.1IDFT的快速計算方法 ^[2] 

4.4.2減少運算量的方法

4.5N為組合數的FFT算法

4.5.1N為任意組合數的FFT算法

4.5.2N=pM的FFT算法

4.6離散餘弦變換

4.6.1離散餘弦變換的定義

4.6.2用DFT處理DCT

4.6.3快速餘弦變換

習題

第5章數字濾波器的結構

5.1離散系統的流圖表示與系統分類

5.1.1用信號流圖表示系統結構

5.1.2系統分類

5.2IIR系統的基本結構

5.2.1IIR系統的直接形式

5.2.2IIR系統的級聯形式

5.2.3IIR系統的並聯形式

5.2.4全通系統

5.2.5最小相位系統

5.3FIR系統的基本結構

5.3.1FIR系統的直接形式

5.3.2FIR系統的級聯形式

5.3.3線性相位FIR系統的結構形式

5.3.4FIR系統的頻率取樣結構

習題

第6章IIR數字濾波器的設計

6.1數字濾波器的基本概念

6.1.1選頻數字濾波器

6.1.2數字濾波器的技術要求

6.1.3IIR數字濾波器的設計方法

6.2模擬濾波器設計方法簡介

6.2.1模擬濾波器的模平方函數

6.2.2模擬濾波器的技術要求

6.2.3模擬濾波器的逼近方法

6.2.4巴特沃思濾波器

6.2.5切比雪夫濾波器

6.3脈衝響應不變法

6.4雙線性變換法

6.5原型變換法

6.5.1z平面變換法——數字域的頻率變換

6.5.2s平面變換法——模擬域的頻率變換

6.5.3模擬原型直接變換法的一般設計方法

習題

第7章FIR數字濾波器的設計

7.1線性相位FIR數字濾波器的條件和特點

7.1.1FIR系統的線性相位條件與線性相位特性

7.1.2幅度特性

7.1.3零點特性

7.2FIR數字濾波器的窗函數設計

7.2.1FIR數字濾波器的窗函數設計基本方法

7.2.2矩形窗

7.2.3其他窗

7.3頻率取樣法

7.3.1基本原理

7.3.2設計方法

7.3.3過渡帶採樣的計算機輔助設計

7.4簡單整係數線性相位FIRDF

7.4.1設計原理

7.4.2簡單整係數FIRDF的設計

習題

第8章MATLAB上機實驗

8.1離散系統特性實驗

8.2離散系統頻率特性實驗

8.3IIR濾波器設計與分析實驗

8.4FIR濾波器設計與分析實驗

附錄習題答案

參考文獻 ^[2]