數(shù)字信號處理（第2版）

目　　錄
緒論 1
第1章 時域離散信號和系統(tǒng) 5
1．1 引言 5
1．2 時域離散信號與序列運算 5
1．2．1 時域離散信號及其表示 5
1．2．2 序列的運算 6
1．2．3 序列的能量、周期性及常用典型序列 18
1．3 時域離散系統(tǒng) 23
1．3．1 線性系統(tǒng) 24
1．3．2 移不變系統(tǒng) 25
1．3．3 線性移不變系統(tǒng) 26
1．3．4 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 28
1．4 模擬信號數(shù)字處理方法 30
1．4．1 采樣定理及A/D轉(zhuǎn)換器 30
1．4．2 采樣信號的恢復 32
1．5 本章小結(jié) 34
習題1 35
第2章 離散系統(tǒng)的變換域分析與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 38
2．1 引言 38
2．2 序列Z變換的定義和收斂域 38
2．3 Z變換的基本性質(zhì)和定理 43
2．4 Z反變換 44
2．5 非周期序列的傅里葉變換及其性質(zhì) 49
2．5．1 非周期序列的傅里葉變換 49
2．5．2 非周期序列傅里葉變換的性質(zhì) 51
2．6 序列的傅里葉變換、Z變換和拉普拉斯變換的關(guān)系 55
2．6．1 序列x(n)的傅里葉變換與序列x(n)的Z變換之間的關(guān)系 55
2．6．2 序列的Z變換與拉普拉斯變換之間的關(guān)系 55
2．6．3　連續(xù)信號xa(t)的傅里葉變換Xa(jΩ)與序列x(n)的Z變換X(z)之間的關(guān)系 56
2．7 離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)和變換域分析 56
2．7．1 頻率響應和系統(tǒng)函數(shù) 57
2．7．2 系統(tǒng)函數(shù)、頻率響應和差分方程的關(guān)系 57
2．7．3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)穩(wěn)定因果性的關(guān)系 59
2．8 離散系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 60
2．8．1 離散系統(tǒng)的方框圖表示 60
2．8．2 無限長單位脈沖響應（IIR）濾波器基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 61
2．8．3 有限長單位脈沖響應（FIR）濾波器基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 64
2．9 本章小結(jié) 66
習題2 67
第3章 離散傅里葉變換（DFT） 72
3．1 周期序列的離散傅里葉級數(shù) 72
3．2 離散傅里葉變換 74
3．2．1 離散傅里葉變換的定義式 74
3．2．2 DFT與ZT、FT之間的關(guān)系 75
3．3 離散傅里葉變換的性質(zhì) 77
3．3．1 隱含周期性 77
3．3．2 線性性質(zhì) 78
3．3．3 循環(huán)移位性質(zhì) 78
3．3．4 循環(huán)卷積性質(zhì) 79
3．3．5 共軛對稱性 82
3．4 頻率域采樣理論 83
3．5 應用實例 84
3．5．1 利用DFT求卷積和 84
3．5．2 利用DFT對信號進行近似譜分析 84
3．6 本章小結(jié) 88
習題3 88
第4章 快速傅里葉變換（FFT） 91
4．1 引言 91
4．2 基-2 FFT算法 91
4．2．1 直接計算DFT的特點及減少運算量的基本途徑 91
4．2．2 按時間抽取的基-2 FFT的基本原理 93
4．2．3 DIT-FFT算法特點與運算量 97
4．2．4 按頻域抽取的基-2 FFT的基本原理 98
4．2．5 IDFT的高效算法 101
4．3 應用實例 102
4．4 MATLAB仿真 103
4．4．1 利用 FFT求圓周卷積和線性卷積 103
4．4．2 利用FFT進行頻譜分析 104
4．5 本章小結(jié) 106
習題4 107
第5章 無限長單位脈沖響應（IIR）數(shù)字濾波器的設(shè)計 109
5．1 引言 109
5．2 濾波器性能指標與設(shè)計步驟 109
5．2．1 濾波器概述 109
5．2．2 數(shù)字濾波器的性能指標 112
5．2．3 常用模擬濾波器設(shè)計方法 114
5．3 沖激響應不變法 120
5．3．1 變換原理 120
5．3．2 模擬濾波器的數(shù)字化方法 121
5．3．3 用沖激響應不變法實現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器 122
5．3．4 沖激響應不變法的優(yōu)點和缺點 123
5．4 雙線性變換法 127
5．4．1 變換原理 127
5．4．2 模擬濾波器的數(shù)字化方法 128
5．4．3 用雙線性變換法實現(xiàn)IIR數(shù)字濾波器 130
5．5 用模擬低通濾波器設(shè)計IIR數(shù)字濾波器 132
5．5．1 模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字低通濾波器 133
5．5．2 模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字帶通濾波器 136
5．5．3 模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換成IIR數(shù)字高通濾波器 141
5．5．4 模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換成IIR數(shù)字帶阻濾波器 145
5．5．5 數(shù)字域的頻率變換法設(shè)計 150
5．5．6 IIR數(shù)字濾波器綜合設(shè)計舉例 160
5．6 本章小結(jié) 170
習題5 171
第6章 有限長單位脈沖響應（FIR）數(shù)字濾波器的設(shè)計 173
6．1 線性相位FIR濾波器的含義與特點 173
6．1．1 線性相位系統(tǒng)的時域特點 173
6．1．2 線性相位系統(tǒng)的幅度特點 174
6．1．3 線性相位FIR數(shù)字濾波器零點分布的特點 176
6．2 FIR數(shù)字濾波器的線性相位結(jié)構(gòu) 176
6．3 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器 178
6．4 IIR濾波器與FIR濾波器的對比 190
6．5 本章小結(jié) 190
習題6 191
第7章 數(shù)字信號處理中的有限字長效應 195
7．1 引言 195
7．2 二進制數(shù)的表示及A/D轉(zhuǎn)換的量化效應 195
7．2．1 二進制數(shù)的表示 195
7．2．2 定點制的量化誤差 197
7．2．3 A/D轉(zhuǎn)換的量化效應 200
7．3 數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應 202
7．3．1 系數(shù)量化對濾波器零、極點位置的影響 202
7．3．2 IIR數(shù)字濾波器的有限字長效應 204
7．3．3 FIR數(shù)字濾波器的有限字長效應 205
7．4 FFT算法的有限字長效應 206
7．4．1 定點FFT計算中的有限字長效應 206
7．4．2 系數(shù)量化對FFT的影響 208
7．5 本章小結(jié) 209
習題7 209
第8章 MATLAB仿真實驗 211
實驗一 離散系統(tǒng)的時域分析 211
實驗二 離散系統(tǒng)的時域特性 214
實驗三 時域采樣 218
實驗四 頻域采樣 221
實驗五 離散系統(tǒng)的復頻域分析 223
實驗六 DFT/FFT頻譜分析及應用 227
實驗七 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計 232
實驗八 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計 236
附錄A 巴特沃斯低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)分母多項式系數(shù)和特征方程的根（極點） 240
附錄B 切比雪夫低通濾波器設(shè)計 241
附錄C 等比級數(shù)前N項和公式及其應用舉例 246
附錄D MATLAB簡介 247
參考文獻 255