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绪论1

0.1 数字信号处理系统的组成1

0.2 数字信号处理的特点2

0.3 数字信号处理学科的内容3

0.4 数字信号处理的实现4

0.5 数字信号处理系统的应用领域5

第1章 离散时间信号和系统6

1.1 概述6

1.2 时域离散信号6

1.2.1 模拟信号的采样、序列6

1.2.2 常用典型序列7

1.2.3 序列的运算10

1.3 离散时间系统13

1.3.1 线性14

1.3.2 时不变性15

1.3.3 系统输入输出关系16

1.3.4 系统的因果性和稳定性17

1.4 系统的线性常系数差分方程及其求解19

1.4.1 系统的线性常系数差分方程19

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22

1.5.1 模拟信号数字处理方法概述22

1.5.2 数字信号转换成模拟信号30

1.6 MATLAB实现32

1.6.1 常用序列的MATLAB实现32

1.6.2 序列运算的MATLAB实现33

1.6.3 卷积和的MATLAB实现34

1.6.4 MATLAB求解离散系统的差分方程35

1.7 习题35

第2章 离散时间信号和系统的变换域分析38

2.1 概述38

2.2 序列的离散时间傅里叶变换38

2.2.1 离散时间傅里叶变换定义38

2.2.2 DTFT的性质39

2.3 周期序列的离散傅里叶级数与DTFT43

2.3.1 周期序列的离散傅里叶级数43

2.3.2 周期序列的DTFT44

2.4 DTFT和CFT之间的关系46

2.5 z变换49

2.5.1 z变换的定义49

2.5.2 z变换的收敛域50

2.5.3 逆z变换52

2.5.4 z变换的性质与定理58

2.5.5 利用z变换求数字系统的输出62

2.6 用ZT分析系统的因果性、稳定性和频响特性64

2.6.1 传输函数与系统函数64

2.6.2 因果性和稳定性64

2.6.3 信号频谱／系统频响的几何解释65

2.7 MATLAB实现72

2.7.1 周期序列傅里叶级数的MATLAB实现72

2.7.2 序列逆z变换的MATLAB实现73

2.7.3 系统时域响应的MATLAB实现73

2.7.4 系统频率响应的MATLAB实现74

2.8 习题76

第3章 离散傅里叶变换78

3.1 引言78

3.2 DFT的定义80

3.2.1 DFT和IDFT的定义80

3.2.2 DFT和z变换的关系87

3.2.3 周期序列与有限长序列的内在联系88

3.3 DFT的性质91

3.3.1 线性性质91

3.3.2 序列的和91

3.3.3 序列的初值91

3.3.4 序列的圆周移位（循环移位）91

3.3.5 圆周卷积（循环卷积）及其与有限长序列线性卷积的关系94

3.3.6 序列的相关性99

3.3.7 Parseval定理100

3.3.8 有限长序列及其DFT的奇偶性和对称性100

3.4 频域取样104

3.5 用DFT对连续时间信号进行谱分析107

3.5.1 DFT是对连续时间信号FT的近似107

3.5.2 频率分辨率108

3.5.3 DFT分析连续时间信号x（t）实例109

3.6 用DFT对离散时间信号进行谱分析114

3.7 DFT应用中的问题与参数选择115

3.7.1 混叠现象115

3.7.2 栏栅效应117

3.7.3 频率泄漏118

3.8 MATLAB实现119

3.8.1 DFT的MATLAB实现119

3.8.2 用DFT计算线性卷积和圆周卷积的MATLAB实现120

3.8.3 连续时间信号谱分析的MATLAB实现121

3.9 习题122

第4章 快速傅里叶变换126

4.1 概述126

4.2 基-2FFT127

4.2.1 DIT-FFT原理127

4.2.2 DIF-FFT132

4.2.3 快速傅里叶反变换134

4.3 矩阵形式的FFT135

4.3.1 算法原理135

4.3.2 进一步减少运算量的措施138

4.4 FFT应用于长序列卷积140

4.4.1 快速卷积140

4.4.2 重叠相加141

4.4.3 重叠保留142

4.5 线性调频-z变换143

4.5.1 CZT的定义144

4.5.2 CZT的特点145

4.5.3 CZT的快速实现145

4.6 离散哈特莱变换148

4.6.1 DHT的定义149

4.6.2 DHT和DFT的关系149

4.6.3 DHT的性质150

4.7 MATLAB实现151

4.8 习题152

第5章 数字滤波器的结构154

5.1 概述154

5.2 信号流图表示网络结构155

5.3 IIR滤波器的基本网络结构157

5.3.1 直接型Ⅰ157

5.3.2 直接型Ⅱ（典型形式）159

5.3.3 级联型162

5.3.4 并联型164

5.3.5 转置型165

5.4 FIR滤波器的基本结构165

5.5 格型结构174

5.6 MATLAB实现177

5.7 习题178

第6章 IIR数字滤波器设计181

6.1 基本概念181

6.1.1 数字滤波器和模拟滤波器181

6.1.2 滤波器的指标181

6.1.3 数字滤波器的设计原则185

6.2 模拟滤波器的设计185

6.2.1 模拟LPF设计指标186

6.2.2 巴特沃斯模拟低通滤波器设计187

6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器设计191

6.2.4 模拟滤波器的频率变换195

6.3 IIR LPF设计：脉冲响应不变法200

6.3.1 一般数字滤波器的设计思想200

6.3.2 脉冲响应不变法的变换思想及方法201

6.3.3 脉冲响应不变法的参数映射关系及特点202

6.4 IIR LPF设计：双线性变换法205

6.4.1 双线性变换的一般变换关系205

6.4.2 间接法设计数字LPF时T的选择207

6.4.3 双线性变换法、脉冲响应不变法的比较207

6.5 IIR HPF、BPF、BSF设计207

6.5.1 设计思路207

6.5.2 频率变换法设计数字高通滤波器213

6.5.3 z平面变换法214

6.6 IIR滤波器直接设计法215

6.7 IIR滤波器设计应用实例（MATLAB分析）216

6.7.1 模拟低通滤波器设计216

6.7.2 模拟-数字滤波器的转换218

6.7.3 数字滤波器应用实例221

6.8 习题224

第7章 FIR滤波器的设计226

7.1 FIR滤波器的线性相位条件和特点226

7.2 窗函数法设计FIR滤波器230

7.2.1 窗函数技术230

7.2.2 窗函数法的应用236

7.3 频率取样法设计FIR滤波器242

7.4 优化技术设计247

7.4.1 优化准则247

7.4.2 线性相位FIR滤波器的Chebyshev最优逼近248

7.5 IIR和FIR滤波器的比较253

7.6 FIR滤波器的MATLAB仿真实现255

7.6.1 窗函数法设计FIR滤波器的实现255

7.6.2 频率取样法设计FIR滤波器的实现256

7.6.3 FIR滤波器的优化设计的实现257

7.6.4 信道均衡器的FIR滤波器的实现257

7.7 习题258

参考答案261

参考文献272