数字信号处理原理及实现

本书系统阐述了数字信号处理的基本原理、算法分析和实现，共包括9章内容，即绪论、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的频域分析、离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、数字滤波器结构与有限字长效应、多采样率数字信号处理以及数字信号处理实验等。
本书概念清楚、理论分析透彻，特别是自始至终运用MATLAB来阐述基本概念和基本原理，将经典理论与现代技术相结合，使知识点的叙述更加清楚易懂。本书还结合实际给出了MATLAB上机实验内容，并配有上机习题以及探究性实验课题，为学生进行课程实验练习、上机考试以及探究性学习提供参考和帮助。
本书为高等院校信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学等专业本科生教材，也可供从事信息处理、通信、电子技术等方面的工程技术人员及有关科研、教学人员参考使用。

王艳芬 中国矿业大学教授，硕士生导师。中国矿业大学信电学院信息工程“国家特色专业”建设点负责人，首批国 家级精品资源共享课程“通信电子电路”负责人，江苏省精品课程“数字信号处理”负责人，并为研究生讲授“现代信号处理”、“通信信号处理”等多门课程。长期从事信号处理、通信与信息系统等方面的教学与科研工作，主持完成及正在主持江苏省高等教育教学改革项目2项、江苏省重点教材建设项目2项，主研国家自然科学基金面上项目1项、江苏省产学研项目1项。近年来获得国家教学成果二等奖、国家精品课程奖和江苏省精品课程奖、江苏省很好教学成果一等奖、江苏省一类很好课程奖、江苏省多媒体教学课件一等奖和二等奖、江苏省精品教材奖等省部级以上教学奖励19项。主编《数字信号处理原理及实现》、《通信电子电路实验指导》等教材7部，参编《通信电子电路》等教材5部，出版学术专著1部，发表学术及教学论文60余篇。

序
第3版前言
第2版前言
第1版前言
教学建议
绪论
0.1信号、系统与信号处理
0.2数字信号处理系统的基本组成
0.3数字信号处理的特点
0.4数字信号处理基本学科分支
0.5数字信号处理系统的实现方法
0.6数字信号处理的应用领域
第1章离散时间信号与系统的时域分析
1.1引言
1.2离散时间信号
1.2.1序列的定义
1.2.2常用基本序列
1.2.3序列的基本运算
1.2.4任意序列的单位脉冲序列表示
1.2.5MATLAB实现
1.3离散时间系统
1.3.1线性系统
1.3.2时不变系统
1.3.3线性时不变离散系统
1.3.4线性卷积的计算
1.3.5系统的因果性和稳定性
1.4离散时间系统的时域描述——差分方程
1.4.1常系数线性差分方程的一般表达式
1.4.2差分方程的求解
1.4.3MATLAB实现
1.5模拟信号数字处理方法
1.5.1采样的基本概念
1.5.2理想采样及其频谱
1.5.3时域采样定理
1.5.4采样的恢复
1.5.5采样内插公式
1.5.6MATLAB实现
本章小结
习题
第2章离散时间信号与系统的频域分析
2.1引言
2.2序列的傅里叶变换
2.2.1序列的傅里叶变换的定义
2.2.2常用序列的傅里叶变换
2.2.3序列的傅里叶变换的性质
2.2.4MATLAB实现
2.3序列的Z变换
2.3.1Z变换的定义及其收敛域
2.3.2序列特性对Z变换收敛域的影响
2.3.3Z反变换
2.3.4MATLAB实现
2.3.5Z变换的性质
2.4系统函数与频率响应
2.4.1系统函数的定义
2.4.2系统函数和差分方程
2.4.3系统函数的收敛域与系统的因果稳定性
2.4.4频率响应
2.4.5IIR和FIR系统
2.4.6MATLAB实现
本章小结
习题
第3章离散傅里叶变换
3.1引言
3.2傅里叶变换的几种形式
3.2.1连续时间、连续频率——连续傅里叶变换（FT）
3.2.2连续时间、离散频率——傅里叶级数（FS）
3.2.3离散时间、连续频率——序列的傅里叶变换（DTFT）
3.2.4离散时间、离散频率——离散傅里叶变换（DFT）
3.3离散傅里叶级数（DFS）
3.3.1DFS的定义
3.3.2DFS的性质
3.4离散傅里叶变换
3.4.1DFT的定义
3.4.2DFT和Z变换、DTFT的关系
3.4.3DFT的性质
3.4.4MATLAB实现
3.5频域采样理论——抽样Z变换
3.5.1频域采样
3.5.2频域恢复——频域内插公式
3.6用DFT计算线性卷积和线性相关
3.6.1线性卷积的DFT算法
3.6.2线性相关的DFT算法
3.7用DFT进行频谱分析
3.7.1利用DFT对连续非周期信号进行谱分析
3.7.2用DFT进行谱分析的误差问题
3.7.3用DFT进行谱分析的参数考虑
3.7.4对DFT计算结果的解读
3.7.5MATLAB实现
本章小结
习题
第4章快速傅里叶变换
4.1引言
4.2直接计算DFT的问题及改进的途径
4.2.1直接计算DFT的运算量问题
4.2.2改善途径
4.3按时间抽取（DIT）的基2—FFT算法
4.3.1算法原理
4.3.2DIT—FFT算法与直接计算DFT运算量的比较
4.3.3算法特点
4.4按频率抽取（DIF）的基2—FFT算法
4.4.1算法原理
4.4.2算法特点
4.5IDFT的高效算法
4.5.1利用FFT流图计算IFFT
4.5.2直接调用FFT子程序的方法
4.6实序列的FFT算法
4.7N为复合数的混合基FFT算法
4.7.1算法的基本原理
4.7.2N为复合数时算法的运算量估计
4.8线性调频Z变换（CZT）
4.8.1算法基本原理
4.8.2CZT的实现
4.8.3CZT的特点
4.8.4MATLAB实现
本章小结
习题
第5章IIR数字滤波器的设计
5.1引言
5.2数字滤波器的基本概念
5.2.1数字滤波原理
5.2.2数字滤波器的分类
5.2.3数字滤波器的技术指标
5.2.4数字滤波器的设计方法与常用模拟滤波器
5.3模拟滤波器的设计
5.3.1模拟滤波器的技术指标要求
5.3.2由幅度平方函数来确定传输函数
5.3.3巴特沃思低通滤波器
5.3.4切比雪夫低通滤波器
5.3.5模拟滤波器的频率变换
5.4脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
5.4.1变换原理
5.4.2s平面与z平面的映射关系
5.4.3混叠失真
5.4.4优缺点
5.4.5MATLAB实现
5.5双线性变换法设计IIR数字滤波器
5.5.1变换原理
5.5.2s平面与z平面的映射关系
5.5.3双线性变换法中的频率失真和预畸变
5.5.4模拟滤波器的数字化方法
5.5.5MATLAB实现
5.6IIR数字滤波器的频率变换及MATLAB实现
5.7IIR数字滤波器的直接设计法
5.7.1零、极点累试法
5.7.2最小均方误差法
5.8IIR数字滤波器的相位均衡
5.8.1全通滤波器的群时延特性
5.8.2IIR数字滤波器的群时延均衡
本章小结
习题
……
第6章FIR数字滤波器的设计
第7章数字滤波器结构与有限字长效应
第8章多采样率数字信号处理
第9章数字信号处理实验
附录傅里叶变换
参考文献