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第一部分 离散时间信号与系统分析基础 3

第0章 绪论 3

0.1 数字信号处理的基本概念 3

0.2 数字信号处理系统的特点 4

0.3 数字信号处理的发展与应用领域 5

0.4 本书体系安排与内容导读 7

第1章 离散时间信号与系统的时域分析方法 9

1.1 时域采样与恢复 9

1.1.1 时域采样 9

1.1.2 采样信号的频谱与采样定理 10

1.1.3 采样信号的恢复 11

1.2 离散时间信号 13

1.3 离散时间系统的时域描述 16

1.3.1 LTI离散时间系统 16

1.3.2 离散时间系统的单位脉冲响应 17

1.3.3 离散时间系统的线性常系数差分方程 18

1.4 MATLAB用于离散时间信号与系统分析 20

1.4.1 用MATLAB实现序列产生及其基本运算 20

1.4.2 用MATLAB计算卷积和相关函数 21

1.4.3 用MATLAB求解差分方程 22

习题 23

第2章 离散时间信号与系统的变换域分析方法 25

2.1 离散时间傅里叶变换定义与物理意义 25

2.2 离散时间傅里叶变换的性质 26

2.3 离散时间系统的频率响应 29

2.4 Z变换的定义及收敛域 31

2.5 Z变换的基本性质和定理 34

2.6 Z反变换方法 37

2.7 离散时间系统的Z域系统函数 39

2.8 MATLAB用于离散时间信号与系统的变换域分析 43

2.8.1 用MATLAB计算DTFT 43

2.8.2 用MATLAB计算系统的频率特性 44

2.8.3 用MATLAB计算系统函数的零极点 45

2.8.4 MATLAB用于系统的Z域分析 46

习题 47

第二部分 数字谱分析 51

第3章 离散傅里叶变换 51

3.1 信号频域分析的几种形式 51

3.2 离散傅里叶变换的定义 53

3.2.1 DFT与DFS的关系 53

3.2.2 DFT的定义 54

3.2.3 DFT的物理意义 55

3.3 DFT与DTFT、Z变换的关系 58

3.4 离散傅里叶变换的性质 60

3.5 用DFT计算数字频谱的误差及解决方法 65

3.6 用MATLAB实现离散傅里叶变换 69

习题 74

第4章 快速傅里叶变换 76

4.1 直接计算DFT的运算量及改进的途径 76

4.2 基2时间抽取的快速傅里叶变换 77

4.3 基2频率抽取的快速傅里叶变换 80

4.4 离散傅里叶反变换的快速算法 82

4.5 用FFT计算序列的线性卷积 83

4.6 用MATLAB实现快速傅里叶变换 87

习题 88

第三部分 数字滤波器设计 91

第5章 IIR数字滤波器的设计方法 91

5.1 数字滤波器设计的基本概念 91

5.1.1 滤波的概念 91

5.1.2 数字滤波器的分类 93

5.1.3 数字低通滤波器的技术指标 94

5.1.4 IIR滤波器的设计方法 95

5.2 模拟低通原型滤波器设计方法 96

5.2.1 模拟低通滤波器的技术指标 96

5.2.2 巴特沃斯模拟低通滤波器的设计 97

5.3 冲激响应不变法设计IIR滤波器 102

5.3.1 冲激响应不变法的映射关系 102

5.3.2 原型模拟滤波器与数字滤波器的频响关系 103

5.3.3 冲激响应不变法的设计方法 104

5.4 双线性变换法设计IIR滤波器 106

5.4.1 双线性变换法的映射关系 106

5.4.2 频率的预畸变校正 108

5.4.3 双线性变换法的设计方法 108

5.5 用MATLAB设计IIR滤波器 111

5.5.1 巴特沃斯模拟低通滤波器的MATLAB设计方法 111

5.5.2 其他类型低通滤波器的MATLAB设计方法 111

5.5.3 高通、带通和带阻滤波器的设计 116

5.5.4 脉冲响应不变法的MATLAB实现 117

5.5.5 双线性变换法的MATLAB实现 118

5.5.6 直接用MATLAB命令设计数字滤波器 118

习题 119

第6章 FIR数字滤波器的设计方法 122

6.1 线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 122

6.1.1 FIR数字滤波器的线性相位条件 123

6.1.2 线性相位FIR数字滤波器的幅度特性 124

6.1.3 线性相位FIR数字滤波器的零点分布 128

6.2 窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器 129

6.2.1 矩形窗函数法设计线性相位FIR滤波器 129

6.2.2 常用窗函数及性能分析 136

6.2.3 窗函数法设计FIR滤波器的步骤 141

6.3 用MATLAB设计FIR滤波器 143

习题 145

第7章 数字滤波器的结构表示 149

7.1 IIR数字滤波器的基本结构 150

7.1.1 直接型结构 150

7.1.2 级联型结构 151

7.1.3 并联型结构 152

7.2 FIR数字滤波器的基本结构 154

7.2.1 卷积型结构 154

7.2.2 FIR滤波器线性相位结构 154

7.3 滤波器结构的MATLAB实现 156

习题 157

参考文献 160