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绪论 1

第一章 离散信号与系统分析基础 6

第一节 离散信号与取样定理 6

一、离散信号 6

二、连续时间信号的取样及取样定理 9

第二节 离散时间系统与差分方程 14

一、线性非时变离散系统 14

二、离散卷积 14

三、离散时间系统的差分方程和状态方程 16

四、离散时间系统的稳定性和因果性 18

五、离散时间系统的时域分析 19

第三节 Z变换 20

一、Z变换 20

二、逆Z变换 25

三、z变换的主要性质 29

四、序列的傅里叶变换——z变换的特例 32

五、序列的z变换与其它变换的关系 34

第四节 离散时间系统的z域分析 36

一、差分方程的z变换解法 36

二、Z域系统函数 37

三、离散时间系统的频率特性 38

习题 41

第二章 离散傅里叶变换与快速傅里叶变换 44

第一节 离散傅里叶级数(DFS) 44

一、四种形式的傅里叶变换 44

二、离散傅里叶级数(DFS) 46

一、从离散傅里叶级数到离散傅里叶变换 50

第二节 离散傅里叶变换(DFT) 50

二、离散傅里叶变换的性质 51

三、用循环卷积求线性卷积 54

四、离散傅里叶变换与z变换的关系 58

五、频域取样 58

六、离散傅里叶变换应用中的一些问题 61

第三节 快速傅里叶变换(FFT) 63

一、FFT的由来与发展 63

二、FFT算法依据 63

三、基2时域抽取FFT算法 65

四、基2频域抽取FFT算法 73

五、其它基时域抽取FFT算法 75

六、实序列的FFT特殊算法 77

七、IDFT的快速算法——IFFT 79

习题 80

第三章 数字滤波器的设计 84

第一节 概述 84

一、数字滤波器及其分类 84

二、数字滤波器的设计 85

三、数字滤波器的实现 85

第二节 IIR数字滤波器的设计 85

一、分段常数频率选择IIR数字滤波器的技术要求 85

二、IIR数字滤波器的间接设计法 87

三、模拟滤波器设计简介 95

四、数字滤波器的频率变换 107

五、IIR数字滤波器的计算机辅助优化设计 113

二、线性相位FIR数字滤波器的特性 121

第三节 FIR数字滤波器的设计 121

一、FIR数字滤波器的特点 121

三、线性相位FIR数字滤波器的设计 127

四、线性相位FIR数字滤波器的计算机辅助优化设计 145

五、简单整系数线性相位FIR数字滤波器 152

习题 160

第四章 相关与谱分析 164

第一节 用DFT对确定信号进行谱分析 164

一、DFT作为连续时间信号的近似谱分析 164

二、DFT作为离散时间序列的近似谱分析 167

三、频率分辨率的提高 171

第二节 确定性离散信号的相关函数及能量谱、功率谱 174

一、相关函数的定义与性质 174

二、相关与卷积的关系 176

三、序列的能量谱与功率谱 177

四、自相关序列的快速算法 179

第三节 随机信号的相关函数及谱估计 180

一、离散随机序列 180

二、平稳随机序列和各态历遍性随机序列 183

三、平稳随机信号的功率谱 184

四、平稳随机序列通过线性非时变离散时间系统 185

第四节 功率谱估计 187

一、估计质量的基本概念 188

二、经典功率谱估计 189

三、现代谱估计简介 193

习题 196

一、IIR数字滤波器的结构 198

第一节 数字滤波器的结构 198

第五章 数字处理系统的结构与实现 198

二、FIR数字滤波器的结构 204

第二节 有限字长效应 208

一、从例题看有限字长效应 208

二、量化及量化误差 209

三、滤波器输入信号量化效应 212

四、滤波器系数量化效应 214

五、定点运算中有限字长对数字滤波器的影响 219

第三节 数字处理系统的实现 228

一、输入/输出描述法数字滤波器的实现 228

二、块处理结构IIR数字滤波器的硬件实现 234

三、FFT算法的实现 234

习题 239

附录：数字信号处理基本实验(附参考程序) 242

实验一 用FFT对确定连续信号进行谱分析 242

实验二 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 243

实验三 用频率取样法设计FIR数字滤波器 244

实验四 IIR数字滤波器三种结构形式的软件实现 246

实验五 利用单片机实现FIR数字滤波器 247

参考程序(c语言) 251

一、确知信号的FFT谱分析程序 251

二、双线性变换法设计IIR数字滤波器程序 258

三、频率取样法设计FIR数字滤波器程序 268

四、IIR数字滤波器三种结构形式程序实现 273

习题答案 283

参考文献 288