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简介
本书系统地论述了数字信号处理的基本原理和分析方法，在此基础上扼
要地介绍了数字信号处理技术在通信领域中的应用。
全书共分为4篇，12章。第一篇论述了离散序列和离散线性时不变系统
的基本概念和分析方法，它是全书的理论基础。第二篇论述了数字频谱分析
基础，介绍了数字信号处理的核心内容之一——快速傅立叶变换，另外还介
绍了确定信号的其他频谱分析方法和随机信号的频谱分析基础。第三篇讲述
了数字信号处理的另一核心内容—数字滤波器，给出了数字滤波器的基本原
理和设计方法。第四篇简要地阐述了量化效应与有效字长效应的影响、数字
信号处理(DSP)芯片和可编程逻辑器件(PLD)以及现场可编程门阵列(FPGA)的
基本知识与应用入门。本书附有大量实用的MATLAB扩展程序和应用举例(也
可在www.b—xr.com处下载)，将数字信号处理的基础理论与技术实践有机地
结合在一起，内容充实，条理清晰，深入浅出，便于自学。
本书可作为大学有关专业本科生的教材，也可供通信工程、电子工程、
信息工程、信号处理及图像处理等有关领域的科技工作者参考。
目录
目录
编委会
序
前言
绪论
0.1 数字信号处理的一般概念
0.1.1 信号
0.1.2 信号处理
0.1.3 数字信号处理
0.2 数字信号处理技术的特点
0.3 数字信号处理技术的发展过程
0.4 MATLAB与本书
第一篇 理论基础
第1章 时域离散系统分析基础
1.1 时域离散信号——序列
1.1.1 序列的基本运算
1.1.2 常用典型序列
1.1.3 序列的能量
1.2 时域离散系统
1.2.1 线性系统
1.2.2 时不变系统
1.2.3 线性时不变系统
1.2.4 因果系统
1.2.5 稳定系统
1.3 差分方程
1.3.1 线性常系数差分方程的经典解法
1.3.2 线性常系数差分方程的递推求解
1.3.3 用差分方程求解离散系统的单位脉冲响应
1.3.4 差分方程的主要用途
1.3.5 差分方程与MATLAB实现
1.4 连续信号的抽样与恢复
1.4.1 抽样原理
1.4.2 理想抽样
1.4.3 抽样信号的恢复
1.4.4 MATLAB实现
1.5 习题
第2章 时域离散信号的频域分析基础
2.1 序列的傅立叶变换
2.1.1 序列傅立叶变换的定义
2.1.2 序列傅立叶变换定理
2.1.3 序列傅立叶变换的对称性
2.2 Z变换及其收敛域
2.2.1 Z变换定义
2.2.2 Z变换的收敛域
2.3 Z反变换
2.3.1 留数法
2.3.2 幂级数展开法
2.3.3 部分分式展开法
2.3.4 MATLAB实现
2.4 Z变换的性质和定理
2.4.1 线性
2.4.2 序列移位
2.4.3 乘指数序列
2.4.4 X(z)的微分
2.4.5 复序列的共轭
2.4.6 初值定理
2.4.7 终值定理
2.4.8 序列卷积(卷积定理)
2.4.9 序列的乘积(复卷积定理)
2.4.10 帕斯瓦尔定理
2.5 Z变换与拉氏变换及傅氏变换之间的关系
2.5.1 Z变换与拉普拉斯变换之间的关系
2.5.2 傅立叶变换与拉普拉斯变换之间的关系
2.5.3 Z变换与傅立叶变换之间的关系
2.6 系统函数
2.6.1 系统函数的定义
2.6.2 系统函数与差分方程
2.6.3 系统函数的收敛域
2.6.4 系统的频率响应
2.6.5 系统频响的几何确定法
2.6.6 逆系统
2.6.7 全通系统
2.6.8 最小相位系统
2.7 习题
第二篇 频谱分析
第3章 离散傅立叶变换
3.1 离散傅立叶级数
3.1.1 离散傅立叶级数(DFS)的推导
3.1.2 周期序列的离散傅立叶级数与Z变换之间的关系
3.1.3 DFS的主要性质
3.1.4 DFS的MATLAB实现
3.2 离散傅立叶变换
3.3 离散傅立叶变换的性质
3.3.1 线性
3.3.2 循环移位特性
3.3.3 循环卷积
3.3.4 奇偶对称特性
3.3.5 共轭对称性
3.3.6 复数序列的离散傅立叶变换
3.3.7 IDFT的另一种表示
3.4 离散傅立叶变换与其他变换之间的关系
3.4.1 离散傅立叶变换与Z变换之间的关系
3.4.2 用有限长序列X(k)表示x(z)
3.4.3 用X(k)表示序列的傅立叶变换X(e〓)
3.5 习题
第4章 快速傅立叶变换
4.1 DFT运算存在的问题及改进的途径
4.2 库利—图基算法
4.2.1 算法原理
4.2.2 运算量
4.2.3 库利—图基算法的一般规则
4.3 桑德—图基算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 桑德—图基算法与库利—图基算法的比较
4.4 快速傅立叶逆变换(IFFT)
4.5 任意基数的FFT算法
4.5.1 算法原理
4.5.2 任意基数FFT算法运算量的估计
4.5.3 FFT算法的执行时间
4.6 Rader-Brenner算法
4.7 FFT算法的应用
4.7.1 用FFT计算线性卷积
4.7.2 用FFT计算线性相关
4.7.3 用FFT进行频谱分析
4.7.4 应用举例
4.8 习题
第5章 确定性信号的频谱分析
5.1 滑动滤波型频谱分析
5.1.1 工作原理
5.1.2 滑动型频谱分析方法与线性时不变系统的关系
5.1.3 滑动型频谱分析器的实现
5.2 线性调频Z变换
5.2.1 算法原理
5.2.2 Chirp Z变换的实现
5.2.3 运算量
5.2.4 CZT算法的特点
5.3 维诺格兰德算法
5.4 ZFFT算法
5.5 习题
第6章 离散随机信号及其频谱分析
6.1 离散随机信号
6.1.1 平均
6.1.2 概率密度函数
6.1.3 相关函数和协方差
6.1.4 功率谱密度函数
6.2 随机信号通过线性系统的响应
6.2.1 随机信号通过单输入线性系统的响应
6.2.2 随机信号通过多输入线性系统的响应
6.3 随机信号的谱估计
6.3.1 谱估计的基本概念
6.3.2 谱估计的质量评定
6.3.3 随机信号模型和谱估计方法
6.4 习题
第三篇 数字滤波
第7章 数字滤波器的基本结构
7.1 引言
7.1.1 数字滤波器的分类
7.1.2 数字滤波器结构的表示方泫
7.1.3 数字滤波器的设计步骤
7.2 IIR数字滤波器的基本结构
7.2.1 直接型
7.2.2 级联型
7.2.3 并联型
7.3 FIR数字滤波器的基卒结构
7.3.1 直接型
7.3.2 级联型
7.3.3 频率抽样型
7.4 格型滤波器基本结构
7.4.1 基本格型结构
7.4.2 全零点格型滤波器
7.4.3 全极点格型滤波器
7.4.4 一般IIR滤波器的格型描述
7.5 数字滤波器基本结构的MATLAB实现
7.5.1 滤波器分析函数
7.5.2 滤波器的实现
7.5.3 数字滤波器基本结构
7.5.4 应用举例
7.6 习题
笫8章 IIR数字滤波器设计
8.1 模拟滤波器设计
8.1.1 模拟滤波器设计原理
8.1.2 模拟低通滤波器设计
8.1.3 MATLAB实现
8.2 脉冲响应不变法
8.2.1 变换原理
8.2.2 脉冲响应不变法设计举例
8.2.3 MATLAB实现
8.3 双线性变换法
8.3.1 变换原理
8.3.2 逼近的情况
8.3.3 模拟滤波器频率与数字滤波器频率之间的关系
8.3.4 双线性变换法数字滤波器设计举例
8.3.5 MATLAB实现
8.4 IIR数字滤波器的频带变换
8.4.1 模拟频带变换
8.4.2 数字频带变换
8.4.3 MATLAB实现
8.5 IIR数字滤波器的优化设计
8.5.1 最小均方误差设计法
8.5.2 最小P误差设计法
8.5.3 时域最小均方误差设计法
8.5.4 线性规划设计法
8.6 习题
第9章 FIR数字滤波器设计
9.1 线性相位FIR数字滤波器的特点
9.1.1 线性相位的条件
9.1.2 线性相位的特点
9.1.3 FIR数字滤波器的幅度特性
9.1.4 零点位置
9.2 窗函数设计法
9.2.1 设计原理
9.2.2 加窗对频率响应的影响
9.2.3 典型窗函数
9.2.4 用窗函数法设计滤波器的步骤
9.2.5 用窗函数法设计滤波器
9.3 频率抽样设计法
9.3.1 设计原理
9.3.2 设计与实现
9.4 FIR数字滤波器的优化设计
9.4.1 加权契比雪夫近似法
9.4.2 频域最小均方误差设计法
9.4.3 最大波动FIR滤波器的非线性等效法
9.5 习题
第四篇 应用基础
第10章 量化效应与有限字长效应
10.1 二进制数的表示以及对量化的影响
10.1.1 定点制与浮点制
10.1.2 负数的表示方法
10.1.3 量化方式：截尾与舍入
10.2 A/D变换的量化效应
10.2.1 量化效应的统计分析
10.2.2 A/D变换器的信噪比
10.2.3 量化噪声通过线性系统
10.3 数字滤波器定点制运算中的有限字长效应
10.3.1 IIR滤波器中的零输入极限环振荡
10.3.2 IIR数字滤波器有限字长效应的统计分析
10.3.3 IIR滤波器动态范围的统计分析
10.3.4 FIR滤波器的有限字长效应
10.4 数字滤波器浮点制运算中的有限字长效应
10.5 FFr运算中的有限字长影响
10.5.1 FFT定点制运算中的有限字长效应
10.5.2 FFT浮点制运算中的有限字长效应
10.6 系数量化的影响
10.6.1 系数量化对数字滤波器零、极点位置的影响
10.6.2 系数量化的统计分析
10.6.3 系数量化对FFT的影响
10.7 习题
第11章 数字信号DSP实现
11.1 概述
11.2 为什么要采用数字信号处理
11.2.1 数字信号处理系统的优势
11.2.2 数字信号处理系统的局限性
11.3 DSP的发展与特点
11.3.1 DSP芯片的发展
11.3.2 DSP芯片的特点
11.4 TI的DSP系列
11.4.1 DSP的主要供应商
11.4.2 DSP主要供应商网站
11.5 DSP芯片的应用
11.6 DSP的开发
11.6.1 DSP系统的设计过程
11.6.2 DSP芯片的开发工具及应用
11.7 DSP应用举例
11.7.1 FIR滤波器的DSP实现
11.7.2 FIR滤波器的定点DSP实现
11.7.3 FIR滤波器的浮点DSP实现
11.7.4 自适应滤波器的DSP实现
11.7.5 自适应滤波器的定点DSP实现
第12章 数字信号PLD/FPGA实现
12.1 概述
12.2 可编程逻辑器件的发展历程
12.3 PLD的分类和使用
12.4 PLD/FPGA结构与原理初步
12.4.1 基于乘积项的PLD结构
12.4.2 乘积项结构PLD的逻辑实现原理
12.4.3 查找表的原理与结构
12.4.4 基于查找表的FPGA的结构
12.5 PLD设计举例
12.5.1 软件安装和license的获取
12.5.2 安装下载电缆的驱动程序
12.5.3 采用原理图设计三人表决器
12.5.4 编译和布线
12.5.5 波形仿真
12.5.6 下载验证
附录一
附录二
参考文献
编委会
序
前言
绪论
0.1 数字信号处理的一般概念
0.1.1 信号
0.1.2 信号处理
0.1.3 数字信号处理
0.2 数字信号处理技术的特点
0.3 数字信号处理技术的发展过程
0.4 MATLAB与本书
第一篇 理论基础
第1章 时域离散系统分析基础
1.1 时域离散信号——序列
1.1.1 序列的基本运算
1.1.2 常用典型序列
1.1.3 序列的能量
1.2 时域离散系统
1.2.1 线性系统
1.2.2 时不变系统
1.2.3 线性时不变系统
1.2.4 因果系统
1.2.5 稳定系统
1.3 差分方程
1.3.1 线性常系数差分方程的经典解法
1.3.2 线性常系数差分方程的递推求解
1.3.3 用差分方程求解离散系统的单位脉冲响应
1.3.4 差分方程的主要用途
1.3.5 差分方程与MATLAB实现
1.4 连续信号的抽样与恢复
1.4.1 抽样原理
1.4.2 理想抽样
1.4.3 抽样信号的恢复
1.4.4 MATLAB实现
1.5 习题
第2章 时域离散信号的频域分析基础
2.1 序列的傅立叶变换
2.1.1 序列傅立叶变换的定义
2.1.2 序列傅立叶变换定理
2.1.3 序列傅立叶变换的对称性
2.2 Z变换及其收敛域
2.2.1 Z变换定义
2.2.2 Z变换的收敛域
2.3 Z反变换
2.3.1 留数法
2.3.2 幂级数展开法
2.3.3 部分分式展开法
2.3.4 MATLAB实现
2.4 Z变换的性质和定理
2.4.1 线性
2.4.2 序列移位
2.4.3 乘指数序列
2.4.4 X(z)的微分
2.4.5 复序列的共轭
2.4.6 初值定理
2.4.7 终值定理
2.4.8 序列卷积(卷积定理)
2.4.9 序列的乘积(复卷积定理)
2.4.10 帕斯瓦尔定理
2.5 Z变换与拉氏变换及傅氏变换之间的关系
2.5.1 Z变换与拉普拉斯变换之间的关系
2.5.2 傅立叶变换与拉普拉斯变换之间的关系
2.5.3 Z变换与傅立叶变换之间的关系
2.6 系统函数
2.6.1 系统函数的定义
2.6.2 系统函数与差分方程
2.6.3 系统函数的收敛域
2.6.4 系统的频率响应
2.6.5 系统频响的几何确定法
2.6.6 逆系统
2.6.7 全通系统
2.6.8 最小相位系统
2.7 习题
第二篇 频谱分析
第3章 离散傅立叶变换
3.1 离散傅立叶级数
3.1.1 离散傅立叶级数(DFS)的推导
3.1.2 周期序列的离散傅立叶级数与Z变换之间的关系
3.1.3 DFS的主要性质
3.1.4 DFS的MATLAB实现
3.2 离散傅立叶变换
3.3 离散傅立叶变换的性质
3.3.1 线性
3.3.2 循环移位特性
3.3.3 循环卷积
3.3.4 奇偶对称特性
3.3.5 共轭对称性
3.3.6 复数序列的离散傅立叶变换
3.3.7 IDFT的另一种表示
3.4 离散傅立叶变换与其他变换之间的关系
3.4.1 离散傅立叶变换与Z变换之间的关系
3.4.2 用有限长序列X(k)表示x(z)
3.4.3 用X(k)表示序列的傅立叶变换X(e〓)
3.5 习题
第4章 快速傅立叶变换
4.1 DFT运算存在的问题及改进的途径
4.2 库利—图基算法
4.2.1 算法原理
4.2.2 运算量
4.2.3 库利—图基算法的一般规则
4.3 桑德—图基算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 桑德—图基算法与库利—图基算法的比较
4.4 快速傅立叶逆变换(IFFT)
4.5 任意基数的FFT算法
4.5.1 算法原理
4.5.2 任意基数FFT算法运算量的估计
4.5.3 FFT算法的执行时间
4.6 Rader-Brenner算法
4.7 FFT算法的应用
4.7.1 用FFT计算线性卷积
4.7.2 用FFT计算线性相关
4.7.3 用FFT进行频谱分析
4.7.4 应用举例
4.8 习题
第5章 确定性信号的频谱分析
5.1 滑动滤波型频谱分析
5.1.1 工作原理
5.1.2 滑动型频谱分析方法与线性时不变系统的关系
5.1.3 滑动型频谱分析器的实现
5.2 线性调频Z变换
5.2.1 算法原理
5.2.2 Chirp Z变换的实现
5.2.3 运算量
5.2.4 CZT算法的特点
5.3 维诺格兰德算法
5.4 ZFFT算法
5.5 习题
第6章 离散随机信号及其频谱分析
6.1 离散随机信号
6.1.1 平均
6.1.2 概率密度函数
6.1.3 相关函数和协方差
6.1.4 功率谱密度函数
6.2 随机信号通过线性系统的响应
6.2.1 随机信号通过单输入线性系统的响应
6.2.2 随机信号通过多输入线性系统的响应
6.3 随机信号的谱估计
6.3.1 谱估计的基本概念
6.3.2 谱估计的质量评定
6.3.3 随机信号模型和谱估计方法
6.4 习题
第三篇 数字滤波
第7章 数字滤波器的基本结构
7.1 引言
7.1.1 数字滤波器的分类
7.1.2 数字滤波器结构的表示方泫
7.1.3 数字滤波器的设计步骤
7.2 IIR数字滤波器的基本结构
7.2.1 直接型
7.2.2 级联型
7.2.3 并联型
7.3 FIR数字滤波器的基卒结构
7.3.1 直接型
7.3.2 级联型
7.3.3 频率抽样型
7.4 格型滤波器基本结构
7.4.1 基本格型结构
7.4.2 全零点格型滤波器
7.4.3 全极点格型滤波器
7.4.4 一般IIR滤波器的格型描述
7.5 数字滤波器基本结构的MATLAB实现
7.5.1 滤波器分析函数
7.5.2 滤波器的实现
7.5.3 数字滤波器基本结构
7.5.4 应用举例
7.6 习题
笫8章 IIR数字滤波器设计
8.1 模拟滤波器设计
8.1.1 模拟滤波器设计原理
8.1.2 模拟低通滤波器设计
8.1.3 MATLAB实现
8.2 脉冲响应不变法
8.2.1 变换原理
8.2.2 脉冲响应不变法设计举例
8.2.3 MATLAB实现
8.3 双线性变换法
8.3.1 变换原理
8.3.2 逼近的情况
8.3.3 模拟滤波器频率与数字滤波器频率之间的关系
8.3.4 双线性变换法数字滤波器设计举例
8.3.5 MATLAB实现
8.4 IIR数字滤波器的频带变换
8.4.1 模拟频带变换
8.4.2 数字频带变换
8.4.3 MATLAB实现
8.5 IIR数字滤波器的优化设计
8.5.1 最小均方误差设计法
8.5.2 最小P误差设计法
8.5.3 时域最小均方误差设计法
8.5.4 线性规划设计法
8.6 习题
第9章 FIR数字滤波器设计
9.1 线性相位FIR数字滤波器的特点
9.1.1 线性相位的条件
9.1.2 线性相位的特点
9.1.3 FIR数字滤波器的幅度特性
9.1.4 零点位置
9.2 窗函数设计法
9.2.1 设计原理
9.2.2 加窗对频率响应的影响
9.2.3 典型窗函数
9.2.4 用窗函数法设计滤波器的步骤
9.2.5 用窗函数法设计滤波器
9.3 频率抽样设计法
9.3.1 设计原理
9.3.2 设计与实现
9.4 FIR数字滤波器的优化设计
9.4.1 加权契比雪夫近似法
9.4.2 频域最小均方误差设计法
9.4.3 最大波动FIR滤波器的非线性等效法
9.5 习题
第四篇 应用基础
第10章 量化效应与有限字长效应
10.1 二进制数的表示以及对量化的影响
10.1.1 定点制与浮点制
10.1.2 负数的表示方法
10.1.3 量化方式：截尾与舍入
10.2 A/D变换的量化效应
10.2.1 量化效应的统计分析
10.2.2 A/D变换器的信噪比
10.2.3 量化噪声通过线性系统
10.3 数字滤波器定点制运算中的有限字长效应
10.3.1 IIR滤波器中的零输入极限环振荡
10.3.2 IIR数字滤波器有限字长效应的统计分析
10.3.3 IIR滤波器动态范围的统计分析
10.3.4 FIR滤波器的有限字长效应
10.4 数字滤波器浮点制运算中的有限字长效应
10.5 FFr运算中的有限字长影响
10.5.1 FFT定点制运算中的有限字长效应
10.5.2 FFT浮点制运算中的有限字长效应
10.6 系数量化的影响
10.6.1 系数量化对数字滤波器零、极点位置的影响
10.6.2 系数量化的统计分析
10.6.3 系数量化对FFT的影响
10.7 习题
第11章 数字信号DSP实现
11.1 概述
11.2 为什么要采用数字信号处理
11.2.1 数字信号处理系统的优势
11.2.2 数字信号处理系统的局限性
11.3 DSP的发展与特点
11.3.1 DSP芯片的发展
11.3.2 DSP芯片的特点
11.4 TI的DSP系列
11.4.1 DSP的主要供应商
11.4.2 DSP主要供应商网站
11.5 DSP芯片的应用
11.6 DSP的开发
11.6.1 DSP系统的设计过程
11.6.2 DSP芯片的开发工具及应用
11.7 DSP应用举例
11.7.1 FIR滤波器的DSP实现
11.7.2 FIR滤波器的定点DSP实现
11.7.3 FIR滤波器的浮点DSP实现
11.7.4 自适应滤波器的DSP实现
11.7.5 自适应滤波器的定点DSP实现
第12章 数字信号PLD/FPGA实现
12.1 概述
12.2 可编程逻辑器件的发展历程
12.3 PLD的分类和使用
12.4 PLD/FPGA结构与原理初步
12.4.1 基于乘积项的PLD结构
12.4.2 乘积项结构PLD的逻辑实现原理
12.4.3 查找表的原理与结构
12.4.4 基于查找表的FPGA的结构
12.5 PLD设计举例
12.5.1 软件安装和license的获取
12.5.2 安装下载电缆的驱动程序
12.5.3 采用原理图设计三人表决器
12.5.4 编译和布线
12.5.5 波形仿真
12.5.6 下载验证
附录一
附录二
参考文献
数字信号处理基础及MATLAB实现
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云图客服：
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