數字信號處理（第2版）

目錄


第1章概論

1.1離散時間信號和數字信號

1.2數字信號處理

1.3數字信號處理的優(yōu)點和局限

1.4數字信號處理學科的內容、發(fā)展和應用

1.4.1數字信號處理學科的內容

1.4.2數字信號處理學科發(fā)展概況

1.4.3數字信號處理的應用

1.5本書內容簡介


第2章離散時間信號和離散時間系統(tǒng)

2.1離散時間信號——序列

2.1.1基型序列

2.1.2模擬頻率和數字頻率

2.1.3周期序列

2.1.4序列的基本運算

2.2離散時間系統(tǒng)

2.2.1系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性

2.2.2線性時不變系統(tǒng)

2.3離散時間傅里葉變換

2.3.1離散時間傅里葉變換的定義

2.3.2DTFT的性質

2.3.3離散時間信號的頻譜

2.3.4離散時間系統(tǒng)的頻率響應

2.4z變換

2.4.1z變換的定義和收斂域

2.4.2逆z變換

2.4.3z變換的性質和常用z變換公式

2.5傳輸函數

2.5.1LTI系統(tǒng)的傳輸函數

2.5.2利用傳輸函數分析系統(tǒng)的頻率響應

2.5.3利用傳輸函數分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2.5.4利用傳輸函數計算LTI系統(tǒng)的輸出

2.6離散時間信號和系統(tǒng)的MATLAB分析

2.6.1離散時間信號的產生

2.6.2序列的基本運算

2.6.3線性卷積和相關序列的計算

2.6.4DTFT的計算

2.6.5系統(tǒng)頻率響應的計算

2.6.6系統(tǒng)的有理傳輸函數的計算

2.6.7離散時間系統(tǒng)輸出的計算

習題


第3章離散傅里葉變換及其快速算法

3.1DFT的基本概念

3.1.1DFT的定義

3.1.2由DFT重構序列

3.1.3由DFT重構DTFT

3.1.4DFT的物理意義

3.1.5DFT的幅度、時間軸和頻率軸

3.1.64種傅里葉分析方法

3.2DFT的性質

3.3矩形序列的DFT

3.4利用DFT進行信號頻譜分析

3.4.1加窗截斷造成頻譜泄漏和分辨率降低

3.4.2序列加窗對DFT的影響

3.4.3序列補零對DFT的影響

3.5利用DFT計算線性卷積

3.5.1基本原理

3.5.2用DFT實現分段卷積

3.6DFT的快速計算方法： 快速傅里葉變換

3.6.1時間抽取基2 FFT算法的信號流程圖

3.6.2時間抽取基2 FFT算法結構的特點

3.6.3時間抽取基2 FFT算法的計算量

3.6.4倒序： 輸入時間序列的重排

3.6.5時間抽取基2 FFT的其他算法結構

3.6.6頻率抽取基2 FFT算法

3.6.7計算FFT的MATLAB內部函數

3.7實際應用FFT算法時需要考慮的幾個問題

3.7.1輸入數據的采集和處理

3.7.2時間抽取基2 FFT算法的實現

3.7.3DFT的處理增益

3.7.4FFT計算結果的解讀

3.8計算DFT的其他快速算法

3.8.1混合基FFT算法

3.8.2基4FFT算法

3.8.3線性調頻z變換（CZT）

習題


第4章數字濾波器的結構和有限字長效應

4.1FIR濾波器的直接型結構和級聯(lián)結構

4.1.1FIR直接型結構

4.1.2FIR級聯(lián)結構

4.2FIR濾波器的格型結構

4.3線性相位FIR濾波器

4.3.1FIR濾波器的相位響應

4.3.2線性相位FIR濾波器4種不同類型的單位沖激響應

4.3.3線性相位FIR濾波器的結構

4.3.4線性相位FIR濾波器的振幅響應

4.3.5線性相位FIR濾波器的零點分布

4.4FIR濾波器的頻率取樣結構

4.4.1頻率取樣結構的組成

4.4.2頻率取樣結構的改進

4.4.3線性相位FIR濾波器的頻率取樣結構

4.5IIR濾波器的結構

4.5.1IIR濾波器的直接型結構

4.5.2IIR濾波器的并聯(lián)結構

4.5.3IIR濾波器的級聯(lián)結構

4.6全通濾波器和最小相位濾波器

4.6.1全通濾波器

4.6.2最小相位濾波器

4.6.3非最小相位IIR濾波器的分解

4.7IIR濾波器的格型結構

4.7.1全極點格型濾波器

4.7.2極點零點格型濾波器

4.8FIR濾波器的有限字長效應

4.8.1二進制數的表示方法

4.8.2輸入信號的量化誤差

4.8.3FIR濾波器的系數量化誤差

4.8.4FIR濾波器有限字長效應的統(tǒng)計分析

4.9IIR濾波器的有限字長效應

4.9.1系數量化誤差對零點和極點位置的影響

4.9.2IIR濾波器中乘法運算舍入噪聲的統(tǒng)計分析

4.9.3IIR濾波器中加法運算的溢出和定標

4.9.4數字濾波器的浮點實現

4.10IIR濾波器的零輸入極限環(huán)現象

4.11利用MATLAB實現數字濾波器的結構

4.11.1級聯(lián)結構

4.11.2并聯(lián)結構

4.11.3格型結構

4.12利用MATLAB分析數字濾波器的有限字長效應

4.12.1舍入和截尾量化

4.12.2濾波器系數的量化對幅度響應和極點零點位置的影響

4.12.3IIR濾波器極限環(huán)的MATLAB模擬

習題


第5章數字濾波器的設計

5.1數字濾波器的設計指標

5.1.1因果數字濾波器的頻率響應

5.1.2數字濾波器的設計指標

5.2FIR濾波器的窗函數設計方法

5.2.1沖激響應截斷法

5.2.2窗函數設計法

5.2.3Kaiser窗

5.3設計FIR濾波器的頻率取樣方法

5.3.1頻率取樣方法的基本原理

5.3.2頻率取樣設計方法對過渡帶的優(yōu)化

5.4設計FIR濾波器的最小二乘法

5.5最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器的設計： ParksMcClellan算法

5.5.1線性相位FIR濾波器振幅響應的統(tǒng)一表示

5.5.2Minimax誤差準則

5.5.3交替定理

5.5.4ParksMcClellan算法

5.6微分器和Hilbert變換器

5.6.1微分器

5.6.2希爾伯特變換器

5.7窗函數法、頻率取樣法和最小二乘法的MATLAB實現

5.7.1按照算法原理編寫m文件

5.7.2Kaiser窗濾波器設計方法的MATLAB實現

5.7.3設計線性相位FIR濾波器的MATLAB函數

5.8用MATLAB設計最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器

5.9IIR數字濾波器的一般設計方法

5.9.1設計IIR數字濾波器的兩種方案

5.9.2模擬低通濾波器的技術指標

5.9.3平方幅度響應與傳輸函數的關系

5.10常用4種原型濾波器

5.10.1Butterworth濾波器

5.10.2Chebyshev Ⅰ型濾波器

5.10.3Chebyshev Ⅱ型濾波器

5.10.4橢圓濾波器

5.11模擬濾波器到數字濾波器的映射

5.11.1沖激響應不變法

5.11.2雙線性變換法

5.12頻率變換

5.12.1模擬頻率變換

5.12.2數字頻率變換

5.13設計IIR數字濾波器的MATLAB方法

5.13.1一般步驟

5.13.2用于設計IIR數字濾波器的主要MATLAB函數

5.14MATLAB中的濾波器設計和分析工具

習題