本書系統(tǒng)地討論了數(shù)字信號處理的基礎理論、基本概念、基本分析方法、算法和設計。全書共10章，包括四個部分。*部分（第1、2章）介紹離散時間信號（序列）與系統(tǒng)的時域、頻域（包括z變換域）的分析方法與算法；第二部分（第3、4章）介紹離散傅里葉變換及其快速算法，模擬信號用數(shù)字信號處理的原理方法；第三部分（第5~8章）介紹IIR及FIR數(shù)字濾波器的基本概念、理論、結構與設計方法；第四部分（第9、10章）介紹多抽樣數(shù)字信號處理的基礎理論以及數(shù)字濾波器實現(xiàn)中的有限字長效應。
本書把每章的主要內容所涉及的MATLAB函數(shù)相關例題放在該章的*后部分，這樣使讀者既能增強對基本理論的掌握，又能學會用MATLAB解決實際問題，尤其是較為復雜的應用問題。
本書可作為大學本專科院校電子信息類、自動化類、電氣類等專業(yè)的教材，也可供從事相關專業(yè)的科研人員和工程技術人員作為參考。
本書系統(tǒng)地討論了數(shù)字信號處理的基礎理論、基本概念、基本分析方法、算法和設計。全書內容圍繞一個基礎（離散時間信號與離散時間系統(tǒng)的時域、頻域分析方法），兩個支柱（離散傅里葉變換及其快速算法，數(shù)字濾波器理論及其設計方法）展開。主要特點：（1）內容充實，討論全面，深入淺出，便于理解。（2）條理清晰，重點突出，敘述流暢，可讀性強。（3）配有大量例題、習題，提高分析、計算能力。（4）包含MATLAB相關內容，以解決實際問題。配套資源：《數(shù)字信號處理教程習題分析與解答（第五版）》（覆蓋教程的全部習題，題解全面細致，附有簡要分析）輔助教學軟件（包括概念瀏覽、教學演示、輔助設計和測試等子系統(tǒng)，提高學習能力，增強學習效果）配套教學課件（完整的PPT，既可用來投影演示，輔助課堂教學，又可用來自習或復習，梳理知識點）MATLAB程序（提供MATLAB相關例題的程序代碼，方便實驗驗證，加深對知識的理解和應用）
第五版前言
本書從第一版到第四版已發(fā)行了廿二年，受到讀者認可，被許多高校選用，能為各高校師生及廣大讀者做綿薄的貢獻，使作者感到極大的榮幸。從教程內容上看，經(jīng)過幾次增刪、修訂、充實、完善，作者個人認為，第四版教材的選材內容既包拓了數(shù)字信號處理課程的基本要求部分（1~8章），又含蓋了適當擴充部分（第9、10章）；
既有基礎概念、基本理論、基本分析方法的深入論述（主要是前4章），又有實際工程技術應用中的較深入分析與設計實現(xiàn)方案（主要是第5~8章），還有可供某些讀者作為選學的內容（第9、10章）。當然9、10兩章，有條件的院校也可作為必學的內容。
基于這種考慮、這次改版將不對第四版做重大的修改、補充。編寫新版的設想是：
首先，使文字更加通順、流暢、可讀性強，更便于教和學，尤其是自學和閱讀。為此對全書做了如下的修改：
（1）
對基礎部分的第2、3兩章，做了較多的調整、修改、補充、重組。
（2）
對第6章，刪去了用零極點配置設計簡單一、二階濾波器。
（3）
對第7章，做了實用性的調整與修改，并添加了設計流程框圖。
（4）
對第10章，刪除了IIR濾波器運算中有限字長效應的多余論述部分，刪除了IIR濾波器運算中的溢出振蕩內容。
（5）
其他各章只作了極少的修改或補充。
其次，將發(fā)現(xiàn)的錯誤作了訂正，對錯誤發(fā)現(xiàn)過遲，作者向廣大讀者深致歉意。第三，將一些第四版中一些擴充性的例題改放在習題中，并增加了部分習題。作者認為，這樣改動會有利于讀者更好地獨立分析和解題。第四，最重要的是將第四版所附光盤從已停用的Windows XP構架中遷移到Windows 7及以上構架中，并以網(wǎng)絡軟件（二維碼）形式附于書中。新版軟件中，將原光盤上的概念瀏覽子系統(tǒng)按第五版教材內容作了全部改寫，新內容包括第五版書中的主要內容（概念、公式、設計步驟流程圖、圖、表等內容）。此外將原光盤的4個子系統(tǒng)擴充為5個子系統(tǒng)，即增加了MATLAB子系統(tǒng)，此子系統(tǒng)將教程中每章最后一節(jié)用到的數(shù)字信號處理相關的MATLAB程序（包括自編程序和用MATLAB方法求解的全部例題）都收入其中，并可對其調用運行。顯然，這樣能幫助讀者更好地掌握用MATLAB編寫數(shù)字信號處理相關算法和設計方法。第五，制作了配套的教學課件，以輔助課堂教學。
教程第五版（MATLAB版）中，仍包括10章，可概括為四個部分。對這四部分的論述，仍同于第四版，內容概括為一個基礎(第2章)，兩個支柱（一個是第3、4章；
另一個是第5~8章），兩章（第9、10章）供選擇的內容。此處不再贅述。
第五版（MATLAB版）除了仍采用條目式方法的論述外，新采用將重要概念、重要描述用黑體字表述，將重要公式以陰影方式標注的方法。這樣處理，可使重點突出，脈絡清晰，便于理解，便于應用。
第五版中，增加了部分習題，配合習題，另有《數(shù)字信號處理教程習題分析與解答》（第五版）也將出版。可作為讀者解題時的提示和校對工具。
期望本版教材對有關讀者有較大幫助，并能受到廣大讀者的歡迎。
感謝北京信息科技大學許淑芳老師為本書制作了配套的教學課件。
再次感謝書中參考和引用一些文獻中的思路、例題、習題的作者。
本書建議學時為54或64兩種，書中有*號的章、節(jié)視各院校情況或選學、或不學。作者一直認為，教學大綱要求的內容，并不是全要講授的，有的要求，應由學生自學來掌握。
作者特別要感謝本書各版本編寫出版中先后給予大力支持的清華大學出版社的李幼哲編審、文怡編輯。
限于作者水平，書中不妥之處，歡迎廣大讀者批評指正。
作者2017年7月
第四版前言
隨著信息、通信、計算機科學與技術的迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理的理論得到快速的發(fā)展，其應用領域也日益廣泛，已滲透到人們的日常工作和生活中，從20世紀六七十年代開始，數(shù)字信號處理已快速形成一個主要的學科領域，成為各大專院校相關專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎必修課程，其課程的學科內容也在不斷充實和完善，從而推動教材內容也隨之進行修改、充實和更新。
作者所著《數(shù)字信號處理教程》已印制三版，受到讀者認可，被許多高等院校采用，為適應學科發(fā)展，結合教學實踐，且參考一些國內外優(yōu)秀教材，感到對教材內容、表達方式上有充實完善的必要，對教材的可讀性及便于自學的要求上有改進的必要，對例題和習題則有充實及更加實用的必要，因而決定在原教材基礎上，重新編寫本教材的第四版。這一版教材的主要特點為：
1 對基礎理論、基本概念、基本分析和設計方法作了較多的充實、補充和完善。例如對于用DFT分析模擬信號頻譜時，其參量的選擇，可能出現(xiàn)的誤差以及解決的辦法作了更為深入的分析與論述；
深入討論了圓周卷積與線性卷積的關系以及用圓周卷積（通過DFT）計算線性卷積的方法及參量的選擇；
增加了利用矩陣法計算圓周卷積及線性卷積的內容，這種方法既簡單又易于計算機編程；
強調了用DFT分析模擬周期信號頻譜時，所取數(shù)據(jù)長度必須為周期序列的一個周期（而不能取模擬信號的一個周期）或多個周期的道理；
增加了一章專門討論由零極點配置設計簡單一、二階濾波器以及一些實用的特殊濾波器、陷波器、梳狀濾波器、諧振器、最小相位系統(tǒng)、全通濾波器以及正弦余弦波發(fā)生器，方波發(fā)生器；
對IIR濾波器的設計部分作了較多改寫，使得設計方法更加精煉、規(guī)范； 對FIR濾波器的窗函數(shù)設計法及頻率抽樣設計法作了較多的補充，使得設計過程更加清晰易懂；
改寫并完善了線性相位微分器及線性相位希爾伯特變換器（90移相器）的分析和設計；
增加了帶通信號的抽樣定理的論述；
在多抽樣率信號處理中增加了多級抽取中各防混疊濾波器的參數(shù)選擇與設計；
在數(shù)字信號處理的有限字長效應一章中，分析了在量化情況下，級聯(lián)IIR濾波器的每個級聯(lián)二階節(jié)的零點極點配對方法以及各級聯(lián)二階節(jié)的前后排序原則；
討論了線性相位FIR濾波器在量化情況下線性相位仍能保持的道理。
2 將分析方法與歸納綜合的方法結合起來，使讀者在對比中對理論加深理解和掌握，例如對四種傅里葉變換的列表歸納；
對模擬信號xa(t)、抽樣信號x^a(t)、抽樣序列x(n)之間的關系作了公式的歸納、概念的解積和圖解的說明；
對以上三種信號的頻譜Xa(j)、X^a(j)、X（ej）之間的關系的對比分析；
對序列的z變換X(z)、離散時間傅里葉變換X（ej）以及離散傅里葉變換X（k）三者的互相轉換關系用公式及圖形形象地加以表示；
等等。
3 增加了近一倍的例題，例題涵蓋面更寬、更有分量，有一些是實用中的問題，這種大量的舉例，可以增加可讀性，有助于讀者消化、理解和掌握書中的基本理論和分析設計方法，可更好地提高學生的分析和解決問題的能力。
4 考慮到計算機和信號處理器速度的提高，在FFT一章中，刪掉基4 FFT及分裂基FFT兩節(jié)內容。考慮到FFT雖然已有標準模塊，但為了更好地了解該模塊的算法，因而將FFT的其他基本算法仍予以保留。
5適應教材內容的變化，對各章習題做了較多的改動與擴充（除第10章外），補充了適于用MATLAB運算的題目，并使其更加全面覆蓋教材內容，便于教師、學生及各類讀者對深淺不同的各種習題的選擇。
6 分析論述條理清晰，內容充實，邏輯性強，深入淺出，可讀性強，便于教學，便于自學。
7增加了信號處理中廣為應用的MATLAB函數(shù)及其相關例題的內容。
本書仍定位于普通高等院校本、專科學生數(shù)字信號處理課程的教材，全書共10章，可分為四個部分：
第一部分包括前4章，這是數(shù)字信號處理的最基礎內容，第1章離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析包含模擬信號的抽樣、抽樣定理；
第2章是離散時間信號與系統(tǒng)的變換域（頻域和復頻域即z變換域）分析；
第3章是離散傅里葉變換，是頻域也離散化后，在離散時域、離散頻域中對信號與系統(tǒng)的分析，它是用計算機或數(shù)字信號處理器研究分析信號與系統(tǒng)的基礎理論，是數(shù)字信號處理的核心部分；
第4章是離散傅里葉變換（DFT）的快速算法（FFT），由于FFT的出現(xiàn)，使DFT的運算時間縮短了一、二個數(shù)量級，因而才使得DFT在實際應用中被廣泛采用。這部分內容中，利用DFT（通過FFT算法）對信號及信號通過系統(tǒng)后頻譜的分析是數(shù)字信號處理的一個重要支柱。
第二部分包括第5、6、7、8章這是數(shù)字信號處理的另一個重要支柱，即各種數(shù)字濾波器的基本設計方法和實現(xiàn)結構，包括介紹幾種模擬原型濾波器的設計方法。第5章是數(shù)字濾波器實現(xiàn)時的各種基本結構的分析；
第6章是實際應用中常用的一些簡單特殊濾波器的分析和設計，這是新加的一章；
第7章是無限長單位沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器的設計方法；
第8章是有限長單位沖激響應（FIR）數(shù)字濾波器的設計方法。
第三部分是第9章，討論多抽樣率數(shù)字信號處理的基礎理論和基本流圖結構。
第四部分是第10章，討論數(shù)字信號處理的有限字長（量化）效應，包括A/D變換的量化效應，系數(shù)的量化效應，運算中的量化效應，以及介紹FFT算法的量化效應。
本書的參考學時為54~60學時，授課時，可根據(jù)學生的學習基礎以及先修課的學習內容來安排教學內容，作者以為至少應包括前兩部分內容即第1~8章的內容，若在信號與系統(tǒng)課中已講授前兩章內容，則對此兩章可作歸納總結式的復習，學時可減少到40~50學時。對大專學生，可精要講授前8章內容，以54學時為宜。
MATLAB作為信號處理的一種標準軟件和開發(fā)平臺，已被廣泛用于教學和實踐中，考慮到首先要求讀者對數(shù)字信號處理的基本概念、基礎理論、基本分析、設計方法以及算法有較好的理解和掌握，然后才可能踏實而又靈活地運用計算機工具，包括MATLAB工具來解決實際問題。因而本書采用在每章之后（除第6章外）用一節(jié)內容把該章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及相關例題放入其中，以期得到較好的學習和應用效果。
配合本書二、三版而開發(fā)的數(shù)字信號處理多媒體CAI教程（DSPMCAI 4.0）輔助教學光盤仍附在這一版書中，由于時間限制，除章號按本版要求加以改動外，對原光盤內容沒有進行改動，請讀者注意。此光盤對于提高學習能力，增強學習效果是有助益的。
由于本版中習題有較大的改動和擴充，故作者原著《數(shù)字信號處理教程習題分析與解答（第三版）》已不完全適應新版書的要求，故而，配合本教程第四版，作者已另行編寫《數(shù)字信號處理教程習題分析與解答（第四版）》。
本書編寫過程中參考了一些文獻（見書后所列參考文獻）的編寫思路，參考或采用了其中的一些內容、例題和習題，特此向這些文獻的作者致以衷心的謝意。
由于作者水平所限，書中定有不足和錯誤之處，歡迎廣大讀者批評指正。
作者2012年12月
第三版前言
本書是《數(shù)字信號處理教程》的第三版，對第二版做了部分的修訂。
這次修訂的著眼點是，對符合大學本科要求的本學科的基本概念、基礎理論、基本分析方法以及應用基礎方面的內容給以更多的重視和加強；作為專業(yè)基礎課的教材，只能展示學科的基礎，而不可能包含一個學科；同時，書的篇幅又不能太長，以適合課程的學時數(shù)。因此，修訂應是有增（基礎性的）有減（非基礎的不適于教學的）。在這種思想指導下，第三版與第二版相比，做了以下部分的（而不是全面的）改動：
1 離散時間傅里葉變換和離散傅里葉變換是數(shù)字信號處理的重要基礎理論，本版對它們作了較多的論述和補充。在第2章中增加了極為有用的周期性序列的傅里葉變換一節(jié)，還增加了一些對理解相應內容有幫助的重要的例子。為此，第二章改為z變換與離散時間傅里葉變換（DTFT）；在第3章中，也做了一些重要的補充，并增加了兩個有助益的例子。
2 在有限的學時內，有關硬件內容不可能在課程中解決，因而在本版中刪去了IIR濾波器設計方法及FIR濾波器設計方法兩章中的硬件實現(xiàn)內容。
3 考慮到數(shù)字信號處理器有一系列產品手冊、技術指南、應用手冊、專門書籍及其網(wǎng)站可供查詢，因而在本版中將第二版的第九章數(shù)字信號處理器刪除。
4 考慮到多率信號處理在過抽樣的A/D、D/A變換器和數(shù)字濾波器實現(xiàn)以及其他應用領域（如子帶編碼，用于數(shù)據(jù)壓縮的圖像處理等）中的重要性和基礎性，故將第二版39節(jié)序列的抽取與插值的內容加以充實與擴大，全部改寫，單獨成章，即本版的第八章信號的抽取與插值多抽樣率數(shù)字信號處理基礎。本章較深入地分析了整數(shù)的抽取與插值和有理數(shù)改變抽樣率的基本概念、理論和方法以及它們的高效結構，對變換抽樣率的多級實現(xiàn)方法也做了介紹。
5 對第六章IIR數(shù)字濾波器的設計方法做了不少的整理和改動，以期層次更加清晰，更利于教和學。
6 增加了少量習題，以利于讀者更深入地消化課程內容。
7 解決了第二版在使用中發(fā)現(xiàn)的問題，改正了個別錯誤。
第三版的定位仍是大學本科生數(shù)字信號處理課程的教材，對數(shù)字信號處理的基礎理論、基本內容和基本分析方法和算法進行了充分的論述。全書共有9章。第1章離散時間信號與系統(tǒng)，第2章z變換與離散時間傅里葉變換（DTFT），第3章離散傅里葉變換（DFT），這3章是數(shù)字信號處理最基礎最重要的部分；尤其是第3章，它在時間序列處理算法和離散時間系統(tǒng)分析、設計和實現(xiàn)中起著核心作用，DFT和DTFT的基本性質可使在傅里葉變換域中分析和設計系統(tǒng)極為方便。第4章快速傅里葉變換（FFT），它是第3章中DFT的快速算法；由于這些快速算法（基2、基4、分裂基、混合基、Chirpz變換等）的出現(xiàn)，才使得用計算機或信號處理器實現(xiàn)信號與系統(tǒng)的傅里葉分析及系統(tǒng)的實現(xiàn)真正成為現(xiàn)實。第5章數(shù)字濾波器的基本結構，第6章與第7章分別是無限長單位沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器的設計方法與有限長單位沖激響應（FIR）數(shù)字濾波器的設計方法，這3章集中討論數(shù)字濾波器的各種結構及各種有用的設計方法，包括頻域的、時域的以及極為有用的濾波器的最優(yōu)化設計算法。第8章信號的抽取與插值多抽樣率數(shù)字信號處理基礎，在前面第5點中已經(jīng)說明了。第9章數(shù)字信號處理中的有限字長效應，這里只討論定點實現(xiàn)時的誤差情況，包括A/D變換的量化誤差、系數(shù)的量化誤差以及運算中的量化誤差，并討論了防止溢出的幅度加權因子以及零輸入的極限環(huán)振蕩和溢出振蕩問題。
最后兩章，即第八章、第九章是更深一步要求的內容。各章中凡是在小節(jié)前加*號的，是供選擇的內容。全書共有155道習題，部分習題有分析及解答［見作者的另一本書《數(shù)字信號處理教程習題分析與解答（第三版）》（清華大學出版社）］。
配合本書而開發(fā)的數(shù)字信號處理多媒體CAI教程（DSPMCAI2.1)輔助教學光盤附在本書之中，供讀者使用。
期望本書第三版能對讀者有更多的幫助并受到讀者的歡迎。
由于作者的水平所限，書中恐仍有不少不妥甚至錯誤之處，懇切希望廣大讀者批評指正。
作
者2006年6月于北京
第二版前言
本書是《數(shù)字信號處理教程》第二版。和第一版相比，它有以下改進：
1. 在第1章離散時間信號與系統(tǒng)中，去掉了實際上不會采用的常系數(shù)線性差分方程的
時域經(jīng)典解法。
2. 考慮到學科的發(fā)展及實際的需要，在第3章離散傅里葉變換中，增加了3.9序列
的抽取與內插(改變抽樣率)一節(jié)。
3. 在第3章離散傅里葉變換中，增加了3.8利用DFT計算模擬信號的傅里葉變換（級
數(shù)）對一節(jié)。
4. 在第4章快速傅里葉變換中，把基4FFT算法專門作為一節(jié)列出，并增加了既
有同址運算結構又能節(jié)省乘法次數(shù)的分裂基FFT算法，也作為一節(jié)列出。
5. 在第5章數(shù)字濾波器的基本結構中，增加了在后續(xù)課程及實際應用中用得較多的
數(shù)字濾波器的格型結構一節(jié)。
6. 由于篇幅所限，加上學時的限制，故將第8章數(shù)字信號處理中的有限字長效應的內
容做了較大的壓縮，刪掉了浮點運算誤差分析部分，壓縮了定點運算誤差分析部分。
7. 將第一版第9章數(shù)字濾波器的計算機輔助設計的內容分別并入本書第6章與第7章中。
8. 將第一版第10章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)的內容分別并入第4章、第6章與第7章中。
9. 第9章數(shù)字信號處理器的內容全部進行了改寫，以適應DSP器件的快速發(fā)展。
10. 增加了一些必要的例題和習題。
11. 改正了已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的第一版中的錯誤。
12. 最重要的是，我們配合本書開發(fā)了數(shù)字信號處理多媒體CAI教程（DSPMCAI2.1
）的輔助教學光盤。它是在Windows 95/98/NT/2000/XP上用Visual Basic開發(fā)的，包含4個子系統(tǒng)概念瀏覽
子系
統(tǒng)、教學演示子系統(tǒng)、輔助設計子系統(tǒng)和測驗子系統(tǒng)。概念瀏覽子系統(tǒng)是教材內容的歸納和
濃縮
。教學演示子系統(tǒng)共有50個多媒體動態(tài)演示程序（有語音提示和解說），把教程的重點和難
點用動態(tài)的圖形來演示，形象生動，易于理解。輔助設計子系統(tǒng)有10個設計和計算程序，可
對IIR濾波器和FIR濾波器進行實際設計，可對幾種FFT算法進行實際的計算并有圖形界面。
測驗子系統(tǒng)有28個測驗題，能夠幫助讀者更深入地掌握課程內容。
本書的定位仍是大學本科數(shù)字信號處理課程的教材，對信號處理的基礎理論和基本算法
進行了充分的論述與討論，除最后一章外，每章后面都有習題。對于一些深入的內容，屬于
大學生選修課或研究生課程的內容（例如功率譜估計經(jīng)典的和參數(shù)模型的，自適應濾波
，最優(yōu)濾波維納濾波與卡爾曼濾波等內容）都沒有放入本教材。
本書共有9章，其中第1章離散時間信號與系統(tǒng)、第2章z變換的內容和信號
與系統(tǒng)課的內容有重復；但為了教材內容的關聯(lián)性，這兩章仍保留了下來，使用時可根據(jù)各校的情況或選用或舍掉不講。第8章數(shù)字信號處理中的有限字長效應與第9章數(shù)字信號
處理器的內容必須緊密結合實驗才好講授，條件不具備時這兩章也可不講。
最后，我要感謝清華大學的應啟珩教授，他對書中的內容提出了很多寶貴意見，并提供了很
多參考資料。還要感謝中科院聲學所李昌立研究員，他對第9章的編寫給予了很大的幫助，
提供了有關的參考資料并提出了寶貴的意見。
作
者2000年5月
第一版前言
本書原名為《數(shù)字濾波與快速傅里葉變換》。該書已在七屆大學本科生中使用過。
這次再版，原書的八章未作變動，僅改正了其中已發(fā)現(xiàn)的錯誤；考慮到實際的需要以及數(shù)字
信號處理基本內容的完整性，在原書的后面補寫了3章，即第9章數(shù)字濾波器的計算機輔
助設計，第10章數(shù)字信號處理的實現(xiàn)，第11章數(shù)字信號處理器。這3章是與數(shù)
字信號處理的實際實現(xiàn)及實際應用緊密相關的。加上這3章后，本書就包括了數(shù)字信號處理
的基本理論、基本分析方法與實際應用、實際實現(xiàn)這兩個方面的內容，從而成為一個比較完
整的體系。但本書仍是一本數(shù)字信號處理基礎知識的教材，因此，這次再版將書名改為《數(shù)
字信號處理教程》。
對于新加的三章，有關專業(yè)（包括電子工程、信息工程、通信工程、信號處理、圖像處理等
）的大學生應按照實際需要，選用有關部分作為學習內容。
朱月耕用計算機完成了后三章的全部繪圖工作，在此表示感謝。
作
者1994年10月
作者簡介：程佩青，北京信息科技大學原電子技術與通信系主任。1958年畢業(yè)于清華大學無線電系無線電技術專業(yè)。19561986年在清華大學無線電系（無線電電子學系）、電子系工作。1986年到北京信息工程學院（現(xiàn)北京信息科技大學）創(chuàng)建通信工程系（后改名電子技術與通信系）并任系主任。長期從事通信、信號與信息處理的教學和科研工作。講授過無線電基礎、高頻電子線路、數(shù)字濾波器、數(shù)字信號處理、電視接收機原理、數(shù)字信號處理（二）（選修）等課程。給清華大學、中國科技大學研究生院、北京廣播學院（現(xiàn)中國傳媒大學）的研究生多次講數(shù)字信號處理原理與應用（二）（統(tǒng)計信號處理為主）課程。著有《信息與系統(tǒng)（合編）》、《數(shù)字濾波與快速傅里葉變換》、《數(shù)字信號處理教程（一、二、三版）》（此書被評為校優(yōu)秀教材）、《數(shù)字信號處理分析與解答》、《晶體管電視機原理（合著）》、《高頻電子線路》等教材。譯有《多維數(shù)字信號處理（合譯）》等4種著作。參與研發(fā)的SCA-4數(shù)據(jù)傳輸機曾獲國防科委獎。合著：《信息與系統(tǒng)》，國防工業(yè)出版社，1980.12。著：《數(shù)字濾波與快速傅里葉變換》，清華大學出版社，1990.10。《數(shù)字信號處理教程（一、二、三版）》，清華大學出版社，2000.12起。譯：《數(shù)字濾波器引論》，清華大學出版社，1986.9。合譯：《多維數(shù)字信號處理》，科學出版社，1991.12。
目錄
緒論
第1章離散時間信號與系統(tǒng)
1.1離散時間信號序列
1.1.1序列
1.1.2序列的運算
1.1.3序列的卷積和
1.1.4序列的相關性
1.1.5幾種常用的典型序列
1.1.6序列的周期性
1.1.7用單位抽樣序列表示任意序列
1.2線性移不變系統(tǒng)
1.2.1離散時間線性系統(tǒng)
1.2.2離散時間移不變系統(tǒng)
1.2.3離散時間線性移不變系統(tǒng)
1.2.4因果系統(tǒng)
1.2.5穩(wěn)定系統(tǒng)
1.3常系數(shù)線性差分方程時域離散系統(tǒng)的輸入、輸出表示法
1.4連續(xù)時間信號的抽樣
1.4.1模擬信號的理想抽樣
1.4.2時域抽樣定理
1.4.3模擬信號的實際抽樣
1.4.4帶通信號的抽樣
1.4.5連續(xù)時間信號xa(t)及其理想抽樣信號x^a(t)以及離散時間抽樣
序列x(n)的關系
1.4.6時域信號的插值重構
1.4.7正弦型信號的抽樣
1.5本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習題
第2章z變換與離散時間傅里葉變換
2.1序列的z變換
2.1.1z變換的定義
2.1.2z變換的收斂域
2.1.34種典型序列的z變換的收斂域
2.1.4z反變換： 圍線積分法（留數(shù)法）、部分分式法及
長除法（冪級數(shù)法）
2.1.5z變換的性質與定理
2.1.6利用z變換求解差分方程
2.2s平面到z平面的映射關系
2.3離散時間傅里葉變換（DTFT）序列的傅里葉變換
2.3.1序列的傅里葉變換定義
2.3.2序列傅里葉變換的收斂性DTFT的存在條件
2.3.3序列傅里葉變換的主要性質
2.3.4序列及其傅里葉變換的一些對稱性質
2.3.5周期性序列的傅里葉變換
2.3.6xa（t）、x^a（t）、x（n）之間及其拉普拉斯變換、z變換、傅里葉
變換之間關系
2.4離散線性移不變系統(tǒng)的頻域表征
2.4.1LSI系統(tǒng)的描述
2.4.2LSI系統(tǒng)的因果、穩(wěn)定條件
2.4.3LSI系統(tǒng)的頻率響應H（ej）及其特點
2.4.4頻率響應的幾何確定法
2.4.5無限長單位沖激響應（IIR）系統(tǒng)與有限長單位
沖激響應（FIR）系統(tǒng)
2.5本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習題
第3章離散傅里葉變換（DFT）
3.1傅里葉變換的四種可能形式
3.2周期序列的傅里葉級數(shù)離散傅里葉級數(shù)（DFS）
3.2.1DFS的定義
3.2.2DFS的性質
3.3離散傅里葉變換有限長序列的離散頻域表示
3.3.1DFT的定義，DFT與DFS、DTFT及z變換的關系
3.3.2模擬信號時域、頻域都抽樣后fk與N及fs的關系
3.3.3DFT隱含的周期性
3.4DFT的主要性質
3.4.1線性
3.4.2序列的圓周移位性質
3.4.3圓周共軛對稱性質
3.4.4圓周翻褶序列及其DFT
3.4.5對偶性
3.4.6DFT運算中的圓周共軛對稱性
3.4.7DFT形式下的帕塞瓦定理
3.4.8圓周卷積和與圓周卷積和定理
3.4.9線性卷積和與圓周卷積和的關系
3.5頻域抽樣理論
3.5.1頻域抽樣與頻域抽樣定理，由X(k)重構時間序列x(n)
3.5.2由X(k)插值重構X(z)、X(ej)
3.6DFT的應用
3.6.1利用DFT計算線性卷積
3.6.2利用DFT計算線性相關
3.6.3利用DFT對模擬信號的傅里葉變換（級數(shù)）對的逼近
3.6.4用DFT對模擬信號作譜分析
3.6.5用DFT對模擬信號作譜分析時參量的選擇
3.6.6用DFT對模擬信號作譜分析時的幾個問題
3.7有限長序列的X（z）、X（ej）、X（k）之間的關系
3.8本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習題
第4章快速傅里葉變換（FFT）
4.1直接計算DFT的運算量，減少運算量的途徑
4.2按時間抽選（DIT）的基2 FFT算法（庫利圖基算法）
4.3按頻率抽選（DIF）的基2 FFT算法（桑德圖基算法）
4.4DITFFT與DIFFFT的異同
4.5離散傅里葉反變換（IDFT）的快速算法IFFT
4.6基2 FFT流程圖
＊4.7N為復合數(shù)的FFT算法混合基（多基多進制）FFT算法
4.8線性調頻z變換（Chirpz變換或CZT）算法
4.9利用FFT算法計算線性卷積
4.9.1重疊相加法
4.9.2重疊保留法
4.10利用FFT算法計算線性相關
4.11本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
4.11.1用FFT計算有限長序列的線性卷積和線性相關
4.11.2用FFT計算模擬信號、離散時間信號及它們的頻譜
4.11.3線性調頻z變換（CZT）算法
4.11.4重疊保留法與重疊相加法
習題
第5章數(shù)字濾波器的基本結構
5.1概述
5.2無限長單位沖激響應濾波器的基本結構
5.2.1IIR濾波器的特點
5.2.2直接型結構
5.2.3級聯(lián)型結構
5.2.4并聯(lián)型結構
5.2.5轉置型結構
5.3有限長單位沖激響應濾波器的基本結構
5.3.1FIR濾波器的特點
5.3.2直接型（橫截型、卷積型）結構
5.3.3級聯(lián)型結構
5.3.4頻率抽樣型結構
5.3.5快速卷積結構
5.3.6線性相位FIR濾波器的結構
*5.4數(shù)字濾波器的格型及格型梯形結構
5.4.1全零點系統(tǒng)（FIR系統(tǒng),又稱滑動平均（MA）系統(tǒng)）的格型結構
5.4.2全極點系統(tǒng)（IIR系統(tǒng)，又稱自回歸（AR）系統(tǒng)）的格型結構
5.4.3零極點系統(tǒng)（IIR系統(tǒng)，又稱自回歸滑動平均（ARMA）系統(tǒng)）
的格型梯形結構
5.5本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
5.5.1IIR濾波器的各種結構
5.5.2FIR濾波器的各種結構
5.5.3格型及格型梯形濾波器結構
習題
第6章數(shù)字濾波器的基本概念及幾種特殊濾波器
6.1數(shù)字濾波器的基本概念
6.2全通濾波器
6.3最小相位滯后濾波器
6.3.1最小相位系統(tǒng)、混合相位系統(tǒng)、最大相位系統(tǒng)及其與全通
系統(tǒng)的關系
6.3.2最小相位系統(tǒng)的性質
6.3.3利用最小相位系統(tǒng)的逆系統(tǒng)補償幅度響應的失真
6.4陷波器
6.5數(shù)字諧振器
6.6梳狀濾波器
6.7波形發(fā)生器
6.7.1正弦波及余弦波發(fā)生器
6.7.2周期性方波發(fā)生器
6.7.3任意周期序列的發(fā)生器
習題
第7章無限長單位沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器設計方法
7.1概述
7.2數(shù)字濾波器的實現(xiàn)步驟
7.3數(shù)字濾波器的技術指標
7.4IIR數(shù)字濾波器的設計方法分類
7.5模擬原型低通濾波器設計
7.5.1引言
7.5.2模擬巴特沃思低通濾波器
7.5.3模擬切貝雪夫低通濾波器
*7.5.4橢圓函數(shù)低通濾波器（考爾濾波器）簡介
*7.5.5貝塞爾低通濾波器簡介
7.5.6五類模擬濾波器的比較
7.6模擬頻域頻帶變換
7.6.1從歸一化模擬低通濾波器到模擬低通濾波器的變換
7.6.2從歸一化模擬低通濾波器到模擬高通濾波器的變換
7.6.3從歸一化模擬低通濾波器到模擬帶通濾波器的變換
7.6.4從歸一化模擬低通濾波器到模擬帶阻濾波器的變換
7.7間接法的IIR數(shù)字濾波器設計方案
7.8模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射方法
7.8.1沖激（脈沖）響應不變法
7.8.2階躍響應不變法
7.8.3雙線性變換法
7.9數(shù)字濾波器設計的第一種方案
7.10模擬低通濾波器直接變換成四種通帶數(shù)字濾波器
7.10.1模擬低通數(shù)字帶通
7.10.2模擬低通數(shù)字帶阻
7.10.3模擬低通數(shù)字高通
7.11數(shù)字濾波器設計的第二種方案
7.12數(shù)字頻域頻帶變換
7.12.1數(shù)字頻域頻帶變換的基本要求
7.12.2數(shù)字低通數(shù)字低通
7.12.3數(shù)字低通數(shù)字高通
7.12.4數(shù)字低通數(shù)字帶通
7.12.5數(shù)字低通數(shù)字帶阻
7.12.6數(shù)字低通數(shù)字多通帶
7.13數(shù)字濾波器設計的第三種方案
*7.14IIR濾波器的計算機輔助設計法
7.14.1IIR數(shù)字濾波器的時域直接設計
7.14.2IIR濾波器的頻域最小均方誤差設計法
7.14.3IIR濾波器的頻域最小p誤差設計法
7.15本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
7.15.1自編程序設計四類（巴特沃思型、切貝雪夫Ⅰ型、切貝雪夫Ⅱ型和
橢圓函數(shù)型）模擬濾波器
7.15.2工具箱中提供的模擬濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）
設計的MATLAB函數(shù)
7.15.3沖激響應不變法及雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器
7.15.4用數(shù)字頻帶變換法設計數(shù)字濾波器的MATLAB實現(xiàn)
7.15.5基于MATLAB直接設計各類數(shù)字濾波器
習題
第8章有限長單位沖激響應（FIR）數(shù)字濾波器設計方法
8.1概述
8.2線性相位FIR數(shù)字濾波器的特點
8.2.1線性相位條件
8.2.2線性相位約束對FIR數(shù)字濾波器（DF）的單位沖激
響應h(n)的要求
8.2.3兩類線性相位約束下，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器幅度函數(shù)H()的特點
8.2.4線性相位FIR濾波器的零點位置
8.3窗函數(shù)設計法
8.3.1窗函數(shù)設計法的設計思路
8.3.2理想低通、帶通、帶阻、高通的線性相位數(shù)字濾波器的表達式
8.3.3窗函數(shù)設計法的性能分析
8.3.4各種常用窗函數(shù)
8.3.5偶對稱單位沖激響應［h(n)=h(N-1-n)］的
線性相位FIR DF
的窗函數(shù)法設計步驟及舉例
*8.3.6奇對稱單位沖激響應［h(n)=-h(N-1-n)］
線性相位微分器及
希爾伯特變換器的窗函數(shù)法設計
8.3.7窗函數(shù)設計法計算中的主要問題
8.4頻率抽樣設計法
8.4.1頻率抽樣設計法的基本思路
8.4.2頻率抽樣的兩種方法
8.4.3頻率抽樣設計法的逼近誤差及改進辦法
8.4.4頻率抽樣設計法的設計步驟及舉例
8.4.5頻率抽樣設計法存在的問題
*8.5設計線性相位FIR濾波器的最優(yōu)化方法
8.5.1均方誤差最小準則
8.5.2最大誤差最小化準則加權切貝雪夫等波紋逼近
8.5.3交錯定理
8.5.4最佳線性相位FIR濾波器設計算法
8.5.5ParksMcClellan算法（Remez交換算法）
8.6本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
8.6.1線性相位FIR濾波器的MATLAB函數(shù)
8.6.2窗函數(shù)法設計FIR線性相位濾波器的MATLAB函數(shù)
8.6.3頻率抽樣法設計FIR線性相位濾波器
8.6.4線性相位FIR濾波器的等波紋最優(yōu)設計（ParksMcClellan算法）
的MATLAB函數(shù)及例題
習題
*第9章序列的抽取與插值多抽樣率數(shù)字信號處理基礎
9.1概述
9.2用正整數(shù)D的抽取降低抽樣率
9.3用正整數(shù)I的插值提高抽樣率
9.4用正有理數(shù)I/D做抽樣率轉換
9.5抽取、插值以及兩者結合的流圖結構
9.5.1抽取系統(tǒng)的直接型FIR結構
9.5.2插值系統(tǒng)的直接型FIR結構
9.5.3抽取和插值的線性相位FIR結構
*9.5.4抽取器的多相FIR結構
*9.5.5插值器的多相FIR結構
*9.5.6正有理數(shù)I/D抽樣率轉換系統(tǒng)的變系數(shù)FIR結構
*9.6變換抽樣率的多級實現(xiàn)
9.7本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習題
*第10章數(shù)字信號處理中的有限字長效應
10.1概述
10.2二進制數(shù)的表示及其對量化的影響
10.2.1二進制的三種算術運算法
10.2.2負數(shù)的表示法原碼、補碼、反碼
10.2.3量化方式舍入與截尾
10.3模擬/數(shù)字（A/D）變換的量化效應
10.3.1A/D變換的非線性模型
10.3.2A/D變換對輸入抽樣信號幅度的要求
10.3.3A/D變換的量化非線性特性
10.3.4A/D變換量化誤差的統(tǒng)計分析
10.3.5量化噪聲的功率譜密度
10.4白噪聲(A/D變換的量化噪聲)通過線性系統(tǒng)
10.5數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應
10.5.1系統(tǒng)極點(零點)位置對系數(shù)量化的靈敏度
10.5.2系數(shù)量化對二階子系統(tǒng)極點位置的影響
10.5.3系數(shù)量化效應的統(tǒng)計分析
10.6數(shù)字濾波器運算中的有限字長效應
*10.7防止溢出的幅度加權因子
*10.8IIR濾波器的定點運算中零輸入的極限環(huán)振蕩
*10.9FFT算法的有限字長效應
10.9.1定點DFT計算中的有限字長效應的統(tǒng)計分析
10.9.2定點FFT計算中有限字長效應的統(tǒng)計分析
10.9.3系數(shù)量化對FFT的影響
10.10本章部分內容涉及的MATLAB函數(shù)及例題
習題
參考文獻
本書所附數(shù)字信號處理多媒體CAI教程軟件簡介
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