《數字信號處理實驗教程（第2版）/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材》針對工程應用型本科專業的實驗教學特點，注重數字信號處理的基本理論、基本算法的MATLAB實現，倡導有條件的雙語教學、踐行個性化的分層教學新理念。通過典型的實例MATLAB程序幫助讀者理解和掌握基礎理論的基本應用，激發學生的自主學習興趣。
本書第一部分（實驗1～實驗6）為基礎實驗，側重基本MATLAB語言介紹、基本信號概念和系統原理，是用英文撰寫的。由于課程教材一般為中文，實踐環節的這種安排既能保證學生對基本概念和基礎理論算法的理解掌握，又培養了學生的英文應用能力。第二部分（實驗7～實驗13）為專題實驗，是用中文撰寫的。專題實驗內容循序漸進，通過各專題的相關子課題，引導有興趣的學生進行綜合性、設計性實驗研究。根據實驗教學要求可對兩部分實驗內容進行選擇，作為必做實驗或課外拓展綜合設計選做實驗。
本書也可作為通信、電子信息、計算機應用技術等相關專業本科生實驗教學用書或者作為從事數字信號處理工作的工程技術人員的參考書。
數字信號處理基礎知識已成為通信、電子信息、計算機應用技術等相關專業本科學生必須學習和掌握的專業基礎知識。
從教學目的和內容上可把數字信號處理相關課程分為兩類： 一類是以學習數字信號處理基本概念、算法及其應用和數字濾波器系統原理為主要目的； 另一類是在某數字信號處理器硬件開發平臺上，針對選定數字信號處理芯片型號，學習利用該芯片的指令集進行數字信號處理算法硬件開發編程。由于這兩類課程的教學側重點有較大的差異，故相關實踐教學環節的軟件內容、硬件環境也有較大不同。
本書是針對上述第一類課程的實踐教學環節而編寫的。主要有以下特點： 第一，針對工程應用型本科專業的教學特點，注重數字信號分析和數字處理系統的基本原理驗證和算法綜合實現； 第二，實驗均在通用計算機平臺上，用MATLAB語言編程實現； 第三，為在課程實踐環節嘗試雙語教學提供了參考教材； 第四，便于踐行個性化、分層教學的新理念。
本書是在作者2011年編寫的《數字信號處理實驗教程》原書基礎上增加、修訂而成的，主要對原書基礎實驗部分增加了新的MATLAB實例程序，同時設計了針對該實驗內容的問題作業，便于學生通過模仿、修改實例程序，完成基本作業，達到理解、加深、鞏固課堂所學基本算法，掌握MATLAB基本編程方法的實驗教學目標。
本書在基礎理論方面并沒有進行完整的敘述，有需要的讀者可參閱相關書籍。特別是專題實驗部分的例子僅拋磚引玉，期望在鞏固理解基本概念和編程應用的同時，激發讀者自主學習的興趣。
本書第一部分（實驗1～實驗6）為基礎實驗，側重基本MATLAB語言介紹、基本信號概念和系統原理，是用英文撰寫的； 可安排8~10個學時。因課程教材一般為中文，實踐環節提供的英文材料既保證學生對基本概念和基礎理論算法的理解掌握，又培養了學生的英文應用能力； 第二部分（實驗7～實驗13）為中文撰寫的專題實驗； 通過各專題相關子課題內容的循序漸進，引導有興趣的學生進行綜合性、設計性實驗研究。在這部分可以讓學生以研究課題的形式選做某個專題。
全書由李莉統稿。實驗1～實驗3由倪繼鋒編寫； 實驗4和實驗5、實驗7和實驗8由鄭振東編寫； 實驗6、實驗9和實驗10、實驗12由李莉編寫； 實驗11由張倩編寫； 實驗13由俞玉蓮編寫。
本書集作者在上海師范大學多年課程建設的探索和教學改革的實際經驗，是上海市精品課程建設配套教材。由于編者水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者不吝指正。
書中例子的程序集，讀者可在上海師范大學課程中心的“數字信號處理及DSP技術基礎”課程網站（http://cc.shnu.edu.cn）上免費下載。
編者2015年5月于上海
第一部分基 礎 實 驗
Laboratory 1Generate and Plot Basic Digital Signals with MATLAB
1.1Overview and goal
1.2Preknowledge
1.2.1Basic knowledge about MATLAB
1.2.2Unit impulse sequence
1.2.3Unit step sequence
1.2.4Exponential sequences
1.2.5Sinusoidal sequences
1.3Using the MATLAB command
1.4Experiments
1.4.1Unit impulse sequence and unit step sequence
1.4.2Exponential sequences
1.4.3Sinusoidal sequence
1.4.4Questions
Laboratory 2Time Domain Representations of LTI Discrete
time System
2.1Overview and goal
2.2Preknowledge
2.2.1Unit impulse and unit step responses to a LTI digital system
2.2.2The response y［n］ of LTI discretetime system to an
arbitrary input x［n］
2.2.3The finite impulse response and the infinite impulse
response systems
2.3Using the MATLAB command
2.4Experiments
2.4.1Calculating the impulse response to a linear timeinvariant
discrete time system
2.4.2Convolution
2.4.3The interpretation of the concept of filtering
2.4.4Questions
Laboratory 3Transform Domain Representations of Digital Signals
3.1Overview and goal
3.2Preknowledge
3.2.1Definition of discrete time Fourier transform
3.2.2Definition of discrete Fourier transform
3.3Using the MATLAB command
3.4Experiments
3.4.1Calculating the discrete time Fourier transform
3.4.2Calculating the discrete Fourier transform
3.4.3Questions
Laboratory 4Transform Domain Representations of LTI Discrete
Time System
4.1Overview and goal
4.2Preknowledge
4.2.1Z transform
4.2.2The input and output relationship of a digital system in
different domains
4.2.3Transfer function and system function
4.2.4Zeros and poles of a digital system
4.3Using the MATLAB command
4.4Experiments
4.4.1Frequency response of a digital system
4.4.2Questions
Laboratory 5Implementation of Digital Filters
5.1Overview and goal
5.2Preknowledge
5.2.1Basis of digital filters
5.2.2IIR filter design
5.2.3FIR filter design
5.3Using the MATLAB command
5.3.1MATLAB commands for estimating order to a filter
5.3.2MATLAB commands for design an IIR filter
5.3.3MATLAB commands for produce a lengthL window
5.3.4MATLAB commands for design a FIR filter
5.4Experiments
5.4.1Design butterworth IIR filters
5.4.2Design FIR filter based on Blackman window
5.4.3Questions
Laboratory 6Filtering Digital Signals
6.1Overview and goal
6.2Preknowledge
6.2.1MATLAB implement of discrete time linear time
invariance systems
6.2.2Properties of discretetime linear timeinvariance systems
6.2.3Data preparation for laboratory
6.3Experiments
6.3.1Preexperiment study
6.3.2The design of cascade systems
6.3.3Study the firstdifference system
6.3.4Study fivepoint moving averager
6.3.5Study cascade system 1
6.3.6Study cascade system 2
6.3.7Comparisons of the two cascade systems
6.3.8Filtering the audio signal with h1
6.3.9Filtering the audio signal with h2
6.3.10Listen to and discuss effect of filtering the audio signal
第二部分專 題 實 驗
實驗7取樣與恢復
7.1頻譜混疊研究
7.1.1基本原理
7.1.2實驗內容
7.1.3實驗報告要求
7.2非有限時長信號取樣
7.2.1基本原理
7.2.2實驗內容
7.2.3實驗報告要求
7.3理想采樣、平頂采樣、自然采樣對原信號頻譜的影響
7.3.1基本原理
7.3.2實驗內容
7.3.3實驗報告要求
實驗8離散時間系統與卷積
8.1線性卷積運算
8.1.1基本原理
8.1.2實驗內容
8.1.3實驗報告要求
8.2濾波的思想實現卷積
8.2.1基本原理
8.2.2實驗內容
8.2.3實驗報告要求
8.3圓周卷積
8.3.1基本原理
8.3.2實驗內容
8.3.3實驗報告要求
8.4分段卷積
8.4.1基本原理
8.4.2實驗內容
8.4.3實驗報告要求
8.5卷積的應用
8.5.1基本原理
8.5.2實驗內容
8.5.3實驗報告要求
實驗9系統函數與Z變換
9.1數字系統的系統函數研究
9.1.1基本原理
9.1.2實驗內容
9.1.3實驗報告要求
9.2數字周期波形發生器
9.2.1基本原理
9.2.2實驗內容
9.2.3實驗報告要求
9.3求解數字系統時域輸入輸出差分方程
9.3.1基本原理
9.3.2實驗內容
9.3.3實驗報告要求
實驗10DFT/FFT
10.1矩形窗和漢明窗
10.1.1窗函數基礎知識
10.1.2實驗內容
10.1.3實驗報告要求
10.2DTMF信號分析
10.2.1DTMF信號基本概念
10.2.2實驗內容
10.2.3實驗報告要求
10.3DFT/FFT在頻譜分析中的應用
10.3.1基礎知識
10.3.2實驗內容
10.3.3實驗報告要求
實驗11數字濾波器的實現
11.1濾波器設計的基礎知識
11.2IIR濾波器系統函數、I/O差分方程和實現結構
11.2.1基礎理論
11.2.2直接型和級聯型濾波器系統函數間的互相轉換
11.2.3無限單位取樣脈沖響應濾波器設計
11.2.4實驗內容
11.2.5實驗報告要求
11.3FIR濾波器的設計
11.3.1FIR濾波器基本特性
11.3.2FIR濾波器設計方法介紹
11.3.3窗函數法設計步驟
11.3.4利用fir1和fir2函數進行有限單位取樣脈沖響應
濾波器設計
11.3.5實驗內容
11.3.6實驗報告要求
實驗12應用研究——數字音響
12.1波形表數字振蕩器
12.1.1波形表數字振蕩器基本原理
12.1.2實驗內容
12.1.3實驗報告要求
12.2波形表法調幅和調頻
12.2.1波形表法實現調幅、調頻的原理
12.2.2基于波形表振蕩器設計AM信號發生器
12.2.3基于波形表振蕩器設計FM信號發生器
12.2.4實驗內容
12.2.5實驗報告要求
12.3序列延遲在數字音響合成中的應用
12.3.1序列延遲產生簡單音響效果的基本原理
12.3.2實驗內容
12.3.3實驗報告要求
12.4數字反射器及其回響時間常數
12.4.1反射及回響時間常數
12.4.2簡單的數字反射器
12.4.3低通反射器
12.4.4實驗內容
12.4.5實驗報告要求
12.5(反射)延遲單元
12.5.1簡單反射多重延遲原理
12.5.2低通反射多重延遲原理
12.5.3實驗內容
12.5.4實驗報告要求
12.6高階多重延遲的音響效果
12.6.1高階多重延遲的結構原理
12.6.2高階多重延遲的實現例子
12.6.3實驗內容
12.6.4實驗報告要求
12.7壓縮器和擴展器
12.7.1壓縮器和擴展器的基本原理
12.7.2壓縮器和擴展器的穩態輸入輸出關系
12.7.3動態范圍處理器的實現結構
12.7.4實驗內容
12.7.5實驗報告要求
實驗13應用研究——數字圖像處理
13.1平滑濾波器
13.1.1基本原理
13.1.2實驗內容
13.1.3實驗報告要求
13.2銳化濾波器
13.2.1基本原理
13.2.2實驗內容
13.2.3實驗報告要求
13.3中值濾波器
13.3.1基本原理
13.3.2實驗內容
13.3.3實驗報告要求
參考文獻
新書資訊