数字信号处理教程(信息与通信工程高等学校电子信息类专业系列教材)

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本书内容包括：正弦信号和频谱分析、采样；时域离散信号和时域离散系统；时域离散信号和滤波器的频谱分析；离散傅里叶变换；快速傅里叶变换；有限脉冲响应数字滤波器的设计；无限脉冲响应数字滤波器的设计。 针对网络教学中短时学习的特点，我们将课程中涉及到的百余个知识点有机拆分，采用“应用+理论+例题+练习”的编排模式，使读者在短时间内掌握课程中的各个知识点，借助MATLAB软件给读者提供一个良好的算法可视化环境。通过这种编排模式，学生线上的学习和线下教材的讲解能够达到同步。

饶春芳，博士，江西师范大学副教授，信息与通信工程专业硕士生导师。长期从事通信工程专业基础课和选修课的教学，先后讲授数字信号处理、信号与系统、通信原理等课程，主持并完成江西省教学改革课题一项；从事智能感知及信息处理方面的研究工作，主持并完成国家自然科学基金一项，省级科研课题二项。以第一作者发表论文十余篇，多篇被SCI, EI检索。以第一发明人身份申请发明专利三项，授权两项。

第1章基本概念 1.1信号与系统的含义 1.2模拟信号转换成数字信号的简单过程 1.3正弦信号的特点 1.4信号与其频谱的关系 1.5采样定理和采样恢复 1.5.1采样定理和模数转换器 1.5.2将时域离散信号转换成模拟信号 习题 第2章时域离散信号和时域离散系统 2.1时域离散信号的表示 2.2时域离散信号中常用的典型序列 2.3序列的运算 2.4滤波的基础知识 2.5线性、时不变、因果稳定离散系统 2.5.1线性系统 2.5.2时不变系统 2.5.3系统的因果性和稳定性 2.6LTI时域离散系统输入与输出之间的关系 2.7LTI时域离散系统的描述法——线性常系数差分方程 2.7.1一阶差分方程 2.7.2N阶线性常系数差分方程 2.7.3线性常系数差分方程的求解 习题 第3章时域离散信号和滤波器的频谱分析 3.1频谱的定义 3.2非周期时域离散信号的频谱 3.3非周期时域离散信号傅里叶变换的性质 3.3.1DTFT的周期性 3.3.2线性 3.3.3时移与频移性质 3.3.4时间反转特性(序列的反转) 3.3.5DTFT的对称性 3.3.6时域卷积定理 3.3.7频域卷积定理 3.3.8帕塞瓦尔定理 3.4周期序列的频谱 3.5序列的Z变换 3.5.1Z变换的定义 3.5.2序列特性与收敛域的关系 3.5.3逆Z变换(Z反变换) 3.5.4Z变换的性质和定理 3.6时域离散系统的系统函数 3.6.1系统函数与差分方程 3.6.2系统函数与单位脉冲响应 3.6.3利用Z变换计算系统输出 3.6.4系统函数的级联和并联 3.7利用Z变换分析系统的频率响应特性 3.7.1频率响应函数、系统函数和单位脉冲响应 3.7.2系统函数与系统的因果性和稳定性 3.7.3利用系统零极点分布分析系统的单位脉冲响应和阶跃响应特性 3.8用几何方法研究零极点分布对系统频率响应的影响 习题 第4章离散傅里叶变换 4.1DFT和IDFT 4.1.1DFT和IDFT的定义 4.1.2DFT与DTFT和Z变换的关系 4.1.3DFT的隐含周期性 4.2DFT的基本性质 4.2.1线性性质 4.2.2循环移位性质 4.2.3循环卷积定理 4.2.4复共轭序列的DFT 4.2.5圆周翻转序列及其DFT 4.2.6DFT的共轭对称性 4.2.7DFT形式下的帕塞瓦尔定理 4.3频域抽样理论 4.4DFT的应用 4.4.1用DFT计算线性卷积 4.4.2用DFT对信号进行谱分析 习题 第5章快速傅里叶变换 5.1DFT的运算量及基本对策 5.2按时间抽选的基2FFT算法 5.3DITFFT算法与直接计算DFT运算量的对比 5.4按频率抽选的基2FFT算法 5.5IDFT的高效算法 5.6进一步减少运算量 5.6.1多类蝶形单元运算 5.6.2减少实序列的FFT的方法 5.7FFT应用举例 习题 第6章有限脉冲响应数字滤波器设计 6.1数字滤波器的框图及流图表示 6.2FIR滤波器的网络结构 6.3滑动平均滤波器 6.4FIR滤波器的相位问题 6.4.1相位失真 6.4.2FIR滤波器的相位 6.4.3线性相位约束下，FIR滤波器对单位脉冲响应的时域要求 6.4.4两类线性相位约束下，FIR滤波器的幅度函数的特点 6.4.5线性相位FIR数字滤波器的零点分布特点 6.5滤波器的性能指标 6.6使用窗函数法设计低通FIR滤波器 6.6.1窗函数法设计的基本原理 6.6.2常用的窗函数 6.6.3用窗函数法设计FIR滤波器的步骤 6.7带通和高通FIR滤波器的设计 6.8带阻和带通FIR滤波器 习题 第7章无限脉冲响应滤波器设计 7.1IIR滤波器基础 7.2IIR滤波器的网络结构 7.2.1直接型 7.2.2级联型 7.2.3并联型 7.3模拟低通滤波器的设计基础及指标 7.3.1模拟滤波器的设计基础 7.3.2模拟滤波器的设计指标 7.4巴特沃斯型模拟低通滤波器的设计 7.4.1巴特沃斯型模拟低通滤波器的特性 7.4.2巴特沃斯型模拟低通滤波器的设计步骤 7.5切比雪夫型模拟滤波器的设计 7.5.1切比雪夫Ⅰ型低通滤波器 7.5.2切比雪夫Ⅱ型低通滤波器 7.5.3切比雪夫Ⅰ型滤波器的设计步骤 7.6用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器 7.6.1基本思路 7.6.2脉冲响应不变法的频响特性 7.7用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器 7.7.1基本思路 7.7.2映射的修正 7.7.3映射基本条件的满足情况 7.8模拟滤波器在频域的频带变换 7.8.1从归一化模拟低通滤波器到模拟低通滤波器的变换 7.8.2从归一化模拟低通滤波器到模拟高通滤波器的变换 7.8.3从归一化模拟低通滤波器到模拟带通滤波器的变换 7.8.4从归一化模拟低通滤波器到模拟带阻滤波器的变换 7.9数字高通、带通和带阻滤波器的设计 习题 附录A逼近理想低通滤波器 附录B梅逊公式 参考文献