全書(shū)共10章（不含緒論部分），從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，按時(shí)域分析、頻域分析、復(fù)頻域分析、離散傅里葉變換、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、誤差分析、應(yīng)用案例遞進(jìn)展開(kāi)，介紹了數(shù)字信號(hào)處理學(xué)科的基本概念、基礎(chǔ)理論、基本分析方法、系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用。本書(shū)強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系與學(xué)科基礎(chǔ)，使學(xué)習(xí)過(guò)程由熟悉入門(mén)，逐步上升到抽象理論；合理運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，弱化數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)公式的內(nèi)涵，突出數(shù)學(xué)關(guān)系的工程背景，更多關(guān)注理論的實(shí)用性；借助matlab軟件將數(shù)字信號(hào)及其處理過(guò)程以圖形化展現(xiàn)及釋疑；給出與測(cè)控技術(shù)、電子信息等專(zhuān)業(yè)相結(jié)合的工程案例，使理論緊扣實(shí)際。本書(shū)可作為測(cè)控技術(shù)與儀器、電子信息等相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課“數(shù)字信號(hào)處理”的教材和參考用書(shū)，也可供從事數(shù)字信號(hào)處理的科技工作者和工程技術(shù)人員基礎(chǔ)性參考。
本書(shū)為遼寧省教委重點(diǎn)課程建設(shè)教材，從2009年至今進(jìn)行了校級(jí)課程建設(shè)，課程建設(shè)中編寫(xiě)了校印教材一本，約50余萬(wàn)字，從2009年開(kāi)始試用至今，試用近7屆學(xué)生，有講義，有PPT，并有校印課本，教學(xué)效果明顯。
1、本團(tuán)隊(duì)教師從事數(shù)字信號(hào)處理的教學(xué)工作約10輪，在教學(xué)過(guò)程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)；
2、于2007年以教改項(xiàng)目“數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)模式探析”為契機(jī)開(kāi)展了數(shù)字信號(hào)處理課程的教學(xué)探討，在教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)方法的改進(jìn)及基礎(chǔ)理論的應(yīng)用上積累了行之有效的經(jīng)驗(yàn)；
3、編寫(xiě)的“數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”得到廣泛應(yīng)用；
4、團(tuán)隊(duì)內(nèi)每一位教師均有著與數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的科研經(jīng)歷。
緒論1
第1章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析7
1.1離散時(shí)間信號(hào)的描述及其基本運(yùn)算7
1.1.1離散時(shí)間信號(hào)的描述7
1.1.2離散時(shí)間信號(hào)（序列）的基本運(yùn)算7
1.1.3 典型時(shí)間信號(hào)及應(yīng)用10
1.2離散時(shí)間系統(tǒng)的描述及性質(zhì)13
1.2.1離散時(shí)間系統(tǒng)的描述13
1.2.2離散時(shí)間系統(tǒng)的性質(zhì)13
1.2.3線(xiàn)性移不變離散時(shí)間系統(tǒng)16
1.3離散時(shí)間信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的時(shí)域分析18
1.3.1線(xiàn)性常系數(shù)差分方程的求解19
1.3.2離散時(shí)間信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的響應(yīng)19
1.3.3離散時(shí)間系統(tǒng)的單位抽樣響應(yīng)19
1.4小結(jié)21
習(xí)題21
第2章 離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析24
2.1離散時(shí)間信號(hào)的離散時(shí)間傅立葉變換24
2.1.1非周期序列的離散時(shí)間傅立葉變換24
2.1.2 離散時(shí)間傅立葉變換的性質(zhì)27
2.1.3周期序列的傅立葉級(jí)數(shù)及其離散時(shí)間傅立葉變換31
2.1.4時(shí)域采樣定理37
2.2離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)40
2.3離散時(shí)間信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的頻域分析41
2.4小結(jié)43
習(xí)題43
第3章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析46
3.1 Z變換46
3.1.1 z變換的定義46
3.1.2 z反變換52
3.1.3 z變換的主要性質(zhì)57
3.1.4 z變換與離散時(shí)間傅立葉變換的關(guān)系61
3.2離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)62
3.2.1 單位抽樣響應(yīng)與系統(tǒng)函數(shù)62
3.2.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性64
3.3離散時(shí)間信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析65
3.3.1 利用z變換解差分方程66
3.3.2頻率響應(yīng)的幾何確定67
3.4小結(jié)69
習(xí)題69
第4章 離散傅立葉變換及其應(yīng)用72
4.1離散傅立葉變換與Z變換72
4.1.1 離散傅立葉變換的定義72
4.1.2離散傅立葉變換與z變換、離散時(shí)間傅立葉變換的關(guān)系77
4.1.3頻域采樣定理81
4.2離散傅立葉變換的主要性質(zhì)82
4.2.1線(xiàn)性性質(zhì)83
4.2.2移位性質(zhì)83
4.2.3 Parseval定理83
4.2.4對(duì)稱(chēng)性質(zhì)84
4.2.5卷積性質(zhì)86
4.3離散傅立葉變換的經(jīng)典快速算法88
4.3.1直接計(jì)算DFT的計(jì)算量89
4.3.2 時(shí)間抽取基-2 FFT算法90
4.3.3頻率抽取基-2 FFT算法94
4.3.4離散傅立葉反變換的快速算法98
4.4離散傅立葉變換的應(yīng)用100
4.4.1信號(hào)的譜分析100
4.4.2線(xiàn)性卷積的計(jì)算103
4.5 小結(jié)106
習(xí)題106
第5章 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)109
5.1數(shù)字濾波器的功能、分類(lèi)與描述109
5.1. 1濾波器的功能109
5.1. 2濾波器的分類(lèi)109
5.1.3數(shù)字濾波器的描述111
5.2經(jīng)典數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法114
5.3選頻數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)描述114
5.3.1幅頻響應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)115
5.3.2相頻響應(yīng)與群延遲117
5.4小結(jié)118
習(xí)題119
第6章 無(wú)限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)120
6.1 IIR DF的特點(diǎn)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法120
6.1.1 IIR DF的特點(diǎn)120
6.1.2 IIR DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法120
6.2 模仿模擬濾波器的IIR DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)121
6.2.1模擬低通濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)121
6.2.2模擬濾波器映射為數(shù)字濾波器135
6.2.3頻帶轉(zhuǎn)換技術(shù)146
6.2.4模仿模擬濾波器進(jìn)行IIR DF的系統(tǒng)設(shè)計(jì)157
6.2.5模仿AF進(jìn)行IIR DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題164
6.3 IIR DF的直接設(shè)計(jì)法164
6.3.1零點(diǎn)、極點(diǎn)配置累試法164
6.3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)法166
6.4本章小結(jié)166
習(xí)題166
第7章 有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)169
7.1 FIR DF的特點(diǎn)及指標(biāo)描述169
7.1.1 FIR DF的特點(diǎn)169
7.1.2 線(xiàn)性相位FIR DF的相頻指標(biāo)描述169
7.2線(xiàn)性相位FIR DF的條件、特點(diǎn)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常用方法170
7.2.1 FIR DF具有線(xiàn)性相位的條件170
7.2.2線(xiàn)性相位FIR DF幅度函數(shù)的特性171
7.2.3線(xiàn)性相位FIR DF系統(tǒng)的零點(diǎn)分布特點(diǎn)173
7.2.4線(xiàn)性相位FIR DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常用方法175
7.3線(xiàn)性相位FIR DF的窗函數(shù)設(shè)計(jì)法175
7.3.1設(shè)計(jì)原理175
7.3.2用矩形窗設(shè)計(jì)線(xiàn)性相位FIR LP DF175
7.3.3 矩形窗的截?cái)嘈?yīng)177
7.3.4 典型窗函數(shù)179
7.3.5線(xiàn)性相位FIR DF系統(tǒng)函數(shù)的窗函數(shù)法設(shè)計(jì)步驟182
7.3.6 設(shè)計(jì)舉例184
7.3.7 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的FIR DF中的主要問(wèn)題189
7.4 線(xiàn)性相位FIR DF的頻率抽樣設(shè)計(jì)法189
7.4.1 算法原理189
7.4.2兩種頻率采樣方式193
7.4.3頻率抽樣設(shè)計(jì)法的逼近誤差及其改進(jìn)193
7.4.4線(xiàn)性相位FIR DF系統(tǒng)函數(shù)的頻率抽樣設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)步驟196
7.4.5設(shè)計(jì)舉例196
7.4.6頻率抽樣設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)線(xiàn)性相位FIR DF的特點(diǎn)202
7.5線(xiàn)性相位FIR DF的優(yōu)化設(shè)計(jì)法202
7.5.1 均方誤差最小準(zhǔn)則203
7.5.2 最大誤差最小化準(zhǔn)則204
7.5.3 設(shè)計(jì)舉例207
7.5.4線(xiàn)性相位FIR DF優(yōu)化設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)210
7.6 FIR DF與IIR DF的比較210
7.7 小結(jié)211
習(xí)題211
第8章 數(shù)字濾波器的算法結(jié)構(gòu)214
8.1離散時(shí)間系統(tǒng)的信號(hào)流圖描述214
8.2 IIR DF的算法結(jié)構(gòu)215
8.2.1直接型算法結(jié)構(gòu)215
8.2.2級(jí)聯(lián)型算法結(jié)構(gòu)217
8.2.3并聯(lián)型算法結(jié)構(gòu)219
8.2.4轉(zhuǎn)置型算法結(jié)構(gòu)220
8.3 FIR DF的算法結(jié)構(gòu)221
8.3.1直接型算法結(jié)構(gòu)221
8.3.2級(jí)聯(lián)型算法結(jié)構(gòu)222
8.3.3頻率抽樣型算法結(jié)構(gòu)223
8.3.4線(xiàn)性相位FIR DF的算法結(jié)構(gòu)225
8.4離散時(shí)間系統(tǒng)的格型算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介227
8.4.2 全極點(diǎn)系統(tǒng)(IIR系統(tǒng))的格型結(jié)構(gòu)228
8.4.3 零極點(diǎn)系統(tǒng)( IIR系統(tǒng))的格型結(jié)構(gòu)229
8.5小結(jié)229
習(xí)題229
第9章 誤差分析231
9.1數(shù)的二進(jìn)制表示及其量化誤差231
9.1.1數(shù)的二進(jìn)制表達(dá)231
9.1.2二進(jìn)制數(shù)的定點(diǎn)運(yùn)算232
9.1.3二進(jìn)制數(shù)的浮點(diǎn)運(yùn)算234
9.1.4尾數(shù)處理234
9.2模數(shù)轉(zhuǎn)
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