數(shù)字信號處理及MATLAB實現(xiàn)

目錄


前言


第一章緒論

第一節(jié)信號與系統(tǒng)的定義

第二節(jié)數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成

第三節(jié)數(shù)字信號處理的優(yōu)點

第四節(jié)數(shù)字信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域和涉及的理論知識

第二章時域離散信號和時域離散系統(tǒng)

第一節(jié)時域離散信號

一、基本序列

二、序列的運算

第二節(jié)時域離散系統(tǒng)

一、線性系統(tǒng)

二、非時變系統(tǒng)

三、線性時不變系統(tǒng)對任意輸入的響應(yīng)——線性卷積

四、因果系統(tǒng)

五、穩(wěn)定系統(tǒng)

第三節(jié)線性常系數(shù)差分方程

一、線性常系數(shù)差分方程及其穩(wěn)定性

二、線性常系數(shù)差分方程的求解

第四節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換

一、模擬信號采樣

二、采樣定理

第五節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第三章離散傅里葉變換

第一節(jié)離散信號的傅里葉變換

一、定義

二、性質(zhì)

第二節(jié)離散傅里葉變換及頻域采樣定理

一、頻域采樣：離散傅里葉變換

二、頻域采樣定理

第三節(jié)DFT的性質(zhì)

一、周期性

二、線性性質(zhì)

三、循環(huán)移位

四、時移性質(zhì)

五、頻移性質(zhì)

六、復(fù)共軛序列的DFT

七、 DFT的共軛對稱性質(zhì)

第四節(jié)圓周卷積

第五節(jié)利用圓周卷積求線性卷積

一、重疊相加法

二、重疊保留法

第六節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第四章z變換

第一節(jié)z變換的定義

一、有限長序列

二、左邊序列

三、右邊序列

四、雙邊序列

第二節(jié)逆z變換

一、留數(shù)定理

二、部分分式展開式

三、冪級數(shù)法

第三節(jié)z變換的性質(zhì)及定理

一、線性性質(zhì)

二、時移性質(zhì)

三、尺度變換

四、序列乘以n的z變換

五、時間反轉(zhuǎn)

六、復(fù)共軛的z變換

七、卷積定理

八、兩序列相乘

九、初值定理

十、帕塞瓦爾定理

第四節(jié)系統(tǒng)函數(shù)

一、系統(tǒng)函數(shù)的定義

二、系統(tǒng)函數(shù)和差分方程的關(guān)系

三、因果穩(wěn)定性

四、系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幾何分析法

五、全通系統(tǒng)

第五節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第五章快速傅里葉變換(FFT)

第一節(jié)直接計算DFT的問題及減少運算量的基本途徑

第二節(jié)按時間抽取（DIT）的FFT算法

一、算法原理

二、按時間抽取的FFT算法與直接計算DFT運算量的比較

三、 DIT-FFT的運算規(guī)律及編程思想

第三節(jié)按頻域抽取（DIF）的FFT算法

一、算法原理

二、按時間抽取和按頻域抽取算法的比較

三、離散傅里葉逆變換的快速算法（IFFT）

第四節(jié)N為復(fù)合數(shù)的FFT算法

一、算法原理

二、運算步驟

三、運算量的估計

第五節(jié)實序列的FFT算法

一、一個N點FFT同時運算兩個N點的實序列

二、一個N點FFT計算一個2N點的實序列

第六節(jié)其他快速算法簡介

一、基4 FFT算法

二、分裂基FFT算法

三、 Goertzel算法和調(diào)頻z變換算法

第七節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第六章離散時間系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

第一節(jié)信號流圖及系統(tǒng)分類

一、信號流圖

二、系統(tǒng)分類

第二節(jié)FIR系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一、直接型

二、級聯(lián)型

三、頻率采樣結(jié)構(gòu)

四、格型結(jié)構(gòu)

第三節(jié)IIR系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

一、直接型

二、級聯(lián)型

三、并聯(lián)型

四、格型結(jié)構(gòu)

第四節(jié)各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)換的MATLAB實現(xiàn)

一、直接型和級聯(lián)型結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換

二、直接型與全零點（FIR）格型結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換

三、直接型與全極點（IIR的一種特殊情況）格型結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換

習(xí)題

第七章無限脈沖響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器的設(shè)計

第一節(jié)數(shù)字濾波器的基本概念

一、數(shù)字濾波器的分類

二、數(shù)字濾波器的技術(shù)指標

三、 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計方法

第二節(jié)IIR模擬低通濾波器的設(shè)計

一、巴特沃思低通濾波器的設(shè)計

二、切比雪夫低通濾波器的設(shè)計

三、橢圓低通濾波器的設(shè)計

四、貝塞爾低通濾波器的設(shè)計

第三節(jié)IIR模擬濾波器的MATLAB實現(xiàn)

一、 MATLAB編程實現(xiàn)模擬巴特沃思濾波器

二、 MATLAB編程實現(xiàn)模擬切比雪夫濾波器

三、 MATLAB編程實現(xiàn)模擬橢圓濾波器

第四節(jié)用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器

第五節(jié)用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器

第六節(jié)頻率轉(zhuǎn)換及高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計

一、模擬域頻率變換

二、數(shù)字域頻率變換

第七節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第八章有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器的設(shè)計

第一節(jié)線性相位FIR濾波器的條件和特點

一、 FIR數(shù)字濾波器具有線性相位成立的條件

二、線性相位FIR數(shù)字濾波器時域約束條件

三、線性相位FIR數(shù)字濾波器的零點分布特點

第二節(jié)利用窗函數(shù)設(shè)計FIR數(shù)字濾波器

一、設(shè)計思路

二、常用窗函數(shù)介紹

三、用窗函數(shù)設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的步驟

四、窗函數(shù)的MATLAB實現(xiàn)

第三節(jié)利用頻率采樣法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器

一、設(shè)計思路

二、線性相位約束條件

三、頻率采樣法設(shè)計步驟

第四節(jié)最優(yōu)FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計

一、設(shè)計思路

二、等波紋最佳逼近法的MATLAB實現(xiàn)

第五節(jié)IIR和FIR數(shù)字濾波器的比較

一、系統(tǒng)穩(wěn)定性的比較

二、濾波器的階數(shù)和相位特性的比較

三、設(shè)計復(fù)雜度的比較

四、設(shè)計適用范圍的比較

第六節(jié)案例學(xué)習(xí)

習(xí)題

第九章數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)分析

第一節(jié)數(shù)的表示及運算對量化的影響

一、定點表示

二、定點的原碼、補碼和反碼表示

三、浮點表示

四、截尾效應(yīng)和舍入效應(yīng)

第二節(jié)A/D轉(zhuǎn)換的字長效應(yīng)

一、量化誤差的統(tǒng)計分析

二、量化誤差通過系統(tǒng)

第三節(jié)系數(shù)量化誤差

一、系數(shù)量化時字長的影響

二、系統(tǒng)對系數(shù)量化的靈敏度

第四節(jié)數(shù)字濾波器的運算誤差

一、 IIR濾波器乘積的舍入誤差

二、 FIR濾波器乘積的舍入誤差

三、離散傅里葉變換的舍入誤差

四、極限環(huán)振蕩

附錄

附錄A用Masson（梅遜）公式求網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)H(z)

附錄B頻率抽取基2 FFT和IFFT子程序

附錄C部分計算題參考答案

參考文獻