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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11

1.3.2 时不变系统11

1.3.3 线性时不变系统及其输入与输出之间的关系12

1.3.4 系统的因果性和稳定性17

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19

1.4.1 线性常系数差分方程20

1.4.2 线性常系数差分方程的求解20

1.5 模拟信号数字处理方法23

1.5.1 采样定理及A/D变换23

1.5.2 将数字信号转换成模拟信号27

习题与上机题30

第2章 时域离散信号和系统的频域分析34

2.1 引言34

2.2 时域离散信号的傅里叶变换的定义及性质34

2.2.1 时域离散信号傅里叶变换的定义34

2.2.2 时域离散信号傅里叶变换的性质35

2.3 周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换表示式42

2.3.1 周期序列的离散傅里叶级数42

2.3.2 周期序列的傅里叶变换表示式44

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47

2.5 序列的Z变换48

2.5.1 Z变换的定义48

2.5.2 序列特性对收敛域的影响49

2.5.3 逆Z变换52

2.5.4 Z变换的性质和定理56

2.5.5 利用Z变换解差分方程61

2.6 利用Z变换分析信号和系统的频响特性63

2.6.1 频率响应函数与系统函数63

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64

2.6.3 利用系统的极零点分布分析系统的频率响应特性66

2.6.4 几种特殊系统的系统函数及其特点69

习题与上机题73

第3章 离散傅里叶变换（DFT）78

3.1 离散傅里叶变换的定义及物理意义78

3.1.1 DFT的定义78

3.1.2 DFT与傅里叶变换和Z变换的关系79

3.1.3 DFT的隐含周期性80

3.1.4 用MATLAB计算序列的DFT81

3.2 离散傅里叶变换的基本性质82

3.2.1 线性性质82

3.2.2 循环移位性质83

3.2.3 循环卷积定理84

3.2.4 复共轭序列的DFT87

3.2.5 DFT的共轭对称性87

3.3 频率域采样90

3.4 DFT的应用举例93

3.4.1 用DFT计算线性卷积93

3.4.2 用DFT对信号进行谱分析98

习题与上机题108

第4章 快速傅里叶变换（FFT）114

4.1 引言114

4.2 基2FFT算法114

4.2.1 直接计算DFT的特点及减少运算量的基本途径114

4.2.2 时域抽取法基2FFT基本原理115

4.2.3 DIT-FFT算法与直接计算DFT运算量的比较118

4.2.4 DIT-FFT的运算规律及编程思想119

4.2.5 频域抽取法FFT（DIF-FFT）122

4.2.6 IDFT的高效算法125

4.3 进一步减少运算量的措施125

4.3.1 多类蝶形单元运算125

4.3.2 旋转因子的生成126

4.3.3 实序列的FFT算法126

4.4 其他快速算法简介127

习题与上机题129

第5章 时域离散系统的网络结构130

5.1 引言130

5.2 用信号流图表示网络结构130

5.3 IIR系统基本网络结构132

5.4 FIR系统的基本网络结构137

5.5 FIR系统的线性相位结构138

5.6 FIR系统的频率采样结构139

5.7 格型网络结构142

5.7.1 全零点格型网络结构142

5.7.2 全极点格型网络结构145

习题与上机题148

第6章 无限脉冲响应数字滤波器的设计153

6.1 数字滤波器的基本概念153

6.2 模拟滤波器的设计157

6.2.1 模拟低通滤波器的设计指标及逼近方法157

6.2.2 巴特沃斯低通滤波器的设计159

6.2.3 切比雪夫滤波器的设计165

6.2.4 椭圆滤波器的设计172

6.2.5 五种类型模拟滤波器的比较174

6.2.6 频率变换与模拟高通、带通、带阻滤波器的设计174

6.3 用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器181

6.4 用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器188

6.5 数字高通、带通和带阻滤波器的设计193

习题与上机题197

第7章 有限脉冲响应数字滤波器的设计200

7.1 线性相位FIR数字滤波器的条件和特点200

7.2 利用窗函数法设计FIR滤波器206

7.2.1 窗函数法设计原理206

7.2.2 典型窗函数介绍210

7.2.3 用窗函数法设计FIR滤波器的步骤215

7.2.4 窗函数法的MATLAB设计函数简介217

7.3 利用频率采样法设计FIR滤波器221

7.4 利用等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器227

7.4.1 等波纹最佳逼近法的基本思想227

7.4.2 remez和remezord函数及滤波器设计指标229

7.5 IIR和FIR数字滤波器的比较233

7.6 几种特殊类型滤波器简介234

7.7 滤波器分析设计工具FDATool234

习题与上机题239

第8章 多采样率数字信号处理243

8.1 引言243

8.2 信号的整数倍抽取244

8.3 信号的整数倍内插249

8.4 按有理数因子I/D的采样率转换253

8.5 整数倍抽取和内插在数字语音系统中的应用254

8.5.1 数字语音系统中的信号采样过程及其存在的问题254

8.5.2 数字语音系统中改进的A/D转换方案255

8.5.3 接收端D/A转换的改进方案257

8.6 采样率转换滤波器的高效实现方法258

8.6.1 直接型FIR滤波器结构258

8.6.2 多相滤波器结构262

8.7 采样率转换器的MATLAB实现265

习题与上机题267

第9章 数字信号处理的实现269

9.1 数字信号处理中的量化效应269

9.1.1 量化及量化误差269

9.1.2 A/D变换器中的量化效应271

9.1.3 数字系统中的系数量化效应272

9.1.4 数字系统中的运算量化效应276

9.2 数字信号处理技术的软件实现282

9.3 数字信号处理的硬件实现简介286

第10章 上机实验288

10.1 实验一：系统响应及系统稳定性288

10.2 实验二：时域采样与频域采样290

10.3 实验三：用FFT对信号作频谱分析292

10.4 实验四：IIR数字滤波器设计及软件实现294

10.5 实验五：FIR数字滤波器设计与软件实现297

10.6 实验六：数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用299

附录305

附录A 用Masson公式求网络传输函数H（z）305

附录B MATLAB信号处理工具箱函数索引表306

参考文献313