数字信号处理及MATLAB实现

本书的前世是普通高等教育“十三五”应用型本科规划教材，作者在第一版的基础上，反复打磨修改而成。 教材注重理论知识在实际中的应用，用大量的MATLAB函数和脚本，让学会数字信号处理不再遥远。 刘芳老师讲授“数字信号处理”课程10多年并屡次获奖，洞悉课程的痛点和难点。她一直参与该课程的建设和改革，主持过多项相关教改项目，对教学颇有心得，也极为用心。

本书内容深入浅出，每章基本按照“理论知识—例题讲解—案例分析”的模式编写，突出理论知识指导实际应用。为便于读者快速掌握数字信号处理的实践能力，很多例题给出了MATLAB源码，并提供这些源码的下载资源，读者可直接粘贴在MATLAB命令窗口，观看运行结果。同时，书中提供了大量经过精心设计的习题，帮助读者掌握课程内容。本书可作为普通高等学校电子信息类专业和相近专业的本科生或专科生教材，也可供相关专业的技术人员参考。本书配套有免费教学课件PPT、教案和教学大纲，欢迎选用本书做教材的老师登录www.cmpedu.com下载或发邮件到lixiaoping91142@163.com索要。

刘芳，文华学院信息科学与技术学部副教授，《信号与系统》课程组组长。主讲课程有《数字信号处理》、《信号与系统》、《C语言程序设计》，其中《数字信号处理》课程被评为校课程，并多次获得校教学质量奖。主持和参与校教学改革项目多项，并发表教学论文数篇。周蜜，武汉大学电气与自动化学院副教授，博士生导师，中国电工技术学会青年工作委员会委员，中国电机工程学会高电压专业委员会青年学组成员，国际电气与电子工程师协会会员。在JGR、IEEE PD、IEEE IA、IEEE EMC、中国电机工程学报、电工技术学报、高电压技术等期刊发表SCI、EI论文50余篇，授权专利10余项。

目录前言第一章绪论第一节信号与系统的定义第二节数字信号处理系统的基本组成第三节数字信号处理的优点第四节数字信号处理的应用领域和涉及的理论知识第二章时域离散信号和时域离散系统第一节时域离散信号一、基本序列二、序列的运算第二节时域离散系统一、线性系统二、非时变系统三、线性时不变系统对任意输入的响应——线性卷积四、因果系统五、稳定系统第三节线性常系数差分方程一、线性常系数差分方程及其稳定性二、线性常系数差分方程的求解第四节模数转换和数模转换一、模拟信号采样二、采样定理第五节案例学习习题第三章离散傅里叶变换第一节离散信号的傅里叶变换一、定义二、性质第二节离散傅里叶变换及频域采样定理一、频域采样：离散傅里叶变换二、频域采样定理第三节DFT的性质一、周期性二、线性性质三、循环移位四、时移性质五、频移性质六、复共轭序列的DFT七、 DFT的共轭对称性质第四节圆周卷积第五节利用圆周卷积求线性卷积一、重叠相加法二、重叠保留法第六节案例学习习题第四章z变换第一节z变换的定义一、有限长序列二、左边序列三、右边序列四、双边序列第二节逆z变换一、留数定理二、部分分式展开式三、幂级数法第三节z变换的性质及定理一、线性性质二、时移性质三、尺度变换四、序列乘以n的z变换五、时间反转六、复共轭的z变换七、卷积定理八、两序列相乘九、初值定理十、帕塞瓦尔定理第四节系统函数一、系统函数的定义二、系统函数和差分方程的关系三、因果稳定性四、系统频率响应的几何分析法五、全通系统第五节案例学习习题第五章快速傅里叶变换(FFT)第一节直接计算DFT的问题及减少运算量的基本途径第二节按时间抽取（DIT）的FFT算法一、算法原理二、按时间抽取的FFT算法与直接计算DFT运算量的比较三、 DIT-FFT的运算规律及编程思想第三节按频域抽取（DIF）的FFT算法一、算法原理二、按时间抽取和按频域抽取算法的比较三、离散傅里叶逆变换的快速算法（IFFT）第四节N为复合数的FFT算法一、算法原理二、运算步骤三、运算量的估计第五节实序列的FFT算法一、一个N点FFT同时运算两个N点的实序列二、一个N点FFT计算一个2N点的实序列第六节其他快速算法简介一、基4 FFT算法二、分裂基FFT算法三、 Goertzel算法和调频z变换算法第七节案例学习习题第六章离散时间系统的网络结构第一节信号流图及系统分类一、信号流图二、系统分类第二节FIR系统网络结构一、直接型二、级联型三、频率采样结构四、格型结构第三节IIR系统网络结构一、直接型二、级联型三、并联型四、格型结构第四节各网络结构相互转换的MATLAB实现一、直接型和级联型结构之间的转换二、直接型与全零点（FIR）格型结构之间的转换三、直接型与全极点（IIR的一种特殊情况）格型结构之间的转换习题第七章无限脉冲响应（IIR）数字滤波器的设计第一节数字滤波器的基本概念一、数字滤波器的分类二、数字滤波器的技术指标三、 IIR数字滤波器设计方法第二节IIR模拟低通滤波器的设计一、巴特沃思低通滤波器的设计二、切比雪夫低通滤波器的设计三、椭圆低通滤波器的设计四、贝塞尔低通滤波器的设计第三节IIR模拟滤波器的MATLAB实现一、 MATLAB编程实现模拟巴特沃思滤波器二、 MATLAB编程实现模拟切比雪夫滤波器三、 MATLAB编程实现模拟椭圆滤波器第四节用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器第五节用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器第六节频率转换及高通、带通、带阻滤波器的设计一、模拟域频率变换二、数字域频率变换第七节案例学习习题第八章有限脉冲响应（FIR）数字滤波器的设计第一节线性相位FIR滤波器的条件和特点一、 FIR数字滤波器具有线性相位成立的条件二、线性相位FIR数字滤波器时域约束条件三、线性相位FIR数字滤波器的零点分布特点第二节利用窗函数设计FIR数字滤波器一、设计思路二、常用窗函数介绍三、用窗函数设计FIR数字滤波器的步骤四、窗函数的MATLAB实现第三节利用频率采样法设计FIR数字滤波器一、设计思路二、线性相位约束条件三、频率采样法设计步骤第四节很优FIR数字滤波器的设计一、设计思路二、等波纹很好逼近法的MATLAB实现第五节IIR和FIR数字滤波器的比较一、系统稳定性的比较二、滤波器的阶数和相位特性的比较三、设计复杂度的比较四、设计适用范围的比较第六节案例学习习题第九章数字信号处理中的有限字