绪论 1

第1章 时域离散信号和时域离散系统 4

1.1 引言 4

1.2 时域离散信号 5

1.2.1 常用的典型序列 6

1.2.2 序列的运算 9

1.3 时域离散系统 10

1.3.1 线性系统 11

1.3.2 时不变系统 11

1.3.3 线性时不变系统及其输入与输出之间的关系 12

1.3.4 系统的因果性和稳定性 17

1.4 时域离散系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程 19

1.4.1 线性常系数差分方程 20

1.4.2 线性常系数差分方程的求解 20

1.5 模拟信号数字处理方法 23

1.5.1 采样定理及A/D变换 23

1.5.2 将数字信号转换成模拟信号 27

习题与上机题 30

第2章 时域离散信号和系统的频域分析 34

2.1 引言 34

2.2 时域离散信号的傅里叶变换的定义及性质 34

2.2.1 时域离散信号傅里叶变换的定义 34

2.2.2 时域离散信号傅里叶变换的性质 35

2.3 周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换表示式 42

2.3.1 周期序列的离散傅里叶级数 42

2.3.2 周期序列的傅里叶变换表示式 44

2.4 时域离散信号的傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系 47

2.5 序列的Z变换 48

2.5.1 Z变换的定义 48

2.5.2 序列特性对收敛域的影响 49

2.5.3 逆Z变换 52

2.5.4 Z变换的性质和定理 56

2.5.5 利用Z变换解差分方程 61

2.6 利用Z变换分析信号和系统的频响特性 63

2.6.1 频率响应函数与系统函数 63

2.6.2 用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性 64

2.6.3 利用系统的极零点分布分析系统的频率响应特性 66

2.6.4 几种特殊系统的系统函数及其特点 69

习题与上机题 73

第3章 离散傅里叶变换(DFT) 78

3.1 离散傅里叶变换的定义及物理意义 78

3.1.1 DFT的定义 78

3.1.2 DFT与傅里叶变换和Ｚ变换的关系 79

3.1.3 ＤＦＴ的隐含周期性 80

3.1.4 用ＭＡＴＬＡＢ计算序列的ＤＦＴ 81

3.2 离散傅里叶变换的基本性质 82

3.2.1 线性性质 82

3.2.2 循环移位性质 83

3.2.3 循环卷积定理 84

3.2.4 复共轭序列的DFT 87

3.2.5 DFT的共轭对称性 87

3.3 频率域采样 90

3.4 DFT的应用举例 93

3.4.1 用DFT计算线性卷积 93

3.4.2 用DFT对信号进行谱分析 98

习题与上机题 108

第4章 快速傅里叶变换(FFT) 114

4.1 引言 114

4.2 基2FFT算法 114

4.2.1 直接计算ＤＦＴ的特点及减少运算量的基本途径 114

4.2.2 时域抽取法基2FFT基本原理 115

4.2.3 DITFFT算法与直接计算DFT运算量的比较 118

4.2.4 DITFFT的运算规律及编程思想 119

4.2.5 频域抽取法FFT(DIFFFT) 122

4.2.6 IDFT的高效算法 125

4.3 进一步减少运算量的措施 125

4.3.1 多类蝶形单元运算 125

4.3.2 旋转因子的生成 126

4.3.3 实序列的FFT算法 126

4.4 其他快速算法简介 127

习题与上机题 129

第5章 时域离散系统的网络结构 130

5.1 引言 130

5.2 用信号流图表示网络结构 130

5.3 IIR系统基本网络结构 132

5.4 FIR系统的基本网络结构 137

5.5 FIR系统的线性相位结构 138

5.6 FIR系统的频率采样结构 139

5.7 格型网络结构 142

5.7.1 全零点格型网络结构 142

5.7.2 全极点格型网络结构 145

习题与上机题 148

第6章 无限脉冲响应数字滤波器的设计 153

6.1 数字滤波器的基本概念 153

6.2 模拟滤波器的设计 157

6.2.1 模拟低通滤波器的设计指标及逼近方法 157

6.2.2 巴特沃斯低通滤波器的设计 159

6.2.3 切比雪夫滤波器的设计 165

6.2.4 椭圆滤波器的设计 172

6.2.5 五种类型模拟滤波器的比较 174

6.2.6 频率变换与模拟高通、带通、带阻滤波器的设计 174

6.3 用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器 181

6.4 用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器 188

6.5 数字高通、带通和带阻滤波器的设计 193

习题与上机题 197

第7章 有限脉冲响应数字滤波器的设计 200

7.1 线性相位ＦＩＲ数字滤波器的条件和特点 200

7.2 利用窗函数法设计ＦＩＲ滤波器 206

7.2.1 窗函数法设计原理 206

7.2.2 典型窗函数介绍 210

7.2.3 用窗函数法设计FIR滤波器的步骤 215

7.2.4 窗函数法的MATLAB设计函数简介 217

7.3 利用频率采样法设计FIR滤波器 221

7.4 利用等波纹最佳逼近法设计ＦＩＲ数字滤波器 227

7.4.1 等波纹最佳逼近法的基本思想 227

7.4.2 remez和remezord函数及滤波器设计指标 229

7.5 IIR和FIR数字滤波器的比较 233

7.6 几种特殊类型滤波器简介 234

7.7 滤波器分析设计工具FDATool 234

习题与上机题 239

第8章 多采样率数字信号处理 243

8.1 引言 243

8.2 信号的整数倍抽取 244

8.3 信号的整数倍内插 249

8.4 按有理数因子I/D的采样率转换 253

8.5 整数倍抽取和内插在数字语音系统中的应用 254

8.5.1 数字语音系统中的信号采样过程及其存在的问题 254

8.5.2 数字语音系统中改进的A/D转换方案 255

8.5.3 接收端D/A转换的改进方案 257

8.6 采样率转换滤波器的高效实现方法 258

8.6.1 直接型FIR滤波器结构 258

8.6.2 多相滤波器结构 262

8.7 采样率转换器的MATLAB实现 265

习题与上机题 267

第9章 数字信号处理的实现 269

9.1 数字信号处理中的量化效应 269

9.1.1 量化及量化误差 269

9.1.2 A/D变换器中的量化效应 271

9.1.3 数字系统中的系数量化效应 272

9.1.4 数字系统中的运算量化效应 276

9.2 数字信号处理技术的软件实现 282

9.3 数字信号处理的硬件实现简介 286

第10章 上机实验 288

10.1 实验一：系统响应及系统稳定性 288

10.2 实验二：时域采样与频域采样 290

10.3 实验三：用ＦＦＴ对信号作频谱分析 292

10.4 实验四：　ＩＩＲ数字滤波器设计及软件实现 294

10.5 实验五：FIR数字滤波器设计与软件实现 297

10.6 实验六：　数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 299

附录 305

附录Ａ 用Masson公式求网络传输函数Ｈ(z) 305

附录Ｂ MATLAB信号处理工具箱函数索引表 306

参考文献 313