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绪论1

第1章 时域离散信号和时域离散系统4

1.1　引言4

1.2　时域离散信号5

1.2.1　常用的典型序列6

1.2.2　序列的运算9

1.3　时域离散系统10

1.3.1　线性系统10

1.3.2　时不变系统11

1.3.3　线性时不变系统输入与输出之间的关系11

1.3.4　系统的因果性和稳定性16

1.4　时域离散系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程18

1.4.1　线性常系数差分方程18

1.4.2　线性常系数差分方程的求解19

1.5　模拟信号数字处理方法21

1.5.1　采样定理及A/D变换器22

1.5.2　将数字信号转换成模拟信号25

习题与上机题29

第2章 时域离散信号和系统的频域分析33

2.1 引言33

2.2　时域离散信号的傅里叶变换的定义及性质33

2.2.1　时域离散信号傅里叶变换的定义33

2.2.2　时域离散信号傅里叶变换的性质34

2.3　周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换表示式40

2.3.1　周期序列的离散傅里叶级数40

2.3.2　周期序列的傅里叶变换表示式42

2.4　时域离散信号的傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系45

2.5　序列的Z变换46

2.5.1　Z变换的定义46

2.5.2　序列特性对收敛域的影响47

2.5.3　逆Z变换50

2.5.4　Z变换的性质和定理54

2.5.5　利用Z变换解差分方程59

2.6　利用Z变换分析信号和系统的频响特性61

2.6.1　频率响应函数与系统函数61

2.6.2　用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性62

2.6.3　利用系统的极零点分布分析系统的频率响应特性63

2.6.4　几种特殊系统的系统函数及其特点67

习题与上机题71

第3章 离散傅里叶变换（DFT）75

3.1　离散傅里叶变换的定义及物理意义75

3.1.1　DFT的定义75

3.1.2　DFT与傅里叶变换和Z变换的关系76

3.1.3　DFT的隐含周期性77

3.1.4 用MATLAB计算序列的DFT78

3.2　离散傅里叶变换的基本性质79

3.2.1　线性性质79

3.2.2　循环移位性质80

3.2.3　循环卷积定理81

3.2.4　复共轭序列的DFT84

3.2.5　DFT的共轭对称性84

3.3　频率域采样87

3.4　DFT的应用举例90

3.4.1　用DFT计算线性卷积90

3.4.2 用DFT对信号进行谱分析95

习题与上机题105

第4章　快速傅里叶变换（FFT）110

4.1 引言110

4.2　基2FFT算法110

4.2.1　直接计算DFT的特点及减少运算量的基本途径110

4.2.2　时域抽取法基2FFT基本原理111

4.2.3 DIT-FFT算法与直接计算DFT运算量的比较114

4.2.4　DIT-FFT的运算规律及编程思想115

4.2.5 频域抽取法FFT（DIF-FFT）118

4.2.6 IDFT的高效算法121

4.3　进一步减少运算量的措施121

4.3.1　多类蝶形单元运算121

4.3.2　旋转因子的生成122

4.3.3　实序列的FFT算法122

4.4　其他快速算法简介123

习题与上机题125

第5章 时域离散系统的网络结构126

5.1 引言126

5.2　用信号流图表示网络结构126

5.3　无限长脉冲响应基本网络结构128

5.4　有限长脉冲响应基本网络结构133

5.5　线性相位结构134

5.6　频率采样结构135

5.7　格型网络结构138

5.7.1　全零点格型网络结构138

5.7.2　全极点格型网络结构141

习题与上机题144

第6章 无限脉冲响应数字滤波器的设计149

6.1　数字滤波器的基本概念149

6.2　模拟滤波器的设计153

6.2.1　模拟低通滤波器的设计指标及逼近方法153

6.2.2　巴特沃斯低通滤波器的设计155

6.2.3　切比雪夫滤波器的设计161

6.2.4　椭圆滤波器的设计168

6.2.5　五种类型模拟滤波器的比较170

6.2.6　频率变换与模拟高通、带通、带阻滤波器的设计170

6.3　用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器177

6.4　用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器184

6.5　数字高通、带通和带阻滤波器的设计189

习题与上机题193

第7章　有限脉冲响应数字滤波器的设计196

7.1　线性相位FIR数字滤波器的条件和特点196

7.2　利用窗函数法设计FIR滤波器202

7.2.1　窗函数法设计原理202

7.2.2　典型窗函数介绍206

7.2.3　用窗函数法设计FIR滤波器的步骤211

7.2.4 窗函数法的MATLAB设计函数简介213

7.3　利用频率采样法设计FIR滤波器217

7.4　利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器223

7.4.1　等波纹最佳逼近法的基本思想223

7.4.2　remez和remezord函数及滤波器设计指标225

7.5　IIR和FIR数字滤波器的比较229

7.6　几种特殊类型滤波器简介230

7.7　滤波器分析设计工具FDATool230

习题与上机题235

第8章 多采样率数字信号处理239

8.1　引言239

8.2　信号的整数倍抽取240

8.3　信号的整数倍内插245

8.4　按有理数因子I/D的采样率转换249

8.5 整数倍抽取和内插在数字语音系统中的应用250

8.5.1　数字语音系统中的信号采样过程及其存在的问题250

8.5.2　数字语音系统中改进的A/D转换方案251

8.5.3　接收端D/A转换器的改进方案253

8.6　采样率转换滤波器的高效实现方法254

8.6.1　直接型FIR滤波器结构254

8.6.2　多相滤波器结构258

8.7　采样率转换器的MATLAB实现261

习题与上机题263

第9章　数字信号处理的实现265

9.1　数字信号处理中的量化效应265

9.1.1　量化及量化误差265

9.1.2　A/D变换器中的量化效应267

9.1.3　数字系统中的系数量化效应268

9.1.4　数字系统中的运算量化效应271

9.2　数字信号处理技术的软件实现278

9.3　数字信号处理的硬件实现简介282

第10章　上机实验284

10.1　实验一：系统响应及系统稳定性284

10.2　实验二：时域采样与频域采样286

10.3　实验三：用FFT对信号作频谱分析288

10.4　实验四：IIR数字滤波器设计及软件实现290

10.5　实验五：FIR数字滤波器设计与软件实现293

10.6　实验六：数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用295

附录301

附录A　用Masson公式求网络传输函数H（z）301

附录B　MATLAB信号处理工具箱函数索引表302

参考文献309