本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，也是北京邮电大学校级精品课程主干教材，在第一版教材的基础上，增加了新内容，重新整理而成。全书共分7章，主要涉及数字信号处理的三个基本内容：一是对离散信号和离散系统进行表示和分析所必需的基础知识；二是离散傅里叶变换和快速算法及其典型应用；三是数字滤波器的设计和实现(包括结构和字长效应)等。为便于理解，本书将每章涉及的Matlab内容单独成节，列于每章之后。为帮助学生理解所学内容，每章都配备了难易适中的习题，并在书后提 供了部分习题答案，另外，本书还配有电子课件供任课教师参考。
样章试读
目录
- 目录
第二版前言
第一版前言
第1章 绪论 1
1.1 数字信号处理的定义、特点和方法 1
1.1.1 数字信号定义 1
1.1.2 数字信号处理的特点 3
1.1.3 数字信号处理的方法 5
1.1.4 数字信号处理的应用 5
1.2 数学预备知识 6
1.2.1 傅里叶变换的几种形式 6
1.2.2 常用的模拟信号 7
习题 11
第2章 离散时间信号与离散时间系统 13
2.1 取样和内插 13
2.1.1 取样 13
2.1.2 内插 1 6
2.2 离散时间信号 18
2.2 1 常用序列 18
2.2.2 序列的基本运算 20
2.3 时域离散系统的基本概念 24
2.4 离散系统的差分方程描述及信号流图 28
2.4.1 离散系统的差分方程 28
2.4.2 信号流图表示 30
2.5 离散时间信号的傅里叶变换 33
2 5.1 离散时间信号傅里叶变换的定义 .33
2.5.2 离散信号傅里叶变换对的推导 34
2.5.3 离散时间信号傅里叶变换的性质 35
2.5.4 线性非移变系统的频率响应 37
2.6 Z变换的定义及收敛域 38
2.6.1 Z变换的定义 38
2.6.2 Z变换的收敛域 38
2.7 Z反变换 42
2.7.1 Z反变换的定义42
2.7.2 Z反变换的求解 42
2.8 Z变换的性质 48
2.9 —些常用的Z变换对 53
2.10 Z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 53
2.10.1 Z变换与拉普拉斯变换的关系 53
2.10.2 Z变换与傅里叶变换的关系 55
2.11离散系统的频域分析 56
2.11.1 传输函数 56
2.11.2 用单边Z变换解线性差分方程 58
2.11.3 传输函数的零极点 59
2.11.4 线性非移变因果系统的稳定性 61
2.11.5 信号流图的转置定理 63
2.12 本章 涉及的Matlab函数 64
习题 71
第3章 离散傅里叶变换及其快速计算方法 75
3.1 问题的提出 75
3.2 DFS及其性质 76
3.2.1 DFS 的定义 76
3.2.2 DFS 的性质 78
3.3 DFT及其性质 81
3.3.1 DFT 的定义 81
3.3.2 DFT同Z变换和DTFT间的关系 83
3.3.3 DFT 的性质 87
3.3.4 DFT变换的应用 97
3.4 快速傅里叶变换 106
3.4.1 基2时域抽选算法 107
3.4.2基2时域抽选算法的矩阵表示形式 112
3.4.3 基2频域抽选算法 114
3.4.4 基4时域抽选算法 118
3.4.5 IDFT的快速计算方法 121
3.5 FFT 的应用 123
3.5.1 线性卷积的快速计算 123
3.5.2 CZT及其快速计算 124
3.6 DFT相关变换 128
3.6.1 DCT及其同DFT的关系 129
3.6.2 DST及其同DFT的关系 133
3.6.3 小结 136
3.7 本章涉及的Matlab函数 136
习题 144
第4章 IIR数字滤波器设计和实现 148
4.1 概述 148
4.1.1 滤波器的分类 148
4.1.2 滤波器的性能指标 148
4.1.3 1R数字滤波器的设计方法 150
4.1.4 模拟原型法设计流程 152
4.2 模拟滤波器设计 152
4.2.1 理想滤波器及其频率响应 153
4.2.2 巴特沃思滤波器 156
4.2.3 切比雪夫滤波器 161
4.2.4 模拟滤波器的频率变换 172
4.3 模拟滤波器的数字仿真 176
4.3.1 时域的数字仿真 176
4.3.2 频域的数字仿真 177
4.4 冲激响应不变法 179
4.4.1 冲激响应不变法的设计方法 179
4.4.2 S平面和Z平面的映射关系 182
4.5 双线性变换法 183
4.5.1 双线性变换关系的导出 183
4.5.2 S平面与Z平面的映射关系 186
4.5.3 双线性变换法中的频率预畸变 187
4.6 高通、带通和带阻IIR数字滤波器的设计 189
4.6.1 数字滤波器的频率变换 189
4.6.2 利用数字频率变换的IIR设计 192
4.6.3 利用模拟频率变换的IIR设计 196
4.7 HR数字滤波器的计算机辅助设计 198
4.7.1 误差判别准则 199
4.7.2 最优化算法 201
4.8 HR数字滤波器的实现结构 202
4.8.1 直接型 202
4.8.2 级联型 205
4.8.3 并联型 207
4.9 IIR数字滤波器的应用 209
4.9.1 声音均衡 209
4.9.2 立体声调频广播 215
4.9.3双音多频拨号系统 218
4.9.4 时钟提取 225
4.10 本章 涉及的Matlab函数 228
4.10.1 模拟滤波器设计函数 228
4.10.2 1R数字滤波器的设计函数 229
4.10.3 1R数字滤波器实现结构函数 232
习题 236
第5章 FIR数字滤波器设计和实现 238
5.1 相位失真 239
5.2 线性相位FIR数字滤波器的条件和特性 240
5.2.1 恒延时滤波器定义 240
5.2.2 恒相延时和恒群延时同时成立 240
5.2.3 恒群延时单独成立 244
5.2.4 线性相位FIR滤波器的零点分布特性 248
5.3 窗函数法 249
5.3.1 设计思路 250
5.3.2 窗函数法性能分析 251
5.3.3 常用窗函数 255
5.3.4 窗函数法的具体实现 263
5.4 频率取样法 277
5.4.1 H(ejω)对Hd(ejω)的逼近 277
5.4.2 线性相位的约束条件 279
5.5 FIR数字滤波器的优化设计 285
5.5.1加权切比雪夫逼近 286
5.5.2 Reme交换算法 292
5.6 FIR数字滤波器的实现结构 294
5.6.1 直接型结构 294
5.6.2 级联型结构 295
5.6.3 频率取样型结构 296
5.6.4 格型结构 300
5.6.5 线性相位FIR数字滤波器的系统结构.304
5.7 本章涉及的Matlab函数 306
5.7.1 窗函数设计法 306
5.7.2 等波纹逼近法 313
5.7.3 滤波器网络结构 321
习题 323
第6章 数字信号处理中的有限字长效应 326
6.1 数的表示及其对量化的影响 326
6.1.1 二进制表示 326
6.1.2定点表示 328
6.1.3 浮点表示 330
6.1.4 定点制数的量化 331
6.2 A/D变换的字长效应 334
6.2.1 量化误差的统计分析 334
6.2.2 量化噪声通过线性系统 335
6.3 系数量化误差 337
6.3.1系数量化对极点位置的影响 337
6.3.2 极点位置灵敏度 338
6.3.3 系数量化对FIR滤波器的影响.341
6.4 运算中的有限字长效应 342
6.4.1 乘积的舍人误差 342
6.4.2 极限环振荡 351
6.5 本章涉及的Matlab函数 354
习题 361
第7章 多抽样率数字信号处理 364
7.1 概述 364
7.2 以整数因子D抽取 364
7.3 以整数因子/内插 371
7.4 以有理因子Z/D转换抽样频率 373
7.5 多抽样率系统的高效实现 376
7.5.1 网络级联的恒等变换 376
7.5.2 FIR滤波器的多相分解表示 377
7.5.3 多抽样率系统的高效FIR多相实现 379
7.5.4 多抽样率系统的高效FIR直接实现 383
7.6 数字滤波器组 385
7.6.1滤波器组概述 385
7.6.2 均匀DFT滤波器组 387
7.7 多抽样率数字信号处理的应用 389
7.7.1 语音信号子带编码 389
7.7.2 图像信号子带编码 391
7.8 本章涉及的Matlab函数 392
习题 397
部分习题答案 401
参考文献 409
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