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第1章 时域离散信号与系统 1

1.0引言 1

1.1时域离散信号 1

1.1.1序列的定义 1

1.1.2常见的典型序列 3

1.1.3序列的运算 8

1.2时域离散系统 12

1.2.1系统的输入输出描述 12

1.2.2线性系统 12

1.2.3时不变系统 13

1.2.4因果系统 14

1.2.5稳定系统 15

1.3时域离散系统的时域表示方法 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 17

1.4连续时间信号的抽样 18

1.4.1理想抽样过程 18

1.4.2理想抽样后信号频谱的变化 18

1.4.3抽样后信号的恢复 20

第2章 时域离散信号与系统的频域分析 26

2.0引言 26

2.1序列的z变换 26

2.1.1 z变换的定义 26

2.1.2序列的收敛域 27

2.1.3z变换的性质 29

2.1.4 z反变换 32

2.1.5利用z变换求解差分方程 36

2.2序列的傅里叶变换DTFT 37

2.2.1 DTFT的定义及性质 37

2.2.2 DTFT与z变换的关系 39

2.3系统的频域表示 39

2.3.1系统函数 39

2.3.2频率响应 40

2.3.3数字角频率与模拟角频率的转换关系 41

2.4利用零极点的几何位置分析系统的频率响应特性 41

2.5本章内容的Matl ab实现 42

第3章 离散傅里叶变换 50

3.0引言 50

3.1 4种傅里叶变换的比较 50

3.1.1连续时间非周期信号 50

3.1.2连续时间周期信号 51

3.1.3离散非周期信号 51

3.1.4离散周期信号 52

3.2 DFT的定义和性质 53

3.2.1 DFT的定义 53

3.2.2 DFT的性质 54

3.3频域采样 58

3.4 DFT的应用举例 60

3.4.1用DFT计算卷积和相关 60

3.4.2用DFT对信号进行分析 62

3.5本章内容的Matlab实现 64

3.5.1 DFT和IDFT 64

3.5.2利用DFT和IDFT计算卷积 64

第4章 快速傅里叶变换 66

4.0引言 66

4.1基2-FFT算法 66

4.1.1 DFT的特点和计算量 66

4.1.2 DIT-FFT 67

4.1.3 DIF-FFT 70

4.1.4傅里叶反变换的快速方法 73

4.2其他快速算法 73

4.2.1基4-FFT算法 74

4.2.2分裂基FFT算法 74

4.2.3 Goertzel算法和调频z变换算法 75

4.3本章内容的Matlab实现 76

4.3.1 DIT-FFT 76

4.3.2 DIF-FFT 77

第5章 数字滤波器的分类及网络结构 80

5.0引言 80

5.1数字滤波器概述 80

5.1.1数字滤波器的分类 82

5.1.2滤波器的频率响应与性能指标 83

5.2数字滤波器网络结构 84

5.2.1数字滤波器网络结构的意义 84

5.2.2数字滤波器结构表示方法 85

5.3 IIR数字滤波器的网络结构 86

5.3.1直接型 87

5.3.2级联型 90

5.3.3并联型 91

5.4 FIR数字滤波器的网络结构 94

5.4.1直接型 94

5.4.2级联型 94

5.4.3线性相位型 95

5.4.4频率采样型 97

第6章IIR无限长脉冲响应数字滤波器的设计 102

6.0引言 102

6.1 IIR数字滤波器的设计思想 102

6.2模拟滤波器的原型设计 103

6.2.1巴特沃斯低通滤波器的设计方法 104

6.2.2其他4种类型模拟滤波器的简介及比较 107

6.2.3模拟域频率转换 114

6.3脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器 117

6.4双线性变换法设计IIR数字低通滤波器 120

6.5频带变换法的数字低通、高通、带通、带阻滤波器的设计 122

6.6本章内容的Matlab实现 123

6.6.1模拟低通滤波器设计的Matlab实现 123

6.6.2模拟域频率变换的Matlab实现 125

6.6.3脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器的Matlab实现 126

6.6.4双线性变换法设计IIR数字低通滤波器的Matlab实现 127

第7章FIR有限长脉冲响应数字滤波器设计 131

7.0引言 131

7.1线性相位FIR数字滤波器的条件和特点 131

7.1.1 FIR数字滤波器的基本特性 131

7.1.2线性相位的含义和实现线性相位的条件 132

7.2窗函数法设计FIR数字滤波器 137

7.2.1窗函数法的原理 137

7.2.2常用窗函数及其特性 139

7.2.3窗函数法设计FIR滤波器的步骤 141

7.2.4窗函数设计方法的评价 145

7.3频率采样法设计FIR数字滤波器 145

7.3.1频率采样法的原理 146

7.3.2频率采样法设计FIR滤波器的步骤 147

7.3.3频率采样设计方法的评价 150

7.4 IIR滤波器与FIR滤波器的应用比较 151

7.5本章内容的Matlab实现 151

7.5.1滤波器的频率响应特性 151

7.5.2 4种类型的线性相位FIR滤波器 152

7.5.3矩形窗函数法的原理 152

7.5.4用哈明窗设计FIR低通滤波器 153

7.5.5用凯塞窗设计FIR低通滤波器 154

7.5.6用布莱克曼窗设计FIR带通滤波器 155

7.5.7用频率采样法设计FIR低通滤波器 155

7.5.8用fir2函数计算FIR滤波器系数 156

第8章 数字信号处理应用与实现 159

8.0引言 159

8.1数字信号处理应用 159

8.2常用数字信号处理平台简介 160

8.2.1 Matlab软件集成开发平台 160

8.2.2 LabVIEW软件集成开发平台 161

8.2.3 Python软件开发平台 162

8.2.4单片机处理器 163

8.2.5数字信号处理器（DSP芯片） 163

8.3基于DSP平台的信号滤波处理实例 164

8.3.1语音信号处理 165

8.3.2基于Matlab平台设计FIR滤波器 166

8.3.3基于DSP实现FIR滤波器 170

参考文献 174

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