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绪论1

第1章 离散时间信号与系统4

1. 1离散时间信号与序列运算4

1.1.1离散时间信号及表示方式4

1.1.2序列的运算5

1.1.3序列的能量、周期性以及几种常用序列10

1.2离散时间系统15

1.2.1线性时不变系统15

1.2.2单位冲激响应与系统响应16

1.2.3因果与稳定系统21

1.3连续时间信号的抽样23

1.3. 1连续时间信号抽样的基本原理23

1.3.2抽样定理与连续信号的恢复25

1.4本章相关的MATLAB命令及应用29

1.4.1离散时间信号的MATLAB表示29

1.4.2离散时间信号运算的实现30

1.4.3差分方程的MATLAB求解35

1.4.4连续信号的离散与重构36

小结39

习题40

第2章 离散时间系统的变换域分析——z变换45

2.1z变换与z逆变换45

2.1.1 z变换的定义与收敛域45

2.1. 2 z逆变换51

2. 1.3z变换的基本性质58

2.2离散时间系统的系统函数与系统特性的描述65

2.3系统的频率响应与系统滤波特性68

2.4 z变换和拉氏变换的关系72

2.5本章相关的MATLAB命令及应用74

2.5.1z变换与z逆变换的MATLAB实现74

2.5.2有理多项式的部分分式展开与多项式的乘除75

2.5.3 MATLAB对系统的描述及各系统模型的转换77

2.5.4离散LTI系统的时域响应与频率响应81

小结84

习题85

第3章 离散时间系统的频域分析——傅里叶变换88

3. 1非周期序列的傅里叶变换及性质88

3.1.1非周期序列傅里叶变换88

3. 1.2非周期序列傅里叶变换的性质90

3.2周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质94

3.3有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）98

3.3. 1离散傅里叶变换（DFT）及性质98

3.3.2圆周卷积与有限长序列的线性卷积的关系108

3. 4频域抽样理论111

3.5利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题114

3.5. 1混叠失真与参数选择114

3.5.2频谱泄漏118

3.5.3栅栏效应118

3.6本章相关的MATLAB命令及应用121

3.6.1求系统幅度响应函数与相位响应函数121

3.6.2傅里叶变换的MATLAB实现122

小结126

习题126

第4章 数字滤波器的基本结构130

4.1数字滤波器类型及结构表示方法130

4.2无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的基本结构与特点131

4.3有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的基本结构与特点137

4.4数字滤波器的格型结构139

4.4.1全零点FIR系统的格型结构139

4.4.2全极点IIR系统的格型结构141

4.4.3零极点IIR系统的格型结构143

4.5本章相关的MATLAB命令及应用144

4.5.1系统互联函数命令145

4.5.2系统不同结构的实现146

4.5.3系统格型结构的实现函数149

小结150

习题151

第5章 快速傅里叶变换154

5.1快速计算DFT的改进途径154

5.2按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法155

5. 2. 1 DIT-FFT算法的基本原理155

5. 2. 2 DIT-FFT算法的特点159

5.2.3按时间抽选的FFT算法的其他形式流图162

5.3按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法163

5. 3. 1 DIF-FFT算法的基本原理163

5.3.2 DIF-FFT算法的特点165

5.4离散傅里叶逆变换（IDFT）的快速算法167

5.5数字信号处理的FFT实现168

5.5.1线性卷积的FFT算法实现168

5.5.2线性相关的FFT算法实现174

5.6线性调频z变换（Chirp-z变换）算法175

5.6.1基本原理175

5.6.2线性调频z变换的快速算法176

5.7本章相关的MATLAB命令及应用177

小结181

习题181

第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法183

6.1数字滤波器的设计步骤183

6.1.1理想数字滤波器的性能特性183

6.1.2数字滤波器的技术指标184

6.1.3数字滤波器设计的一般步骤185

6.2模拟滤波器的数字化设计IIR数字滤波器185

6.2. 1冲激响应不变法186

6. 2.2双线性变换法191

6.3频率变换法设计 IIR数字滤波器——模拟域频率变换法196

6.3.1模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器197

6.3.2模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器198

6.3.3模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器201

6.3.4模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器204

6.4频率变换法设计IIR数字滤波器——数字域频率变换法207

6.5本章相关的MATLAB命令及应用212

6.5.1冲激响应不变法设计函数212

6.5.2双线性变换法设计函数213

6.5.3频率变换设计法设计函数214

小结219

习题219

第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法223

7.1线性相位FIR数字滤波器的特点223

7. 1. 1 FIR数字滤波器具有线性相位的条件223

7.1.2线性相位FIR数字滤波器的幅度特点226

7.1.3线性相位FIR数字滤波器零点分布特点229

7. 2 FIR数字滤波器的窗函数设计法229

7.2.1设计原理229

7.2.2窗函数设计法的截断效应231

7.2.3常用窗函数及选取原则233

7.2.4窗函数法设计步骤236

7.3频率抽样法设计FIR数字滤波器239

7.3. 1设计原理239

7.3.2频率抽样法的优化设计240

7.3.3线性相位与抽样的约束241

7.3.4频率抽样法的设计步骤242

7. 4 IIR与FIR数字滤波器的比较245

7.5本章相关的MATLAB命令及应用246

7.5.1窗函数设计法的相关函数246

7.5.2频率抽样法设计函数248

7.5.3其他方法设计FIR数字滤波器的相关函数252

小结254

习题254

第8章 多抽样率信号处理与多分辨率信号分析256

8.1离散时间信号的抽取与内插256

8.1.1抽取与内插的时域描述256

8.1.2抽取与内插的频域描述257

8.2抽取滤波器与内插滤波器258

8.2. 1抽取滤波器258

8.2.2内插滤波器259

8.2.3有理数倍抽样率转换260

8.2.4抽取滤波器的FIR结构和多相结构260

8.2.5内插滤波器的FIR结构和多相结构261

8.3正交镜像滤波器组263

8.3. 1数字滤波器组263

8.3.2正交镜像滤波器组263

8.4离散小波变换265

8.4.1连续小波变换266

8.4.2二进小波变换与多分辨率分析266

8. 4. 3 Mallat小波快速算法268

8.5本章相关的MATLAB命令及应用271

8.5. 1时域和频域抽样率的改变272

8.5.2抽取器与内插器的设计273

8.5.3滤波器组的设计274

8.5.4离散小波变换与重构275

小结276

习题277

第9章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应278

9.1离散信号处理系统的设计分析与仿真278

9.1.1离散信号处理系统的设计步骤278

9.1.2离散信号处理系统设计分析实例279

9.2数字信号处理中的有限字长效应283

9.2.1二进制数的表示及误差基本概念283

9.2.2定点制表示的量化误差285

9.2.3 A/D转换的量化效应288

9.2.4数字滤波器的系数量化效应289

9. 2. 5 FFT算法的有限字长效应293

9.3本章相关的MATLAB命令及应用295

9. 3. 1 A/D转换量化噪声分析295

9.3.2系数量化效应296

小结298

习题298

附录A常用模拟低通滤波器设计方法299

一、由幅度平方函数确定系统函数299

二、巴特沃思低通逼近法299

三、切比雪夫低通逼近法305

四、椭圆滤波器306

附录B MATLAB使用简介307

一、MATLAB的工作环境307

二、MATLAB的基本语法310

2.1变量及其赋值310

2.2运算符、复数运算及流程控制312

2.3基本数学函数313

2.4基本绘图命令与画图方法314

三、MATLAB的基本操作命令与程序调试320

参考文献322