数字信号处理

本书系统地介绍了数字信号处理基本理论、设计方法以及相关Python函数与示例等方面的内容。全书分为10章，第1章介绍数字信号处理的研究对象、基本过程、学科概貌、特点、发展及应用等内容；第2章介绍离散时间信号与系统的基本概念、卷积和的性质和计算、信号的频域表示、抽样定理等内容；第3章研究Z变换及其在线性移不变系统分析中的应用；第4章和第5章对离散傅里叶变换及其快速算法进行研究；第6章和第7章分别讨论了IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的相关内容；第8章介绍数字系统中的有限字长效应；第9章对数字信号处理的一些实际问题进行讨论；第10章介绍Python软件的基本使用方法。本书可作为通信、电子信息、自动控制、计算机等专业本科生的教材，也可作为有关技术人员在数字信号处理方面的理论基础参考书。

第1章绪论
1.1数字信号处理的研究对象
1.2数字信号处理的基本过程
1.3数字信号处理的学科概貌
1.4数字信号处理的特点
1.5信号与系统的分类
1.6数字信号处理的发展及应用
第2章离散时间信号与系统及其频域分析
2.1引言
2.2离散时间信号的基本概念
2.2.1离散时间信号的定义
2.2.2离散时间信号的描述——序列
2.2.3几种常用的离散时间信号
2.2.4序列的周期性
2.2.5序列的对称性
2.2.6用单位冲激序列来表示任意序列(Sifling／SamplingProperty)
2.3序列的运算
2.4离散时间系统
2.5卷积和
2.5.1卷积和运算的性质
2.5.2求卷积和的方法
2.6离散时间系统的输入、输出描述法——线性常系数差分方程
2.6.1线性常系数差分方程
2.6.2线性常系数差分方程的求解
2.7离散时间信号和系统的频域分析
2.8序列傅里叶变换的主要性质
2.9连续时间信号的抽样
2.9.1抽样定理(采样定理)
2.9.2信号的恢复
2.10相关Python函数与示例
习题
第3章Z变换及其在线性移不变系统分析中的应用
3.1Z变换
3.1.1定义
3.1.2Z变换的收敛域
3.1.3序列特性对收敛域的影响
3.2Z反(逆)变换
3.2.1围线积分法(留数法)
3.2.2幂级数法(长除法)
3.2.3部分分式展开法
3.3Z变换的基本性质和定理
3.4利用Z变换分析信号和系统的特性
3.4.1频率响应与系统函数
3.4.2差分方程的Z变换
3.5用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
3.6用系统的零、极点分布分析系统的频率特性
3.7利用Z变换求解差分方程
3.8系统结构图与信号流图
3.9相关Python函数与示例
习题
第4章离散傅里叶变换
4.1傅里叶变换的几种形式
4.2周期序列的离散傅里叶级数
4.2.1离散傅里叶级数
4.2.2离散傅里叶级数的性质
4.3离散傅里叶变换
4.4Z变换的抽样
4.4.1离散傅里叶变换与Z变换的关系
4.4.2频域抽样定理
4.5离散傅里叶变换的性质
4.6用循环卷积计算序列的线性卷积
4.7相关Python函数与示例
习题
第5章DFT的有效计算：快速傅里叶变换
5.1基2时域抽选FFT的基本原理
5.1.1DFT的运算量
5.1.2FFT算法原理
5.1.3FFT运算量
5.2基2时域抽选FFT的蝶形运算公式
5.3基2时域抽选FFT的其他形式
5.4基2频域抽选快速傅里叶变换
5.4.1基2频域抽选FFT的基本原理
5.4.2频域抽选法的蝶形运算公式
5.5逆离散傅里叶变换的快速算法
5.6基4FFT算法
5.7分裂基FFT算法
5.8相关Python函数与示例
习题
第6章无限长冲激响应(IIR)数字滤波器结构与设计
6.1数字滤波器设计概述
6.1.1滤波原理
6.1.2数字滤波器的分类
6.1.3滤波器的幅度逼近
6.1.4滤波器的相位特性要求
6.1.5数字滤波器的实现——FIR型滤波器和IIR型滤波器
6.1.6数字滤波器设计的基本步骤及设计方法
6.2IIR数字滤波器的网络结构
6.2.1系统函数与网络结构
6.2.2采用信号流图表示网络结构
6.2.3IIR数字滤波器的基本网络结构
6.3模拟滤波器的设计
6.3.1模拟滤波器的设计过程
6.3.2模拟滤波器设计指标
6.3.3巴特沃斯模拟低通滤波器的设计方法
6.3.4切比雪夫模拟滤波器的设计方法
6.4无限冲激响应数字滤波器设计的模拟一数字转换法
6.4.1冲激(响应)不变法(脉冲响应不变法)
6.4.2阶跃(响应)不变法
6.4.3双线性变换法
6.5无限长冲激响应数字滤波器的频率变换设计法
6.5.1先由归一化模拟低通原型滤波器HL(s)转换成所需形式的模拟滤波器Ha(p)，再把它转换成数字滤波器H(z)的方法
6.5.2直接由归一化模型原型到其他数字滤波器的转换
6.5.3由模拟低通原型先转换成数字低通原型，再转换成所需的数字滤波器
6.6直接设计法
6.6.1零、极点累试法(简单零、极点法)
6.6.2时域直接设计法
6.7相关Python函数与示例
习题
第7章有限长冲激响应(FIR)数字滤波器结构与设计
7.1FIR数字滤波器的基本网络结构
7.2线性相位FIR数字滤波器的条件和特点
7.3利用窗函数法(窗口法)设计FIR数字滤波器
7.3.1窗函数
7.3.2窗函数法(窗口法)的设计步骤
7.4利用频率抽样法设计FIR数字滤波器
7.5IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的比较
7.6相关Python函数与示例
习题
第8章有限字长效应
8.1数的表示方法对误差的影响
8.1.1定点制
8.1.2浮点制
8.2A／D转换中的量化效应
8.2.1A／D变换器位数的静态估计
8.2.2A／D变换器的统计模型