数字信号处理电子书

前言

第1章 数字信号处理简介

1.1 数字信号处理的完整过程

1.2 数字滤波器举例

1.3 离散傅里叶变换（DFT）举例

1.4 小结

第2章 模拟信号的特点

2.1 周期信号

2.1.1 周期信号的时域表示

2.1.2 周期信号的频域表示

2.2 非周期信号

2.2.1 单脉冲矩形波的频域表示

2.2.2 噪声信号的频域表示

2.3 周期信号和非周期信号的频率谱比较

2.4 小结

第3章 离散时域信号

3.1 信号的分类

3.2 离散时域信号的实际产生过程

3.3 离散时域信号的理论产生方法

3.3.1 单位冲击信号

3.3.2 理想采样信号

3.3.3 理想采样

3.4 采样改变信号频谱

3.4.1 理想采样信号p（t）展开为傅里叶级数

3.4.2 卷积计算

3.5 采样定理

3.6 频率混叠

3.6.1 什么是频率混叠

3.6.2 错误的采样操作产生频率混叠

3.7 抗混叠滤波

3.7.1 用理想模拟低通滤波器进行抗混叠滤波

3.7.2 用实际模拟低通滤波器进行抗混叠滤波

3.8 量化

3.8.1 量化误差

3.8.2 量化噪声和信噪比

3.8.3 信噪比与动态范围

3.8.4 动态范围的计算

3.9 编码

3.10 小结

第4章 z变换

4.1 拉普拉斯变换

4.1.1 傅里叶变换

4.1.2 从傅里叶变换到拉普拉斯变换

4.1.3 拉普拉斯变换的收敛域

4.1.4 拉普拉斯变换的性质

4.2 z变换的导出

4.2.1 单边z变换定义式

4.2.2 双边z变换定义式

4.2.3 z变换的收敛域

4.2.4 基本离散时域信号的z变换

4.2.5 z平面与s平面的映射

4.3 逆z变换[1]

4.3.1 柯西积分公式

4.3.2 长除法

4.3.3 部分分式法

4.4 z变换的性质

4.4.1 线性定理

4.4.2 延迟定理

4.4.3 卷积定理

4.4.4 乘积定理

4.4.5 Parseval定理

4.4.6 初值和终值定理

4.5 常见离散时域信号的z变换表

4.6 小结

第5章 离散时域系统

5.1 差分方程

5.1.1 简单差分方程组

5.1.2 一般性的差分方程组

5.2 单位冲击响应

5.2.1 单位冲击响应的定义

5.2.2 用单位冲击响应计算系统输出

5.3 传递函数

5.3.1 简单结构的传递函数

5.3.2 一般性的传递函数

5.3.3 从单位冲击响应计算传递函数

5.3.4 传递函数的零极点

5.4 频率响应

5.4.1 什么是频率响应

5.4.2 解析法

5.4.3 图解法

5.4.4 离散时域中的傅里叶变换[7]

5.5 四种分析方法之间的联系

5.6 复变量、零极点和系统响应之间的比喻

5.7 离散时域系统的性质

5.7.1 线性与非线性

5.7.2 时变与时不变

5.7.3 因果型与非因果型

5.7.4 离散时域系统的稳定性

5.8 小结

第6章 数字滤波器的概述

6.1 什么是IIR数字滤波器和FIR数字滤波器

6.1.1 IIR数字滤波器的单位冲击响应

6.1.2 FIR数字滤波器的单位冲击响应

6.2 IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的比较

6.2.1 差分方程

6.2.2 传递函数

6.2.3 零极点与稳定性

6.2.4 相位

6.3 FIR数字滤波器的线性相位

6.3.1 什么是线性相位

6.3.2 FIR数字滤波系数的四种对称形式

6.4 FIR滤波系数偶对称的线性相位

6.4.1 滤波系数为奇数偶对称的情况（第Ⅰ类滤波器）

6.4.2 滤波系数为偶数偶对称的情况（第Ⅱ类滤波器）

6.4.3 信号延迟半个采样周期的含义

6.5 FIR滤波系数奇对称的相位特性

6.5.1 滤波系数为奇数奇对称的情况（第Ⅲ类滤波器）

6.5.2 滤波系数为偶数奇对称的情况（第Ⅳ类滤波器）

6.6 IIR数字滤波器和FIR数字滤波器之间的选择

6.7 小结

第7章 数字滤波器的结构

7.1 直接形式

7.1.1 直接形式Ⅰ

7.1.2 直接形式Ⅱ

7.2 典范形式

7.2.1 二阶典范形式

7.2.2 一阶典范形式

7.2.3 计算的精度

7.3 串联结构

7.4 并联结构

7.5 横向结构

7.6 小结

第8章 IIR数字滤波器的设计

8.1 性能指标

8.2 零极点放置法

8.3 双线性变换法

8.3.1 变换原理

8.3.2 设计步骤

8.3.3 双线性变换法的要点说明

8.4 小结

第9章 FIR数字滤波器的设计

9.1 FIR数字滤波器的性能指标

9.2 窗函数法

9.2.1 理想数字滤波器

9.2.2 窗函数

9.2.3 窗函数法的设计步骤

9.2.4 窗函数法总结

9.3 等纹波法

9.3.1 基本原理

9.3.2 等纹波法的技术要点

9.3.3 等纹波法的设计步骤

9.4 小结

第10章 多速率系统

10.1 抽取器

10.2 插值器

10.3 抽取器与插值器的比较

10.4 非整数倍的采样率转换

10.5 多级抽取器

10.5.1 一般结构

10.5.2 抽取滤波器的类型选择

10.5.3 多级抽取器的设计

10.5.4 多级抽取器总结

10.6 多级插值器

10.7 多级采样率转换器的时域操作

10.7.1 多级抽取器的时域操作

10.7.2 多级插值器的时域操作

10.8 小结

第11章 返回连续时域

11.1 理论上的重构

11.2 实际的重构

11.2.1 零阶保持器

11.2.2 模拟低通重构滤波器

11.3 小结

第12章 离散傅里叶变换

12.1 连续时域中的傅里叶级数展开

12.2 离散傅里叶变换定义式的导出

12.3 傅里叶级数与DFT的比较

12.4 DFT的简易表示法

12.5 DFT的性质

12.5.1 线性

12.5.2 循环时移

12.5.3 循环频移

12.5.4 对称性

12.5.5 奇偶性

12.5.6 循环卷积

12.5.7 乘积定理

12.5.8 DFT性质总结

12.6 DFT的频域误差

12.7 DFT频域误差的解释

12.8 小结

第13章 快速傅里叶变换

13.1 时域抽取法

13.2 频域抽取法

13.3 超过8点的FFT算法

13.4 蝶形计算

13.5 位逆序

13.6 时域抽取FFT的计算框图

13.7 FFT逆变换

13.8 快速卷积

13.9 小结

附录

A.1 数学恒等式、sinc函数表和复函数要点

A.1.1 数学恒等式

A.1.2 sinc函数表

A.1.3 复函数要点

A.2 傅里叶级数与傅里叶变换

A.2.1 傅里叶级数的第一种形式

A.2.2 傅里叶级数的第二种形式

A.2.3 傅里叶级数的第三种形式

A.2.4 傅里叶变换

A.3 连续时域系统的性质

A.3.1 连续时域系统的冲击响应

A.3.2 连续时域中的乘积定理

参考文献