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第一部分 离散时间信号与系统分析基础 2

第1章 绪论 2

1.1数字信号处理的基本概念 2

1.2数字信号处理系统的特点 3

1.3数字信号处理的发展与应用领域 4

1.4本书体系安排与内容导读 6

第2章 离散时间信号与系统的描述方法 9

2.1时域采样与恢复 9

2.1.1时域采样 9

2.1.2采样信号的频谱与采样定理 10

2.1.3采样信号的恢复 12

2.2时域离散信号——序列 13

2.3离散时间系统的时域描述 17

2.3.1 LTI离散时间系统 17

2.3.2 LTI离散时间系统的单位脉冲响应 18

2.3.3离散时间系统的线性常系数差分方程 20

2.4离散时间信号与系统的频域描述 21

2.4.1离散时间傅里叶变换的定义与性质 21

2.4.2离散时间系统的频率响应 23

2.5离散时间信号与系统的z域描述 24

2.5.1 z变换的定义及收敛域 24

2.5.2 z变换的基本性质和定理 26

2.5.3 z反变换 29

2.5.4离散时间系统的系统函数 30

2.6 MATLAB用于离散时间信号与系统分析 34

2.6.1用MATLAB实现序列产生及其基本运算 34

2.6.2用MATLAB求解差分方程 36

2.6.3用MATLAB计算DTFT 37

2.6.4用MATLAB进行系统的z域分析 39

习题 41

第二部分 数字谱分析 46

第3章 离散傅里叶变换 46

3.1信号频域分析的几种形式 46

3.1.1连续时间非周期信号的傅里叶变换 46

3.1.2连续时间周期信号的傅里叶级数表示 46

3.1.3序列的离散时间傅里叶变换 47

3.1.4周期序列的离散傅里叶级数 48

3.2离散傅里叶级数的定义和性质 49

3.3离散傅里叶变换 50

3.3.1离散傅里叶变换的定义 50

3.3.2离散傅里叶变换的物理意义 52

3.3.3离散傅里叶变换的性质 55

3.4用DFT计算数字频谱的误差及解决方法 64

3.5用MATLAB实现离散傅里叶变换 68

习题 70

第4章 快速傅里叶变换 71

4.1快速傅里叶变换的基本方法 71

4.1.1基2时间抽取的快速傅里叶变换 71

4.1.2基2频率抽取的快速傅里叶变换 75

4.2离散傅里叶反变换的快速算法 78

4.3快速傅里叶变换的应用 79

4.3.1利用快速傅里叶变换计算线性卷积 79

4.3.2利用快速傅里叶变换计算相关函数 87

4.4用MATLAB实现快速傅里叶变换 87

习题 89

第三部分 数字滤波器设计 92

第5章 IIR数字滤波器的设计方法 92

5.1数字滤波器设计的相关概念 92

5.1.1滤波的基本概念 92

5.1.2数字滤波器的分类 94

5.1.3数字低通滤波器的技术指标 95

5.1.4 IIR滤波器的设计方法 96

5.2模拟低通原型滤波器的设计方法 97

5.2.1模拟低通滤波器的技术指标 97

5.2.2 Butterworth模拟低通滤波器的设计 98

5.3冲激响应不变法设计IIR滤波器 103

5.3.1冲激响应不变法的映射关系 103

5.3.2原型模拟滤波器与数字滤波器的频响关系 104

5.3.3冲激响应不变法的设计方法 105

5.4双线性变换法设计IIR滤波器 107

5.4.1双线性变换法的映射关系 108

5.4.2频率的预畸变校正 109

5.4.3双线性变换法的设计方法 110

5.5用MATLAB设计IIR滤波器 112

5.5.1 Butterworth模拟低通滤波器的MATLAB设计方法 112

5.5.2其他类型低通滤波器的MATLAB设计方法 113

5.5.3高通、带通和带阻滤波器的设计 119

5.5.4脉冲响应不变法的MATLAB实现 119

5.5.5双线性变换法的MATLAB实现 120

5.5.6直接用MATLAB命令设计数字滤波器 120

习题 121

第6章 FIR数字滤波器的设计方法 125

6.1线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 125

6.1.1 FIR数字滤波器的线性相位条件 126

6.1.2线性相位FIR数字滤波器的幅度特性 127

6.1.3线性相位FIR数字滤波器的零点分布 131

6.2窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器 132

6.2.1矩形窗函数法设计线性相位FIR数字滤波器 132

6.2.2常用窗函数及性能分析 139

6.2.3窗函数法设计FIR数字滤波器的步骤 145

6.3用MATLAB设计FIR数字滤波器 146

习题 149

第7章 数字滤波器的结构表示 153

7.1 IIR数字滤波器的基本结构 154

7.1.1直接型结构 154

7.1.2级联型结构 155

7.1.3并联型结构 156

7.1.4网络结构的MATLAB实现 158

7.2 FIR数字滤波器的基本结构 160

7.2.1卷积型结构 160

7.2.2 FIR数字滤波器的线性相位结构 161

习题 162

参考文献 165