數字信號處理

作者：周先春、石蘭芳

定價：39元

印次：1-1

ISBN：9787302387336

出版日期：2015.08.01

印刷日期：2015.07.17

根據本課程的教學理念和實際教學效果，在廣泛聽取教師和學生意見的前提下，本書全面而又系統地介紹了數字信號處理的基本理論和基本方法，大量引入應用實例，將理論與應用相融合，在講解理論知識的同時，增加了MATLAB的編程實例，結合實驗，有利於加強學生對基本知識的理解，強化學生的工程應用能力，為培養創新型工程技術人才打下堅實的基礎。本書在概述了數字信號、數字信號處理的基本知識以及結合MATLAB的信號系統分析方法之後，詳細討論傅里葉變換與分析，快速傅里葉變換及其應用，數字濾波器的基本結構、基本理論以及設計方法，最後介紹了數字信號處理中的有限字長效應和DSP的硬體開發。本書概念清楚、系統性強、特色鮮明，尤其是現代教學思想與工具的引入，使本書的使用範圍更寬。

第1章離散時間信號和離散時間系統

1.1引言

1.2離散時間信號——序列

1.2.1常用的典型序列

1.2.2序列的運算

1.3離散時間系統

1.3.1線性系統

1.3.2時不變系統

1.3.3線性時不變系統輸入與輸出之間的關係

1.3.4系統的因果性和穩定性

1.4常係數線性差分方程

1.4.1線性常係數差分方程

1.4.2線性常係數差分方程的求解

1.5模擬時間信號的抽樣

1.5.1抽樣定理

1.5.2抽樣信號的恢復

1.6信號圖形、序列運算與頻譜以及採樣的MATLAB實現

習題

第2章z變換與離散時間傅里葉變換

2.1引言

2.2序列的z變換

2.2.1z變換的定義及收斂域

2.2.2序列特性對收斂域的影響

2.2.3z反變換

2.2.4z變換的基本性質和定理

2.3序列的z變換與連續時間信號的Laplace變換、Fourier變換的關係

2.3.1序列的z變換與理想抽樣信號的Laplace變換的關係

2.3.2序列的z變換與連續時間信號的Fourier變換的關係

2.4利用z變換解差分方程

2.5序列的傅里葉變換的定義及性質

2.5.1序列的傅里葉變換的定義

2.5.2序列的傅里葉變換的性質

2.6利用z變換分析信號和系統的頻域特性

2.6.1傳輸函數與系統函數

2.6.2用系統函數的極點分佈分析系統的因果性和穩定性

2.6.3利用系統的極零點分佈分析系統的頻率特性

2.7z變換和z逆變換以及離散時間傅里葉變換的MATLAB實現

習題

第3章離散傅里葉變換

3.1引言

3.2Fourier變換的幾種可能形式

3.3周期序列的離散傅里葉級數及傅里葉變換表達式

3.3.1周期序列的離散傅里葉級數

3.3.2周期序列的傅里葉變換表達式

3.4離散傅里葉變換的定義

3.4.1DFT的定義

3.4.2DFT和z變換的關係

3.4.3DFT的隱含周期性

3.5離散傅里葉變換的基本性質

3.5.1線性性質

3.5.2循環移位性質

3.5.3循環卷積定理

3.5.4復共軛序列的DFT

3.5.5DFT的共軛對稱性

3.6頻率域採樣

3.7DFT的應用舉例

3.7.1用DFT對連續信號進行譜分析

3.7.2用DFT對序列進行譜分析

3.7.3用DFT進行譜分析的誤差問題

3.8離散傅里葉變換的MATLAB實現

習題

第4章快速傅里葉變換

4.1引言

4.2直接計算DFT的問題及改進的基本途徑

4.3按時間抽選的基2 FFT演演算法

4.3.1演演算法原理

4.3.2運算量比較

4.3.3DITFFT演演算法的特點

4.4按頻率抽選的基2 FFT演演算法

4.5離散傅里葉反變換的快速演演算法

4.6進一步減少運算量的措施

4.6.1多類蝶形單元運算

4.6.2旋轉因子的形成

4.6.3實序列的FFT演演算法

4.7任意基的快速傅里葉變換

4.8基4 FFT演演算法

4.9分裂基FFT演演算法

4.9.1分裂基FFT演演算法原理

4.9.2分裂基FFT演演算法的運算量

4.9.3分裂基FFT演演算法程序及說明

4.10線性調頻z變換演演算法

4.11線性卷積與線性相關的FFT演演算法

4.11.1線性卷積的FFT演演算法

4.11.2線性相關的FFT演演算法

4.12快速傅里葉變換的MATLAB實現

習題

第5章數字濾波器的基本結構

5.1數字濾波器結構的表示方法

5.2無限長單位衝激響應濾波器的基本結構

5.2.1直接Ⅰ型結構

5.2.2直接Ⅱ型結構

5.2.3級聯型結構

5.2.4並聯型結構

5.3有限長單位衝激響應濾波器的基本結構

5.3.1直接型

5.3.2級聯型

5.3.3頻率採樣結構

5.3.4線性相位FIR數字濾波器的結構

5.4數字濾波器結構的MATLAB實現

習題

第6章數字濾波器的設計

6.1數字濾波器的設計指標

6.1.1因果數字濾波器的頻率響應

6.1.2數字濾波器的設計指標

6.2FIR濾波器的窗函數設計方法

6.2.1衝激響應截斷法

6.2.2窗函數設計法

6.2.3Kaiser窗

6.3設計FIR濾波器的頻率取樣方法

6.3.1頻率取樣方法的基本原理

6.3.2頻率取樣設計方法對過渡帶的優化

6.4設計FIR濾波器的最小二乘法

6.5最優等波紋線性相位FIR濾波器的設計： ParksMcClellan演演算法

6.5.1線性相位FIR濾波器振幅響應的統一表示

6.5.2Minimax誤差準則

6徠.5.3交替定理

6.5.4ParksMcClellan演演算法

6.6微分器和Hilbert變換器

6.6.1微分器

6.6.2希爾伯特變換器

6.7窗函數法、頻率取樣法和最小二乘法的MATLAB實現

6.7.1按照演演算法原理編寫m文件

6.7.2Kaiser窗濾波器設計方法的MATLAB實現

6.7.3設計線性相位FIR濾波器的MATLAB函數

6.8用MATLAB設計最優等波紋線性相位FIR濾波器

6.9IIR數字濾波器的一般設計方法

6.9.1設計IIR數字濾波器的兩種方案

6.9.2模擬低通濾波器的技術指標

6.9.3平方幅度響應與傳輸函數的關係

6.10常用的4種原型濾波器

6.10.1Butterworth濾波器

6.10.2ChebyshevⅠ型濾波器

6.10.3ChebyshevⅡ型濾波器

6.10.4橢圓濾波器

6.11模擬濾波器到數字濾波器的映射

6.11.1衝激響應不變法

6.11.2雙線性變換法

6.12頻率變換

6.12.1模擬頻率變換

6.12.2數字頻率變換

6.13設計IIR數字濾波器的MATLAB

6.13.1一般步驟

6.13.2用於設計IIR數字濾波器的主要MATLAB函數

6.14MATLAB中的濾波器設計和分析工具

習題

第7章數字信號處理中的有限字長效應

7.1有限字長效應及量化誤差

7.1.1有限字長效應

7.1.2二進位數的量化誤差

7.1.3A/D轉換器中的量化誤差

7.2係數量化對數字濾波器的影響

7.2.1係數量化對濾波器穩定性的影響

7.2.2係數量化對二階子系統極點位置的影響

7.3數字濾波器的運算量化效應

7.3.1定點運算IIR和FIR數字濾波器誤差分析

7.3.2浮點運算中的有限字長效應

7.4FFT演演算法的有限字長效應

7.4.1蝶形運算的統計模型

7.4.2防止溢出和FFT輸出的信噪比

7.5數字濾波器的有限字長效應的MATLAB實現

習題

第8章數字信號處理的硬體開發

8.1數字信號處理器概述

8.1.1數字信號處理器的發展

8.1.2DSP系統的典型結構

8.1.3DSP晶元的特點

8.1.4DSP晶元的選擇

8.1.5DSP晶元的應用

8.2TMS320系列器件的結構特點及簡介

8.2.1結構特點

8.2.2TMS320C2000系列簡介

8.2.3TMS320C5000系列

8.2.4TMS320C6000系列簡介

8.3DSP系統的設計過程

8.4DSP系統的開發工具

8.4.1開發環境的構成

8.4.2開發工具的組成

8.4.3TI公司的開發工具

參考文獻