數(shù)字信號處理（第2版）

目錄


第1章概論

1.1離散時間信號和數(shù)字信號

1.2數(shù)字信號處理

1.3數(shù)字信號處理的優(yōu)點和局限

1.4數(shù)字信號處理學科的內(nèi)容、發(fā)展和應用

1.4.1數(shù)字信號處理學科的內(nèi)容

1.4.2數(shù)字信號處理學科發(fā)展概況

1.4.3數(shù)字信號處理的應用

1.5本書內(nèi)容簡介


第2章離散時間信號和離散時間系統(tǒng)

2.1離散時間信號——序列

2.1.1基型序列

2.1.2模擬頻率和數(shù)字頻率

2.1.3周期序列

2.1.4序列的基本運算

2.2離散時間系統(tǒng)

2.2.1系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性

2.2.2線性時不變系統(tǒng)

2.3離散時間傅里葉變換

2.3.1離散時間傅里葉變換的定義

2.3.2DTFT的性質(zhì)

2.3.3離散時間信號的頻譜

2.3.4離散時間系統(tǒng)的頻率響應

2.4z變換

2.4.1z變換的定義和收斂域

2.4.2逆z變換

2.4.3z變換的性質(zhì)和常用z變換公式

2.5傳輸函數(shù)

2.5.1LTI系統(tǒng)的傳輸函數(shù)

2.5.2利用傳輸函數(shù)分析系統(tǒng)的頻率響應

2.5.3利用傳輸函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性

2.5.4利用傳輸函數(shù)計算LTI系統(tǒng)的輸出

2.6離散時間信號和系統(tǒng)的MATLAB分析

2.6.1離散時間信號的產(chǎn)生

2.6.2序列的基本運算

2.6.3線性卷積和相關(guān)序列的計算

2.6.4DTFT的計算

2.6.5系統(tǒng)頻率響應的計算

2.6.6系統(tǒng)的有理傳輸函數(shù)的計算

2.6.7離散時間系統(tǒng)輸出的計算

習題


第3章離散傅里葉變換及其快速算法

3.1DFT的基本概念

3.1.1DFT的定義

3.1.2由DFT重構(gòu)序列

3.1.3由DFT重構(gòu)DTFT

3.1.4DFT的物理意義

3.1.5DFT的幅度、時間軸和頻率軸

3.1.64種傅里葉分析方法

3.2DFT的性質(zhì)

3.3矩形序列的DFT

3.4利用DFT進行信號頻譜分析

3.4.1加窗截斷造成頻譜泄漏和分辨率降低

3.4.2序列加窗對DFT的影響

3.4.3序列補零對DFT的影響

3.5利用DFT計算線性卷積

3.5.1基本原理

3.5.2用DFT實現(xiàn)分段卷積

3.6DFT的快速計算方法： 快速傅里葉變換

3.6.1時間抽取基2 FFT算法的信號流程圖

3.6.2時間抽取基2 FFT算法結(jié)構(gòu)的特點

3.6.3時間抽取基2 FFT算法的計算量

3.6.4倒序： 輸入時間序列的重排

3.6.5時間抽取基2 FFT的其他算法結(jié)構(gòu)

3.6.6頻率抽取基2 FFT算法

3.6.7計算FFT的MATLAB內(nèi)部函數(shù)

3.7實際應用FFT算法時需要考慮的幾個問題

3.7.1輸入數(shù)據(jù)的采集和處理

3.7.2時間抽取基2 FFT算法的實現(xiàn)

3.7.3DFT的處理增益

3.7.4FFT計算結(jié)果的解讀

3.8計算DFT的其他快速算法

3.8.1混合基FFT算法

3.8.2基4FFT算法

3.8.3線性調(diào)頻z變換（CZT）

習題


第4章數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)和有限字長效應

4.1FIR濾波器的直接型結(jié)構(gòu)和級聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.1.1FIR直接型結(jié)構(gòu)

4.1.2FIR級聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.2FIR濾波器的格型結(jié)構(gòu)

4.3線性相位FIR濾波器

4.3.1FIR濾波器的相位響應

4.3.2線性相位FIR濾波器4種不同類型的單位沖激響應

4.3.3線性相位FIR濾波器的結(jié)構(gòu)

4.3.4線性相位FIR濾波器的振幅響應

4.3.5線性相位FIR濾波器的零點分布

4.4FIR濾波器的頻率取樣結(jié)構(gòu)

4.4.1頻率取樣結(jié)構(gòu)的組成

4.4.2頻率取樣結(jié)構(gòu)的改進

4.4.3線性相位FIR濾波器的頻率取樣結(jié)構(gòu)

4.5IIR濾波器的結(jié)構(gòu)

4.5.1IIR濾波器的直接型結(jié)構(gòu)

4.5.2IIR濾波器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.5.3IIR濾波器的級聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.6全通濾波器和最小相位濾波器

4.6.1全通濾波器

4.6.2最小相位濾波器

4.6.3非最小相位IIR濾波器的分解

4.7IIR濾波器的格型結(jié)構(gòu)

4.7.1全極點格型濾波器

4.7.2極點零點格型濾波器

4.8FIR濾波器的有限字長效應

4.8.1二進制數(shù)的表示方法

4.8.2輸入信號的量化誤差

4.8.3FIR濾波器的系數(shù)量化誤差

4.8.4FIR濾波器有限字長效應的統(tǒng)計分析

4.9IIR濾波器的有限字長效應

4.9.1系數(shù)量化誤差對零點和極點位置的影響

4.9.2IIR濾波器中乘法運算舍入噪聲的統(tǒng)計分析

4.9.3IIR濾波器中加法運算的溢出和定標

4.9.4數(shù)字濾波器的浮點實現(xiàn)

4.10IIR濾波器的零輸入極限環(huán)現(xiàn)象

4.11利用MATLAB實現(xiàn)數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)

4.11.1級聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.11.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)

4.11.3格型結(jié)構(gòu)

4.12利用MATLAB分析數(shù)字濾波器的有限字長效應

4.12.1舍入和截尾量化

4.12.2濾波器系數(shù)的量化對幅度響應和極點零點位置的影響

4.12.3IIR濾波器極限環(huán)的MATLAB模擬

習題


第5章數(shù)字濾波器的設(shè)計

5.1數(shù)字濾波器的設(shè)計指標

5.1.1因果數(shù)字濾波器的頻率響應

5.1.2數(shù)字濾波器的設(shè)計指標

5.2FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計方法

5.2.1沖激響應截斷法

5.2.2窗函數(shù)設(shè)計法

5.2.3Kaiser窗

5.3設(shè)計FIR濾波器的頻率取樣方法

5.3.1頻率取樣方法的基本原理

5.3.2頻率取樣設(shè)計方法對過渡帶的優(yōu)化

5.4設(shè)計FIR濾波器的最小二乘法

5.5最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器的設(shè)計： ParksMcClellan算法

5.5.1線性相位FIR濾波器振幅響應的統(tǒng)一表示

5.5.2Minimax誤差準則

5.5.3交替定理

5.5.4ParksMcClellan算法

5.6微分器和Hilbert變換器

5.6.1微分器

5.6.2希爾伯特變換器

5.7窗函數(shù)法、頻率取樣法和最小二乘法的MATLAB實現(xiàn)

5.7.1按照算法原理編寫m文件

5.7.2Kaiser窗濾波器設(shè)計方法的MATLAB實現(xiàn)

5.7.3設(shè)計線性相位FIR濾波器的MATLAB函數(shù)

5.8用MATLAB設(shè)計最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器

5.9IIR數(shù)字濾波器的一般設(shè)計方法

5.9.1設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的兩種方案

5.9.2模擬低通濾波器的技術(shù)指標

5.9.3平方幅度響應與傳輸函數(shù)的關(guān)系

5.10常用4種原型濾波器

5.10.1Butterworth濾波器

5.10.2Chebyshev Ⅰ型濾波器

5.10.3Chebyshev Ⅱ型濾波器

5.10.4橢圓濾波器

5.11模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射

5.11.1沖激響應不變法

5.11.2雙線性變換法

5.12頻率變換

5.12.1模擬頻率變換

5.12.2數(shù)字頻率變換

5.13設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的MATLAB方法

5.13.1一般步驟

5.13.2用于設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的主要MATLAB函數(shù)

5.14MATLAB中的濾波器設(shè)計和分析工具

習題