《數(shù)字信號處理》系統(tǒng)闡述了數(shù)字信號處理的基本原理和算法分析，共包括8章內(nèi)容，即緒論、離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的時(shí)域分析、離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的頻域分析、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、數(shù)字信號處理MATLAB實(shí)現(xiàn)及綜合應(yīng)用以及數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)等。每章后面配有思考練習(xí)題與習(xí)題。
本書概念敘述通俗易懂、理論分析簡明清楚，特別是突出了基于MATLAB的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)，不僅介紹了主要章節(jié)的MATLAB實(shí)現(xiàn)以及在實(shí)際中的幾個(gè)典型綜合應(yīng)用，而且還有專門的數(shù)字信號處理上機(jī)實(shí)驗(yàn)一章，理論和實(shí)踐結(jié)合緊密。本書主要作為信息工程、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣自動化以及其他電類專業(yè)本科生（獨(dú)立學(xué)院、高職類）教材，也可供從事信息處理、通信、電子技術(shù)等方面的工程技術(shù)人員及有關(guān)科研、教學(xué)人員參考使用。
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理理論和技術(shù)日益成熟，已成為一門重要的學(xué)科，并在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。“數(shù)字信號處理”基礎(chǔ)知識已成為信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣自動化以及其他電類專業(yè)必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識和必修內(nèi)容。
本書共8章，包括4部分內(nèi)容。第1部分包括第1、2章，是數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)理論部分。鑒于離散時(shí)間信號與離散時(shí)間系統(tǒng)是數(shù)字信號處理中的兩個(gè)最重要的概念，本書用兩章內(nèi)容分別從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面對離散時(shí)間信號與系統(tǒng)進(jìn)行了較詳細(xì)的討論。第1章介紹了離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的時(shí)域分析方法、常系數(shù)線性差分方程和模擬信號數(shù)字處理方法；第2章對離散時(shí)間信號與系統(tǒng)進(jìn)行了頻域分析，介紹了序列的傅里葉變換（DTFT）和序列的z變換等頻域分析數(shù)學(xué)工具，討論了系統(tǒng)函數(shù)、頻率響應(yīng)和零極點(diǎn)分布等概念，并引出兩類重要的數(shù)字濾波器系統(tǒng)。第2部分包括第3、4章離散傅里葉變換（DFT）及其快速傅里葉變換（FFT），它是數(shù)字信號處理中的核心內(nèi)容，是進(jìn)行數(shù)字頻譜分析的重要手段。本書在第3章用較大篇幅討論了DFT的定義、性質(zhì)和物理意義，在此基礎(chǔ)上引出了重要的頻域采樣理論，并且進(jìn)一步討論了DFT在實(shí)際中的典型應(yīng)用；快速傅里葉變換（FFT）是DFT的一種快速算法，它在數(shù)字信號處理發(fā)展史上起到了里程碑的作用，本書第4章重點(diǎn)討論了FFT的典型算法原理，包括按時(shí)間、頻率抽取的基-2 FFT和IFFT的高效算法。數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理研究的重要內(nèi)容，本書第3部分包括第5、6章，主要學(xué)習(xí)數(shù)字濾波器的基本理論和設(shè)計(jì)方法，包括無限脈沖響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器、有限脈沖響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器及濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。第5章重點(diǎn)介紹了利用模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR.數(shù)字濾波器的原理、思路和方法，包括脈沖響應(yīng)不變法和雙線性不變法，還介紹了IIR數(shù)字濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；第6章則主要討論了FIR濾波器具有線性相位的條件和特性以及常用的設(shè)計(jì)方法，包括窗函數(shù)設(shè)計(jì)法、頻率采樣設(shè)計(jì)法等，還介紹了FIR數(shù)字濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。第4部分包括第7、8章，這兩章是課程學(xué)習(xí)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。第7章主要介紹了基于MATLAB的數(shù)字信號處理實(shí)現(xiàn)以及在實(shí)際中的幾個(gè)典型綜合應(yīng)用；第8章是數(shù)字信號處理上機(jī)實(shí)驗(yàn)，包括必須掌握的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展掌握的交互式工具應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，不僅能幫助大家掌握課程的重要概念和基本內(nèi)容，而且對以后深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用信號處理知識，解決一些具體問題，都會有很大的幫助。
緒論
0.1 信號、系統(tǒng)與信號處理
0.2 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成
0.3 數(shù)字信號處理的特點(diǎn)及基本學(xué)科分支
0.4 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
0.5 數(shù)字信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域
第1章 離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的時(shí)域分析
1.1 模擬信號的數(shù)字處理方法
1.1.1 采樣
1.1.2 理想采樣及其頻譜
1.1.3 時(shí)域采樣定理
1.1.4 采樣的恢復(fù)
1.1.5 采樣內(nèi)插公式
1.2 離散時(shí)間信號
1.2.1 序列
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本運(yùn)算
1.2.4 任意序列的單位脈沖序列表示
1.3 離散時(shí)間系統(tǒng)
1.3.1 線性系統(tǒng)
1.3.2 時(shí)不變系統(tǒng)
1.3.3 線性時(shí)不變系統(tǒng)輸入輸出的關(guān)系
1.3.4 線性卷積的計(jì)算
1.3.5 線性時(shí)不變系統(tǒng)的性質(zhì)
1.3.6 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性
1.4 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域描——差分方程
1.4.1 常系數(shù)線性差分方程的一般表達(dá)式
1.4.2 差分方程的求解
思考練習(xí)題
習(xí)題
第2章 離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的頻域分析
2.1 序列的傅里葉變換的定義及性質(zhì)
2.1.1 序列的傅里葉變換的定義
2.1.2 常用序列的傅里葉變換
2.1.3 序列的傅里葉變換的性質(zhì)
2.2 序列的Z變換
2.2.1 Z變換的定義及其收斂域
2.2.2 序列特性對Z變換收斂域的影響
2.2.3 Z反變換
2.2.4 Z變換的基本性質(zhì)
2.3 系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)
2.3.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義
2.3.2 系統(tǒng)函數(shù)和差分方程
2.3.3 系統(tǒng)函數(shù)的收斂域與系統(tǒng)的因果穩(wěn)定性
2.3.4 頻率響應(yīng)
2.3.5 IIR和FIR系統(tǒng)
思考練習(xí)題
習(xí)題
第3章 離散傅里葉變換
3.1 傅里葉變換的幾種形式
3.1.1 連續(xù)時(shí)間、周期信號的傅里葉級數(shù)
3.1.2 連續(xù)時(shí)間、非周期信號的傅里葉變換
3.1.3 離散時(shí)間、非周期信號的傅里葉變換
3.1.4 離散時(shí)間、周期信號的離散傅里葉級數(shù)
3.2 離散傅里葉級數(shù)
3.2.1 離散傅里葉級數(shù)的推導(dǎo)
3.2.2 離散傅里葉級數(shù)的性質(zhì)
3.3 離散傅里葉變換
3.3.1 從離散傅里葉級數(shù)到離散傅里葉變換
3.3.2 DFT和Z變換、DTFT之間的關(guān)系
3.3.3 離散傅里葉變換的性質(zhì)
3.4 頻域采樣理論
3.4.1 頻域采樣
3.4.2 內(nèi)插恢復(fù)
3.5 DFT的應(yīng)用
3.5.1 用DFT計(jì)算線性卷積
3.5.2 用DFT進(jìn)行頻譜分析
思考練習(xí)題
習(xí)題
第4章 快速傅里葉變換
4.1 直接計(jì)算DFT的問題及改進(jìn)的途徑
4.1.1 直接計(jì)算DFT的運(yùn)算量問題
4.1.2 改善途徑
4.2 按時(shí)間抽取的基-2FFT算法
4.2.1 算法原理
4.2.2 DIT-FFT算法與直接計(jì)算DFT運(yùn)算量的比較
4.2.3 算法特點(diǎn)
4.3 按頻率抽取的基-2FFT算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 算法特點(diǎn)
4.4 IDFT的高效算法
4.4.1 利用FFT流圖計(jì)算IFFT
4.4.2 直接調(diào)用FFT子程序的方法
4.5 實(shí)序列的FFT算法
思考練習(xí)題
習(xí)題
第5章 無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
5.1 數(shù)字濾波器的基本概念
5.1.1 數(shù)字濾波器的分類
5.1.2 技術(shù)指標(biāo)描述
5.1.3 設(shè)計(jì)方法
5.2 模擬濾波器的設(shè)計(jì)
5.2.1 模擬濾波器的指標(biāo)要求及逼近方法
5.2.2 巴特沃思低通濾波器
5.2.3 模擬濾波器的頻率變換
5.3 根據(jù)模擬濾波器來設(shè)計(jì)IIR濾波器
5.3.1 脈沖響應(yīng)不變法
5.3.2 雙線性變換法
5.3.3 數(shù)字濾波器的頻率變換
5.4 IIR濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5.4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表示方法
5.4.2 直接型
5.4.3 級聯(lián)型
5.4.4 并聯(lián)型
思考練習(xí)題
習(xí)題
第6章 有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
6.1 線性相位FIR濾波器特性
6.1.1 線性相位的概念
6.1.2 線性相位條件
6.1.3 幅度函數(shù)特性
6.1.4 線性相位FIR濾波器的零點(diǎn)特性
6.2 FIR濾波器的窗函數(shù)法設(shè)計(jì)
6.2.1 設(shè)計(jì)原理
6.2.2 加窗對濾波器頻率特性的影響
6.2.3 常用窗函數(shù)
6.2.4 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器的一般步驟
6.3 FIR濾波器的頻率采樣法設(shè)計(jì)
6.3.1 設(shè)計(jì)方法
6.3.2 設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器的約束條件
6.3.3 逼近誤差
6.3.4 改善濾波器性能的措施
6.3.5 頻率采樣法設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器的一般步驟
6.4 FIR濾波器的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
6.4.1 直接型（卷積型）
6.4.2 級聯(lián)型
6.4.3 頻率采樣結(jié)構(gòu)
6.4.4 線性相位結(jié)構(gòu)
6.5 FIR濾波器和IIR濾波器的比較
思考練習(xí)題
習(xí)題
第7章 數(shù)字信號處理MATLAB實(shí)現(xiàn)及綜合應(yīng)用
7.1 數(shù)字信號處理MATLAB實(shí)現(xiàn)
7.1.1 MATLAB簡介
7.1.2 離散時(shí)間信號與系統(tǒng)分析應(yīng)用舉例
7.1.3 離散傅里葉變換應(yīng)用舉例
7.1.4 IIR濾波器設(shè)計(jì)常用函數(shù)及舉例
7.1.5 FIR濾波器設(shè)計(jì)常用函數(shù)及舉例
7.2 在雙音撥號系統(tǒng)中的應(yīng)用
7.2.1 電話的雙音撥號系統(tǒng)
7.2.2 Goertzel算法
7.2.3 檢測DTMF信號的DFT參數(shù)選擇
7.2.4 DTMF信號檢測的MATLAB仿真
7.3 在wav信號分析方面的應(yīng)用
7.3.1 wav文件的一次性傅里葉變換
7.3.2 wav文件的分段傅里葉分析
7.4 在自適應(yīng)濾波器方面的應(yīng)用
7.4.1 自適應(yīng)濾波原理
7.4.2 系統(tǒng)辨識與MATLAB仿真
7.4.3 噪聲抵消與MATLAB仿真
設(shè)計(jì)習(xí)題
第8章 數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)
8.1 信號、系統(tǒng)及系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)
8.2 FFT頻譜分析及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
8.3 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
8.3.1 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
8.3.2 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
8.4 數(shù)字濾波器的Simulink仿真實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)
8.5 交互式工具應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
8.5.1 濾波器分析設(shè)計(jì)工具FDATool應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
8.5.2 信號處理工具SPTool應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
上機(jī)習(xí)題
附錄 本書用到的MATLAB特殊函數(shù)
參考文獻(xiàn)
（3）靈活性大。數(shù)字系統(tǒng)的性能主要決定于乘法器的各系數(shù)，且系數(shù)存放于系數(shù)存儲器內(nèi)，只需改變存儲的系數(shù)，就可得到不同的系統(tǒng)，比改變模擬系統(tǒng)方便得多。例如，改變圖0-2中的a參數(shù)，可以構(gòu)成數(shù)字低通、高通或帶通濾波器。
（4）易于大規(guī)模集成。數(shù)字部件具有高度規(guī)范性，便于大規(guī)模集成、大規(guī)模生產(chǎn)，對電路參數(shù)要求不嚴(yán)，故產(chǎn)品成品率高。尤其是對于低頻信號，如地震波分析，需要過濾幾Hz～幾十Hz的信號，用模擬系統(tǒng)處理時(shí)，電感器和電容器的數(shù)值、體積、重量非常大，且性能亦不能達(dá)到要求，而數(shù)字信號處理系統(tǒng)在這個(gè)頻率處卻非常優(yōu)越。
（5）時(shí)分復(fù)用。時(shí)分復(fù)用就是利用數(shù)字信號處理器同時(shí)處理幾個(gè)通道的信號。由于數(shù)字信號的相鄰兩抽樣值之間有一定的空隙時(shí)間，因而在同步器的控制下，在此空隙時(shí)間中送入其他路的信號；而各路信號則利用同一個(gè)數(shù)字信號處理器，后者在同步器的控制下，計(jì)算完一路信號后，再計(jì)算另一路信號，因而處理器運(yùn)算速度越高，能處理的信道數(shù)目也就越多。
……
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