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0 诸论1

0.1 数字信号处理的概念1

0.2 数字信号处理的特点2

0.3 数字信号处理系统的实现3

1 离散时间信号和系统5

1.1 离散时间信号5

1.1.1 常用的典型序列5

1.1.2 任意序列表示法8

1.1.3 序列的运算8

1.2 时域离散系统10

1.2.1 线性系统11

1.2.2 时不变系统11

1.2.3 单位脉冲响应和系统响应12

1.2.4 线性时不变系统的性质12

1.2.5 系统的因果性和稳定性14

1.3 离散时间线性时不变系统和差分方程16

1.3.1 线性常系数差分方程16

1.3.2 线性常系数差分方程的求解16

1.4 模拟信号的采样和恢复17

1.4.1 采样定理17

1.4.2 采样信号的恢复和数模转换20

习题21

2 时域离散信号和系统的频域分析24

2.1 序列的z变换24

2.1.1 z变换的定义24

2.1.2 z变换的收敛域24

2.1.3 序列类型和收敛域25

2.2 z变换的性质和定理28

2.3 逆z变换30

2.4 系统函数和系统特性的描述35

2.4.1 系统函数35

2.4.2 系统函数与差分方程的关系35

2.4.3 系统函数的收敛域36

2.4.4 系统的频率特性37

习题39

3 DFT及其快速算法41

3.1 离散傅里叶级数41

3.1.1 离散傅里叶级数的定义41

3.1.2 离散傅里叶级数的性质42

3.2 DFT44

3.2.1 DFT的定义44

3.2.2 DFT与z变换的关系46

3.2.3 DFT的基本性质47

3.3 频率域采样53

3.4 用DFT对连续信号进行频谱分析55

3.4.1 混叠现象56

3.4.2 栅栏效应58

3.4.3 频谱泄漏58

3.5 FFT58

3.5.1 直接计算DFT的运算量和减少运算量的基本途径59

3.5.2 基2时间抽取FFT算法（DIT-FFT算法）59

3.5.3 基2频率抽取FFT算法（DIF-FFT算法）65

3.5.4 IDFT的快速算法68

3.5.5 任意基FFT算法69

3.5.6 Chirp-z变换72

习题75

4 数字滤波器的基本结构和状态变量分析法79

4.1 数字滤波器的表示方法79

4.2 IIR数字滤波器的基本网络结构80

4.2.1 直接型IIR网络80

4.2.2 级联型IIR网络82

4.2.3 并联型IIR网络83

4.3 FIR数字滤波器的基本网络结构85

4.3.1 直接型FIR网络85

4.3.2 级联型FIR网络85

4.3.3 线性相位型FIR网络86

4.4 状态变量分析法87

习题93

5 IIR数字滤波器的设计96

5.1 数字滤波器的基本概念96

5.1.1 数字滤波器的分类96

5.1.2 数字滤波器的技术指标97

5.1.3 数字滤波器的设计步骤98

5.2 模拟低通滤波器的设计98

5.2.1 由幅度平方函数确定系统函数98

5.2.2 巴特沃斯低通滤波器99

5.2.3 切比雪夫低通滤波器102

5.2.4 模拟高通、带通及带阻滤波器的设计105

5.3 根据模拟滤波器设计IIR滤波器110

5.3.1 脉冲响应不变法110

5.3.2 双线性变换法113

5.4 从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换118

5.4.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器118

5.4.2 数字高通、带通和带阻滤波器的设计119

习题123

6 FIR数字滤波器的设计125

6.1 线性相位FIR数字滤波器的条件和特点125

6.1.1 线性相位条件125

6.1.2 线性相位FIR数字滤波器幅频特性的特点127

6.1.3 线性相位FIR数字滤波器零点分布特点130

6.2 窗函数法设计FIR滤波器131

6.2.1 设计原理131

6.2.2 窗函数设计法的截断效应132

6.2.3 常用窗函数134

6.2.4 窗函数法设计步骤139

6.3 频率采样设计法140

6.3.1 设计原理140

6.3.2 线性相位的约束条件141

6.3.3 逼近误差及其改进措施142

6.4 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较145

习题145

7 数字信号处理中有限字长效应148

7.1 数的表示148

7.2 定点制数的量化误差149

7.3 数字信号处理中的量化效应152

7.3.1 A/D转换时的量化效应152

7.3.2 数字滤波器的系数量化效应155

7.3.3 数字滤波器的运算量化效应157

习题162

8 数字信号处理的实现164

8.1 DSP系统164

8.1.1 DSP系统的构成164

8.1.2 DSP系统的特点165

8.1.3 DSP系统的设计过程166

8.2 DSP芯片167

8.3 TMS320系列数字信号处理器168

8.3.1 TMS320C2000系列168

8.3.2 TMS320C5000系列168

8.3.3 TMS320C6000系列169

8.4 TMS3205000的结构和组成170

8.5 TMS3205000的指令系统171

8.6 DSP芯片的开发工具185

8.6.1 代码生成工具185

8.6.2 代码调试工具185

9 MATLAB在信号处理中的应用和实验187

9.1 MATLAB语言在信号处理中的应用187

9.1.1 基本数值运算187

9.1.2 基本语句188

9.1.3 MATLAB函数190

9.1.4 应用举例194

9.2 实验196

9.2.1（实验1） 用于数字信号处理的MATLAB基本操作196

9.2.2（实验2） 信号、系统和系统响应198

9.2.3（实验3） FFT及其应用201

9.2.4（实验4） IIR数字滤波器的设计204

9.2.5（实验5） 用窗函数法设计FIR数字滤波器206

参考文献210