数字信号处理【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

数字信号处理PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 数字信号处理的理论1

1.2.1 信号1

1.2.2 系统2

1.2.3 数字信号处理的理论2

1.3 数字信号处理的实现3

1.4 数字信号处理的应用4

1.4.1 数字信号处理系统的突出优点4

1.4.2 数字信号处理的典型应用5

本章小结9

习题9

第2章 离散时间信号与z变换10

2.1 采样10

2.1.1 信号的采样10

2.1.2 采样定理11

2.1.3 折叠频率与奈奎斯特（Nyquist）频率14

2.1.4 信号的恢复15

2.1.5 采样内插公式15

2.2 离散时间信号16

2.2.1 序列的表示法16

2.2.2 序列的运算规则及符号表示17

2.2.3 常用的典型序列18

2.3 离散时间系统与差分方程21

2.3.1 离散时间系统及卷积运算21

2.3.2 卷积运算的基本规律24

2.3.3 系统的稳定性和因果性25

2.3.4 常系数线性差分方程26

2.4 z变换29

2.4.1 z变换的定义30

2.4.2 z变换的收敛域31

2.5 z变换的定理与特性35

2.5.1 线性特性35

2.5.2 序列的移位36

2.5.3 乘指数序列36

2.5.4 X（z）的微分36

2.5.5 复数序列的共轭36

2.5.6 初值定理36

2.5.7 终值定理37

2.5.8 序列的卷积37

2.5.9 序列乘积的z变换——复卷积定理37

2.5.10 帕塞瓦（Parseval）定理39

2.6 拉普拉斯变换，傅里叶变换及z变换40

2.6.1 序列的z变换与拉普拉斯变换的关系40

2.6.2 序列的z变换与傅里叶变换的关系42

2.6.3 序列的傅里叶变换与拉普拉斯变换（双边）的关系42

2.7 系统函数43

2.7.1 系统函数的定义43

2.7.2 系统函数和差分方程的关系43

2.7.3 系统函数的收敛域44

2.7.4 系统频率响应的几何确定法44

2.7.5 无限长单位脉冲响应（IIR）系统与有限长单位脉冲响应（FIR）系统49

本章小结51

习题51

第3章 离散傅里叶变换（DFT）56

3.1 离散傅里叶级数变换（DFS）56

3.1.1 离散傅里叶级数变换引入56

3.1.2 离散傅里叶级数的主要性质56

3.2 离散傅里叶变换的定义和性质59

3.2.1 离散傅里叶变换的定义59

3.2.2 离散傅里叶变换的性质60

3.3 频域取样63

3.3.1 对X（z）取样时取样点数的限制63

3.3.2 X（z）的内插公式64

3.4 离散傅里叶变换的应用66

3.4.1 用DFT计算线性卷积66

3.4.2 用DFT对信号进行谱分析67

本章小结67

习题67

第4章 快速傅里叶变换71

4.1 引言71

4.2 基-2时域抽选（DIT）FFT算法72

4.2.1 算法原理72

4.2.2 运算特点75

4.2.3 矩阵分解表示76

4.2.4 编程思想77

4.2.5 硬件实现80

4.3 基-2频域抽选（DIF）FFT算法81

4.4 离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法83

4.5 任意基FFT算法84

4.5.1 抽选分解的一般原理84

4.5.2 基-4DIF-FFT算法86

4.6 调频z变换86

4.6.1 问题的提出86

4.6.2 算法原理87

4.6.3 CZT的实现步骤88

4.6.4 CZT运算量的估算90

4.6.5 CZT算法的特点91

4.7 其他的快速计算方法91

4.7.1 重叠相加法92

4.7.2 重叠保留法92

4.7.3 线性卷积的FFT算法93

本章小结93

习题94

第5章 无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器设计96

5.1 IIR滤波器设计的特点96

5.2 模拟滤波器的设计97

5.2.1 由幅度响应函数来确定系统函数98

5.2.2 巴特沃思低通逼近98

5.2.3 切比雪夫低通逼近102

5.3 IIR滤波器设计的特点104

5.4 脉冲响应不变法106

5.4.1 变换原理106

5.4.2 混叠失真107

5.4.3 模拟滤波器的数字化方法107

5.5 双线性变换法109

5.5.1 变换原理109

5.5.2 逼近的情况110

5.5.3 模拟滤波器的数字化方法112

5.6 滤波器的频率变换法115

5.6.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器116

5.6.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器117

5.6.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器120

5.6.4 模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器123

5.7 滤波器的z平面变换法126

5.7.1 数字低通变换成数字低通127

5.7.2 数字低通变换成数字高通127

5.7.3 数字低通变换成数字带通128

5.7.4 数字低通变换成数字带阻129

本章小结129

习题129

第6章 有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器设计131

6.1 线性相位FIR滤波器的特点131

6.1.1 线性相位特性131

6.1.2 幅度响应特性133

6.1.3 线性相位FIR滤波器的零点位置136

6.1.4 举例137

6.2 窗口法140

6.2.1 窗口法的基本思想140

6.2.2 理论分析140

6.2.3 几种常用窗函数142

6.2.4 设计方法小结145

6.3 频率采样法148

6.3.1 线性相位的约束149

6.3.2 逼近误差及其改进措施150

6.4 IIR与FIR滤波器的比较153

本章小结154

习题154

第7章 数字滤波器的基本结构156

7.1 数字滤波器的表示方法156

7.2 IIR滤波器的结构158

7.2.1 直接型结构159

7.2.2 基本二阶节的级联结构和并联结构159

7.3 FIR滤波器的结构160

7.3.1 横截型结构160

7.3.2 级联型结构161

7.3.3 频率抽样型结构162

7.3.4 快速卷积型结构164

本章小结164

习题164

第8章 数字信号处理中的误差与量化效应166

8.1 二进制算法与运算误差166

8.1.1 定点制表示及运算误差166

8.1.2 浮点制表示及运算误差166

8.1.3 负数表示法167

8.1.4 截尾与舍入产生的误差167

8.2 A-D转换的量化效应170

8.2.1 A-D转换量化噪声的定义170

8.2.2 量化噪声通过线性系统172

8.3 FFT定点制运算中的有限字长效应173

8.3.1 输出信噪比173

8.3.2 改善信噪比的方法174

8.4 FFT浮点制运算中的有限字长效应175

8.5 系数量化对数字滤波器的影响178

8.5.1 滤波网络中系数的量化效应178

8.5.2 滤波网络中运算的量化效应179

8.6 系数量化对FFT的影响182

本章小结183

习题184

第9章 离散时间系统的状态空间分析186

9.1 引言186

9.2 离散时间系统的状态空间描述186

9.3 离散时间系统的状态空间方程的建立187

9.4 状态空间方程的z域求解188

9.5 离散时间系统的状态空间方程的时间域求解190

9.6 离散时间系统的稳定性191

9.7 离散时间系统的状态空间分析法195

本章小结196

习题196

第10章 实验198

10.1 MATLAB软件简介198

10.2 实验一 离散时间信号的产生198

10.3 实验二 离散时间LTI系统的时域分析202

10.4 实验三 离散时间信号的频域分析203

10.5 实验四 离散时间LTI系统的z域分析205

10.6 实验五 FFT算法与应用207

10.7 实验六 IIR数字滤波器的设计210

10.8 实验七 FIR数字滤波器的设计212

附录 MATLAB主要命令函数表214

参考文献219