本书是《数字信号处理原理及实现（第3版）》的新修订版，全书涵盖了数字信号处理的基本理论及其应用。同时，本书给出了大量习题，可全面测试读者对教材知识点的掌握。市场上出版此类书较少，本书的出版会弥补普通高校师生该领域的自学需求，并可以作为相关行业工程技术人员参考用书。本书适合作为普通高校电子信息类专业、电气类专业、自动化类专业的教材，清华社出版此类书较少，本书的出版会有效完善我社这个产品群，扩大图书影响力，打入市场。

第4版前言 《数字信号处理原理及实现》（第3版）于2017年8月由清华大学出版社出版，为“十三五”江苏省高等学校重点教材，至今已使用五年多，在使用过程中得到了广大读者的普遍好评，于2020年获评江苏省优秀培育教材。本书是第4版，为新形态教材，在进一步强化基本概念及应用的基础上，配合新时代课堂教学方法改革，利用本课程的中国大学MOOC在线开放课程资源，添加可视性强的微课视频，并结合学科专业特点，有机融入工程应用实例、探究性实验案例、思政元素等相关内容，强化育人功能。 第4版修改、调整和扩充的内容如下： （1） 绪论中，在0.6节数字信号处理的应用领域中补充了中国北斗、中国天眼等我国自主研发系统的例子。 （2） 第2章中，在2.2节对序列的傅里叶变换的定义进行重新梳理，特别是对DTFT存在的条件进行更全面、更深层的阐述，并增加了相关问题的习题； 在2.3.5节讲解帕斯瓦尔定理后，补充了一个相关例题； 将2.4.4 节例223和例224两个典型例题的介绍移至2.4.5节，从而更加顺畅地引出IIR和FIR系统的概念，同时与微课视频讲解相统一。 （3） 第3章3.3.2节DFS的性质“移位特性”中补充了频移特性及其证明； 对3.4.3节DFT的性质中的共轭对称性进行进一步梳理。 （4） 在第4章4.3.3节算法特点中，将“旋转因子的变化规律”不再单独作为一个特点，调整为按照算法的三个特点（原位运算、蝶形运算和倒位序）分别叙述。 （5） 在第5章中对脉冲响应不变法的映射原理重新进行梳理，补充了模拟域和数字域频率响应映射关系曲线。 （6） 在第6章6.3.2节中，对加窗带来的截断效应的表现和如何改善做了进一步深入分析，相应地增加了图620。 （7） 在第9章中，将9.7节扩充为两小节，即9.7.1节探究性实验课题和9.7.2节探究性实验案例——趣味图像解密，增加探究性实验案例，以期为同学们进行探究性实验提供参考和帮助。 （8） 绪论中增加了思考题与习题，其他部分章节增加了习题。 （9） 在基础知识、频谱分析、数字滤波器三个知识模块中各增加了一个应用实例，以期让同学们了解课程相关知识在实际工程背景下的应用，并自然融入思政元素。 （10） 新增微课视频84个，时长约683分钟。视频资料来源于本课程团队自己录制并在中国大学MOOC平台开放的课程资源。读者可以在学习理论的同时，通过移动教学平台扫描二维码观看相应的课程视频。 （11） 提供程序源代码下载。教材中的全部MATLAB源代码均可以到清华大学出版社网站本书页面下载。 （12） 改正了第3版在使用中发现的个别问题。 本书仍然立足大学本科生 “数字信号处理”课程的教材。全书共包括绪论和9章内容，即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、快速傅里叶变换、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及数字信号处理实验。 为便于读者学习，对于第4版新增加的内容，我们将尽快出版与第4版教材配套的学习指导书。 本书由王艳芬教授和张晓光教授承担主要编写工作。绪论及第1、2、3、4、8章由王艳芬教授编写，其中王刚副教授补充了3.7.6节，第6章由张晓光教授编写，第5、9章由王刚副教授编写，其中张晓光教授编写了9.7.2节，第7章由刘卫东副教授编写。其中的微课视频录制分工为： 绪论及第2~4章微课视频由王艳芬教授完成，第1、6章微课视频由张晓光教授完成，第5章微课视频由王刚副教授完成，第7章微课视频由张林教授完成。 本书第4版得到了清华大学出版社的大力支持，同时也得到了中国矿业大学教材出版基金的资助，课程组的张林教授、云霄副教授、周玉副教授提出了许多宝贵意见，部分图片和内容来源于网络，在此一并表示衷心的感谢！ 限于编者水平，第4版肯定还会有许多不足之处，诚挚希望广大读者批评指正，以便今后不断改进。 编者 2023年3月 第3版前言 《数字信号处理原理及实现》（第2版）于2013年10月由清华大学出版社出版，被评为“‘十二五’江苏省高等学校重点教材”，在使用中得到了广大读者的好评，至今已使用三年多。本书是第3版，进一步强化了基本概念的物理意义及应用。第3版修改、调整和扩充的内容如下： （1） 对绪论中信号分类及数字信号处理系统的基本组成的内容叙述进行了完善和扩充，并补充了两幅图。 （2） 第1章1.1节根据绪论的变化重新整理了信号的分类； 1.2.3节增加了卷积和、相关函数，并增加了相关运算实例的习题； 对1.3.5节系统的因果性和稳定性内容重新进行了梳理和扩充，以期更易理解； 对1.4.2节差分方程的求解进行了完善，并补充了利用差分方程判断是否为线性时不变系统的例题。 （3） 第2章增加了2.1节引言标题，使得全书结构比较统一； 补充了离散时间信号的傅里叶反变换，即式（22）的推导过程； 在2.2.3节对频移特性的意义进行了补充； 在2.2.5节补充了性质3和性质11的证明和意义。 （4） 第3章对DFS、DFT的某些性质（DFS性质2和性质3、DFT性质3）增加了证明； 在3.5.2节补充了频率响应内插公式［式（358）］的详细推导过程； 第3.7节增加了“3.7.4 对DFT计算结果的解读”，完善了相应的例题，以期更加理论联系实际。 （5） 第4章对线性调频Z变换的表达式（438）进行了补充，在4.8.4节MATLAB实现中，增加了线性调频Z变换（CZT）的应用实例及实现分析。 （6） 第5章将一些本章必须掌握的模拟滤波器内容从5.3节中抽出并入5.2.4节，并将5.2.4题目修改为“数字滤波器的设计方法与常用模拟滤波器”，其余作为选读内容仍放在5.3节，对5.3节进行了删减。 （7） 6.3.4节增加了窗函数法设计数字微分器的一个例题； 6.4.5节增加一个基于MATLAB实现的带通滤波器例题； 6.7节增加了一个IIR和FIR数字带通滤波器的MATLAB实例，对文字做了梳理。 （8） 第9章增加了9.7节“探究性实验”，以期为同学们进行探究性学习提供参考和帮助。 （9） 每章都增加了部分习题。 （10） 改正了第2版在使用中发现的问题。 本书仍然立足大学本科生 “数字信号处理”课程的教材。全书共有9章，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、多采样率数字信号处理及数字信号处理实验等。 为便于读者学习，对于第3版新增加的内容，我们将尽快修订出版与第3版教材配套的学习指导书。 本书由王艳芬教授担任主编。绪论及第1、2、3、4、8章由王艳芬教授编写，第5、9章及附录由王刚副教授编写，第6章由张晓光副教授编写，第7章由刘卫东副教授编写。 限于编者水平，第3版肯定还会有许多不足之处，诚挚希望广大读者批评指正，以便今后不断改进。 编者 2017年1月 第2版前言 《数字信号处理原理及实现》教材自2008年3月由清华大学出版社出版以来，至今已近5年。本书在使用中得到了读者的好评，并于2009年7月荣获江苏省精品教材奖。 本书是《数字信号处理原理及实现》的第2版。和第1版相比，本书有以下改进： （1） 第1章和第2章分别对奈奎斯特采样定理和频率响应的物理意义等内容的阐述进行了补充和完善。 （2） 第3章3.6节增加了“用DFT计算线性卷积和线性相关”及相应的例题等内容； 3.7.1节强调了频域抽样和截断的概念； 改写了3.7.2节中的截断效应和栅栏效应的基本概念，叙述更加完善。 （3） 第4章增加了4.7节“N为复合数的混合基FFT算法”； 对4.3.2节内容进行了补充。 （4） 第5章将原书5.1节引言拆分成了两节“5.1引言”和“5.2数字滤波器的基本概念”，并在5.2节新增“数字滤波器原理”内容，重新改写了“数字滤波器的技术指标”内容。对“双线性变换法中的频率失真和预畸变”内容重新进行了梳理，以期更易理解。在“数字滤波器的频率变换”部分增加了不同类型滤波器之间相互转换的判断方法内容和例题。增加了IIR数字滤波器直接设计法中的“零极点累试法”内容及5.8节“IIR数字滤波器的相位均衡”。 （5） 第6章对幅度函数特点、窗函数设计法、频率采样法等内容重新进行了梳理和扩充，增加了多幅插图，将6.3节和6.4节中相同参数理论求解和MATLAB实现部分例题进行了合并，以使内容编排更加合理。对6.5.1节“等波纹逼近准则”进行了优化，新增6.6节“简单整系数法设计FIR数字滤波器”。 （6） 第7章增加了后续课及实际应用中涉及较多的7.5节“数字滤波器的格型结构”及7.6节“有限字长效应”，并将本章名改为“数字滤波器结构与有限字长效应”。 （7） 各章均增加了“本章小结”，并且每章都增加了部分习题。 （8） 新增第8章“多采样率数字信号处理”，以适应学科的发展。本章分析了序列的整数倍抽取与插值和有理倍数改变抽样率的基本概念、理论和方法及它们的高效结构等。 （9） 将原来的第8章“MATLAB上机实验”改为第9章“数字信号处理实验”，重新编写了9.1节MATLAB语言简介部分，以使内容叙述更具有条理性。调整了原章节体系结构，将基础实验部分按节重新排列为9.2节~9.5节，删除了交互式工具应用实验部分。重点突出和充实了基于MATLAB编程的基础实验内容，为了突出数字信号处理在实际中的应用，增加了9.6节实验五“立体声延时音效处理”，使教材理论与实际结合更加紧密。 （10） 取消原书中的附录“本书用到的MATLAB特殊函数”部分，同时把相关内容按原书出现的顺序调整到各章节当中，增强了内容的可读性。 （11） 除做了上述扩充和修改，使教材内容更加完整外，每一章都对部分语句进行了优化，使问题的叙述更加完善，层次更加清晰，更利于教和学，这里不再一一列出。 （12） 解决了第1版在使用中发现的问题，改正了个别错误。 本书仍然立足大学本科生 “数字信号处理”课程的教材。全书共有9章，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及数字信号处理实验等。为便于读者学习，本书第1版已配套出版《数字信号处理原理及实现学习指导》一书，对于第2版新增加的内容，将尽快出版与第2版教材配套的学习指导书。 本书中所注明的MATLAB特殊函数均来源于Vinary K.Ingle和John G.Proakis开发的PWS_DSP工具箱，文中不再一一注明。 本书由王艳芬教授担任主编。绪论及第1、2、3、4、8章由王艳芬教授编写，第5、9章及附录由王刚副教授编写，第6章由张晓光副教授编写，第7章由刘卫东副教授编写。 限于编者水平，虽对第1版进行了修订，但肯定还会有许多不足之处，诚挚希望广大读者批评指正，以便今后不断改进。 编者 2013年1月 第1版前言 随着信息技术的飞速发展，数字信号处理理论和技术日益成熟，已成为一门重要的学科，并在各个领域得到广泛应用。“数字信号处理”基础知识已成为信息工程、电子科学与技术、电气自动化及其他电类专业必须掌握的专业基础知识和必修内容。 本书主要包括三部分8章内容，第一部分包括第1~4章，是数字信号处理的基础理论部分。鉴于离散时间信号与离散时间系统是数字信号处理中的两个最重要的概念，本书用两章内容分别从时域和频域两个方面对离散时间信号与系统进行了较详细的讨论。第1章介绍了离散时间信号与系统的时域分析方法、常系数线性差分方程和模拟信号数字处理方法。第2章对离散时间信号与系统进行了频域分析，介绍了序列的傅里叶变换（DTFT）和序列的Z变换等频域分析数学工具，讨论了系统函数、频率响应和零极点分布等概念，并引出两类重要的数字滤波器系统。离散傅里叶变换（DFT）是数字信号处理中的核心内容，本书在第3章用较大篇幅讨论了DFT的定义、性质和物理意义，在此基础上引出了重要的频域采样理论，并且进一步讨论了DFT在实际中的典型应用。快速傅里叶变换（FFT）是DFT的一种快速算法，它在数字信号处理发展史上起到了里程碑的作用，本书第4章重点讨论了FFT的典型算法原理，包括按时间、频率抽取的基2FFT和IFFT的高效算法，结合DFT的对称性讨论了实序列的FFT算法，最后介绍了线性调频Z变换（CZT）。数字滤波器是数字信号处理研究的重要内容，本书第二部分包括第5~7章，主要学习数字滤波器的基本理论和设计方法，包括无限脉冲响应（IIR）数字滤波器、有限脉冲响应（FIR）数字滤波器及其滤波器的网络结构等。第5章重点介绍了利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器的原理、思路和方法，包括脉冲响应不变法和双线性变换法。第6章主要讨论了FIR滤波器具有线性相位的条件和特性及常用的设计方法，包括窗函数设计法、频率采样设计法和等波纹逼近法等。第7章介绍了这两类滤波器的基本网络结构和特点。第三部分包括第8章及附录，是本书的上机实验内容，包括必须掌握的基础实验和扩展掌握的交互式工具应用实验。 本书以数字信号处理基础知识、基本理论为主线，同时将学习和应用数字信号处理的极好工具MATLAB引入本书。为了突出基础知识并使基本概念通俗易懂，本书通过例题求解的方式引入MATLAB这一工具，在每一个重要概念讨论之后，都给出了MATLAB实现内容，以帮助读者较好地掌握MATLAB工具，并结合实际应用更好地掌握“数字信号处理”的知识点。本书列举了大量的例题和习题，并专门编写了上机实验一章，突出了理论和实践相结合的环节，并配有上机习题，它可以作为课程实验练习和上机考试的复习习题。 本书主要作为工科信息通信类本科高年级相关课程的教材，着重基本概念、基本原理的阐述及各概念之间的相互联系，并且针对课程抽象难学的特点，以MATLAB为主线来阐述重要概念和基本原理，并提供了MATLAB演示程序及与实际结合密切的综合性例题。 本书由王艳芬担任主编。绪论及第1~4章由王艳芬编写，第5章由王刚编写，第6章由张晓光编写，第7章由刘卫东编写，第8章由王艳芬和王刚共同编写。 限于编者水平，加上时间紧张，书中肯定存在不少问题和错误，诚挚希望广大读者批评指正。 编者2007年9月

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