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基础篇 1

第一章 MATLAB基本知识 1

1.1 简介 1

1.2 MATLAB快速入门 1

1.2.1 启动MATLAB 1

1.2.2 MATLAB命令窗口与基本的矩阵操作 2

1.2.3 命令行编辑器 4

1.2.4 MATLAB帮助系统 4

1.2.5 MATLAB的搜索路径 5

1.2.6 MATLAB图形系统 6

第二章 数字信号处理与MATLAB信号处理基础 8

2.1 离散时间信号 8

2.1.1 信号表示 8

2.1.2 波形发生器 9

2.1.3 序列的操作 14

2.2 离散时间系统 16

2.2.1 线性时不变系统 16

2.2.2 离散线性系统模型 19

2.3.1 Z变换定义 28

2.3.2 Z变换性质 28

2.3 Z变换 28

2.3.3 Z反变换 30

2.3.4 Z域系统表示 32

2.3.5 差分方程求解 34

2.4 离散傅立叶变换 36

2.4.1 DFT定义与性质 36

2.4.2 快速傅立叶变换 39

2.5 数字滤波网络 43

2.5.1 用直接型结构实现的数字滤波器 43

2.5.2 IIR数字滤波器基本网络结构 45

2.5.3 FIR数字滤波器基本网络结构 48

2.6 滤波器的实现与分析 49

2.6.1 卷积与滤波 49

2.6.2 滤波器与传递函数 50

2.6.3 filter函数滤波 50

2.6.4 filter函数的实现和初始条件选择 51

2.6.5 其他滤波函数 52

2.6.6 冲激响应 55

2.6.7 频率响应 56

2.6.8 零极点分析 59

3.1.1 滤波器的定义 61

3.1 滤波器的基本概念 61

专题篇 61

第三章 IIR滤波器设计 61

3.1.2 滤波器的分类 62

3.1.3 IIR滤波器的设计方法 62

3.2 典型IIR数字滤波器的设计 63

3.2.1 模拟原型滤波器设计 63

3.2.2 频率变换 68

3.2.3 滤波器离散化 73

3.3 IIR滤波器阶数的选择 79

3.3.1 Butterworth滤波器阶数选择 81

3.3.3 ChebyshevⅡ型滤波器阶数选择 82

3.3.2 ChebyshevⅠ型滤波器阶数选择 82

3.3.4 椭圆滤波器阶数选择 83

3.4 完全滤波器设计 83

3.4.1 Butterworth滤波器设计 84

3.4.2 ChebyshevⅠ型滤波器设计 87

3.4.3 ChebyshevⅡ型滤波器设计 90

3.4.4 椭圆滤波器设计 92

3.4.5 通用Butterworth滤波器设计 95

3.5 直接法设计IIR滤波器 97

3.5.1 Yule-Walk法 97

3.5.3 线性预测法 98

3.5.2 Prony法 98

3.5.4 Steiglitz-McBride法 99

3.5.5 反向频率设计法 101

第四章 FIR滤波器设计 103

4.1 线性相位FIR滤波器特性 103

4.2 窗函数法 104

4.2.1 基本原理 104

4.2.2 标准通带滤波器的设计：fir1 105

4.2.3 多带FIR滤波器的设计：fir2 107

4.3 带过渡带的多带FIR滤波器设计 110

4.3.1 基本原理 110

4.3.2 基本方式 111

4.3.3 权向量 114

4.3.4 反对称滤波器／希尔伯特变换器 115

4.3.5 微分器 116

4.4 约束最小二乘FIR滤波器设计 118

4.4.1 基本的低通和高通CLS滤波器设计 119

4.4.2 多带CLS滤波器设计 119

4.4.3 加权的CLS滤波器设计 120

4.5 任意响应滤波器设计 122

4.5.1 多带滤波器设计 122

4.5.2 降低延迟的滤波器设计 124

4.6 FIR滤波器设计实例 125

第五章 随机信号处理 131

5.1 随机信号处理基础 131

5.1.1 定义 131

5.1.2 离散随机过程的时域统计描述 131

5.1.3 离散随机过程的频域统计描述 135

5.1.4 随机序列的生成 136

5.2 功率谱估计 138

5.2.1 韦尔奇方法(Welch s Method) 138

5.2.2 现代谱估计的非参数方法 149

5.2.3 现代谱估计的参数方法 153

高级篇 163

第六章 窗函数 163

6.1 基本窗 163

6.2 广义余弦窗 165

6.3 凯瑟窗 166

6.3.1 凯瑟窗介绍 166

6.3.2 FIR设计中的凯瑟窗 167

6.4 切比雪夫窗 168

第七章 参数建模 170

7.1 概述 170

7.2.1 时域建模的原理 171

7.2 基于时域的建模 171

7.2.2 线性预测方法(AR模型) 173

7.2.3 prony方法(ARMA模型) 174

7.2.4 Steiglitz -McBride方法(ARMA模型) 175

7.3 基于频域的建模 177

第八章 信号变换 180

8.1 Chirp Z变换 180

8.2 离散余弦变换 181

8.3 希尔伯特变换 182

8.4 倒谱变换 183

8.4.1 复倒谱变换 183

8.4.2 实倒谱分析 184

8.4.3 复倒谱反变换 185

8.5 基于FFT的时频分析 186

第九章 交互式的信号处理工具--SPTool 187

9.1 简介 187

9.2 快速入门 187

9.2.1 启动SPTool 187

9.2.2 SPTool菜单功能介绍 188

9.2.3 导入信号、滤波器与功率谱 189

9.2.4 基本操作 194

9.2.5 参数选择 196

9.3.2 信号浏览器的基本功能 197

9.3 信号浏览器 197

9.3.1 信号浏览器的打开 197

9.3.3 信号的查看 201

9.4 滤波器设计器 205

9.4.1 滤波器设计器的打开 205

9.4.2 滤波器设计器的基本功能 206

9.4.3 FIR滤波器的设计 215

9.4.4 IIR滤波器的设计 217

9.4.5 通过幅值图对滤波器进行重新设计 218

9.4.6 滤波器响应图的查看 220

9.5.2 滤波器浏览器的基本功能 221

9.5 滤波器浏览器 221

9.5.1 滤波器浏览器的打开 221

9.5.3 滤波器图形的查看 224

9.6 频谱浏览器 226

9.6.1 Spectrum Viewer的打开 227

9.6.2 Spectrum Viewer的基本功能 227

9.6.3 频谱密度图的查看 230

9.6.4 图形的控制和操作 230

9.7 使用实例 237

9.7.1 信号的创建、导入以及命名 237

9.7.2 滤波器设计 238

9.7.3 将滤波器应用于信号滤波中 239

9.7.4 信号的查看、演奏以及打印 240

9.7.5 信号频谱的比较 241

第十章 信号处理工具箱函数详解 245

10.1 函数总表 245

10.2 波形产生 250

10.3 滤波器的分析与实现 255

10.4 线性系统变换 264

10.5 IIR滤波器设计 273

10.5.1 标准模拟／数字滤波器设计函数 273

10.5.2 IIR滤波器阶的选择 282

10.5.3 模拟原型滤波器设计 290

10.5.4 频率转换 294

10.5.5 模拟滤波器的离散化 300

10.6 FIR滤波器设计 302

10.7 随机信号处理 317

10.8 窗函数 331

10.9 参数建模 333

10.10 信号变换 340

10.11 其他 344

参考文献 348