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第1章 数字信号处理概述 1

1.1 数字信号处理的含义 1

1.2 典型的数字信号处理系统 3

1.3 数字信号处理学科的发展 4

1.4 数字信号处理的主要特点 6

1.5 应用领域 9

1.6 数字信号处理学习 10

本章小结 11

习题 11

第2章 采样与重构 12

2.1 概述 12

2.2 模-数转换 13

2.2.1 采样 14

2.2.2 量化与编码 28

2.3 数-模转换 31

2.3.1 理想内插重建 32

2.3.2 零阶保持内插 35

2.3.3 线性内插 36

本章小结 38

习题 38

第3章 时域离散信号与系统 42

3.1 时域离散信号 42

3.1.1 时域离散信号的表示 42

3.1.2 序列的基本运算 44

3.1.3 常用序列 53

3.1.4 信号的分类和特性 59

3.2 时域离散系统 70

3.2.1 线性系统 71

3.2.2 移不变系统 72

3.2.3 线性移不变系统的卷积描述 73

3.2.4 因果系统 76

3.2.5 稳定系统 77

3.3 时域离散系统的输入输出描述法 78

3.3.1 线性常系数差分方程 78

3.3.2 线性常系数差分方程的求解 81

本章小结 81

习题 82

第4章 离散时间信号与系统的复频域分析 85

4.1 引言 85

4.2 z变换及其收敛域 86

4.2.1 拉氏变换到z变换 86

4.2.2 z变换的定义与收敛域 88

4.3 典型序列z变换 93

4.4 z变换的性质 102

4.5 z反变换 113

4.6 系统函数 117

4.6.1 系统函数的概念 117

4.6.2 系统的因果性与稳定性 119

4.6.3 系统的频率响应的几何确定法 123

4.7 线性相位系统 127

4.8 离散系统的框图表示 131

4.8.1 基本模拟单元及方框图 131

4.8.2 离散系统的结构 132

4.9 离散时间系统的z域分析 140

本章小结 144

习题 144

第5章 离散傅里叶变换及其快速算法 150

5.1 引言 150

5.2 傅里叶变换家族——四种傅里叶变换回顾 152

5.2.1 连续周期信号的傅里叶级数 152

5.2.2 连续非周期信号的傅里叶变换 155

5.2.3 离散非周期序列的离散时间傅里叶变换 156

5.2.4 离散周期序列的离散傅里叶级数 158

5.3 离散傅里叶变换 161

5.3.1 离散傅里叶变换 161

5.3.2 DFT性质 164

5.3.3 圆周卷积求解 166

5.4 离散傅里叶变换快速算法 172

5.4.1 FFT算法 172

5.4.2 基-2时间抽取FFT算法 177

5.4.3 基-2频率抽取FFT算法 187

5.5 离散傅里叶反变换的快速算法 191

5.6 其他快速算法简介 193

5.6.1 N为合数的FFT算法 193

5.6.2 基-4 FFT 194

5.6.3 分裂基算法 195

5.6.4 频谱细化分析 196

5.7 DFT应用 198

5.7.1 用DFT计算线性卷积 198

5.7.2 用FFT计算相关函数 203

5.7.3 谱分析 205

本章小结 232

习题 232

第6章 数字滤波器的基本概念及特殊滤波器 238

6.1 数字滤波器的基本概念 238

6.1.1 数字滤波器与数字滤波 238

6.1.2 数字滤波器的实现方法 239

6.1.3 数字滤波器的分类 240

6.2 理想数字滤波器 244

6.2.1 理想数字滤波器的特点及分类 244

6.2.2 理想滤波器的可实现性 246

6.3 实际滤波器的特征参数 246

6.4 简单滤波器的设计 253

6.4.1 零点、极点累试法 254

6.4.2 一阶数字滤波器 256

6.4.3 二阶数字滤波器 259

6.4.4 低通到高通的简单变换 267

6.5 特殊滤波器 269

6.5.1 数字谐振器 269

6.5.2 梳状滤波器 272

6.5.3 正弦波发生器 276

6.5.4 数字陷波器 278

6.5.5 全通滤波器 281

6.5.6 最小相位滤波器 283

本章小结 290

习题 290

第7章 FIR数字滤波器的设计 296

7.1 引言 296

7.2 数字滤波器的技术指标 298

7.3 FIR滤波器设计基础 301

7.3.1 FIR数字滤波器的线性相位特性 302

7.3.2 FIR线性相位系统的零点分布特征 308

7.4 窗函数法 310

7.4.1 设计思想 310

7.4.2 窗函数对理想滤波器频率特性的影响 312

7.4.3 吉伯斯现象 314

7.5 频率采样法 328

7.5.1 频率采样法基本概念 328

7.5.2 过渡带采样的优化设计 330

7.5.3 频率采样结构特点 336

7.6 FIR数字滤波器的优化设计 337

7.6.1 问题的提出 337

7.6.2 等波纹切比雪夫逼近基本思想 338

7.6.3 雷米兹算法 342

本章小结 346

习题 346

第8章 IIR数字滤波器的设计 352

8.1 引言 352

8.2 常用模拟低通滤波器简介 355

8.2.1 模拟滤波器的设计指标 355

8.2.2 常用模拟低通滤波器的特性 357

8.3 模拟滤波器的数字化 371

8.3.1 脉冲响应不变法 372

8.3.2 双线性变换法 378

8.4 IIR数字滤波器的频率变换法 385

8.4.1 模拟域频率变换法 385

8.4.2 数字域频率变换法 391

8.5 IIR数字滤波器的优化设计法 399

8.6 IIR与FIR数字滤波器的比较 401

本章小结 402

习题 403

第9章 数字信号处理方案及应用实例 409

9.1 DTMF信号的产生与检测 409

9.2 语音合成 414

9.3 解卷积和系统辨识 417

9.4 数字波束形成 419

9.5 图像增强 421

本章小结 424

习题 424

附录A 数字信号处理实验 426

实验一 基本信号的产生及其运算 426

实验二 离散系统分析 428

实验三 利用FFT对信号进行频谱分析 430

实验四 用窗函数法设计FIR滤波器 433

附录B 滤波器分析设计工具FDATool 436

附录C 信号处理工具SPTool 442

参考文献 446