数字信号处理原理及应用
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作者编者:陈友兴//桂志国//张权//张鹏程
出版社电子工业
ISBN9787121368578
出版时间2019-09
装帧平装
开本其他
定价79元
货号30724532
上书时间2024-06-02
商品详情
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作者简介
陈友兴，男，教授，福建福安人，2010年6月年毕业于中北大学精密仪器及机械专业获博士学位，新加坡国立大学访问学者，山西省青年学术带头人、山西省学术技术带头人、山西省中青年拔尖创新人才，主讲信号与系统、数字信号处理、随机信号分析等本科生课程和通信信号处理理论、现代传感技术、matlab原理及其应用等研究生课程。
多年来主要从事超声检测机理、在线实时监测技术、阵列信号处理与重建。主持国家自然基金、山西省自然基金等纵向项目4项，参与国家自然基金2项，省部级项目8项，主持和参与横向项目10余项，目前以第一作者发表论文二十余篇，其中SCI收录3篇、EI收录7篇，完成省部级鉴定1项，获得省部级科技进步二等奖1项，授权国家专利8项，参编教材5部。
目录
目录
第1章 离散时间信号与系统的时域分析1
1.1 离散时间信号—序列1
1.1.1 几种常用序列1
1.1.2 序列的基本运算9
1.2 序列的卷积和与相关14
1.2.1 序列的卷积和14
1.2.2 序列的线性相关16
1.3 线性移不变系统20
1.3.1 线性系统21
1.3.2 移不变系统22
1.3.3 单位抽样响应与卷积和22
1.3.4 因果系统23
1.3.5 稳定系统24
1.3.6 卷积和的性质及LTI系统的互连26
1.4 线性常系数差分方程28
1.4.1 线性常系数差分方程的描述29
1.4.2 线性常系数差分方程的求解30
1.5 连续时间信号的抽样及抽样定理32
1.5.1 理想抽样33
1.5.2 实际抽样36
1.5.3 带通信号的抽样37
习题38
第2章 离散时间信号与系统的Z域分析40
2.1 Z变换的定义及收敛域40
2.1.1 Z变换的定义40
2.1.2 Z变换的收敛域40
2.1.3 常用序列的Z变换45
2.1.4 Z变换收敛域的性质48
2.2 Z反变换48
2.2.1 部分分式展开法48
2.2.2 幂级数展开法51
2.2.3 围线积分法（留数法）53
2.3 Z变换的性质与定理56
2.4 Z变换与连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系64
2.4.1 Z变换与拉普拉斯变换的关系64
2.4.2 序列的Z变换和傅里叶变换的关系66
2.5 序列傅里叶变换及性质67
2.5.1 非周期序列傅里叶变换67
2.5.2 序列傅里叶变换的性质与定理69
2.5.3 常用序列的傅里叶变换73
2.6 离散时间系统的系统函数和频率响应77
2.6.1 系统函数的定义77
2.6.2 系统函数与差分方程的关系77
2.6.3 系统的频率响应78
2.6.4 利用 的零极点分析系统81
2.6.5 无限长单位抽样响应系统与有限长单位抽样响应系统84
习题86
第3章 离散傅里叶变换89
3.1 傅里叶变换的几种形式89
3.1.1 非周期连续时间信号的傅里叶变换——时域连续、频域连续89
3.1.2 周期连续时间信号的傅里叶级数——时域连续、频域离散90
3.1.3 非周期离散时间信号（序列）的傅里叶变换——时域离散、频域连续90
3.1.4 周期离散时间信号的傅里叶级数——时域离散、频域离散91
3.2 周期序列的离散傅里叶级数及性质92
3.2.1 周期序列的离散傅里叶级数93
3.2.2 周期序列离散傅里叶级数的性质96
3.2.3 周期序列的傅里叶变换98
3.3 离散傅里叶变换101
3.3.1 离散傅里叶变换的定义101
3.3.2 DFT与Z变换及DTFT之间的关系103
3.3.3 几种频率的关系104
3.4 离散傅里叶变换的性质104
3.4.1 离散傅里叶变换隐含的周期性104
3.4.2 离散傅里叶变换的性质105
3.5 有限长序列的循环卷积定理和循环相关定理112
3.5.1 有限长序列的循环卷积112
3.5.2 循环卷积定理113
3.5.3 有限长序列的线性卷积和循环卷积115
3.5.4 有限长序列的循环相关与循环相关定理117
3.6 频域抽样理论118
3.6.1 由 不失真地恢复 的条件118
3.6.2 频率抽样的内插公式120
3.7 基于DFT技术的频谱分析技术122
3.7.1 利用DFT对连续非周期信号进行频谱分析122
3.7.2 利用DFT对连续信号进行频谱分析中的问题及其解决方法124
3.7.3 频率分辨率129
习题136
第4章 快速傅里叶变换139
4.1 DFT运算量分析及改善途径139
4.1.1 直接计算DFT的运算量139
4.1.2 改善DFT运算效率的基本途径140
4.2 按时间抽取的基-2FFT算法142
4.2.1 算法原理142
4.2.2 算法运算量分析146
4.2.3 算法特点分析147
4.2.4 按时间抽取的其他形式流图151
4.2.5 DIT基-2FFT的软件编程思想152
4.3 按频率抽取的基-2 FFT算法153
4.3.1 算法的基本原理153
4.3.2 按频率抽取的FFT算法特点分析155
4.3.3 时间抽取法与频率抽取法的比较156
4.4 快速傅里叶反变换157
4.4.1 稍微变动FFT程序和参数实现IFFT157
4.4.2 不改变FFT的程序直接实现IFFT158
4.5 FFT算法的MATLAB软件实现158
4.6 实序列的FFT算法161
4.6.1 利用频谱对称性推导实序列的FFT161
4.6.2 离散哈德曼变换162
4.7 基于FFT的线性卷积与线性相关快速算法166
4.7.1 基于FFT的有限长序列线性卷积算法166
4.7.2 基于FFT的有限长序列和无限长序列卷积算法168
4.7.3 基于FFT的线性相关算法172
习题174
第5章 数字滤波器的基本结构176
5.1 数字滤波器结构的表示方法176
5.2 无限长单位抽样响应（IIR）滤波器的结构178
5.2.1 直接Ⅰ型178
5.2.2 直接Ⅱ型（典范型、正准型）179
5.2.3 级联型180
5.2.4 并联型182
5.2.5 转置定理184
5.3 有限长单位抽样响应（FIR）滤波器的基本结构184
5.3.1 直接型（横截型、卷积型）184
5.3.2 级联型185
5.3.3 快速卷积型186
5.3.4 频率抽样型结构187
5.3.5 梳状滤波器191
5.4 格型滤波器的基本结构193
5.4.1 全零点（FIR）格型滤波器193
5.4.2 全极点（IIR）格型滤波器196
5.4.3 零、极点（IIR）格型滤波器197
习题199
第6章 无限长单位抽样响应数字滤波器的设计201
6.1 滤波器的基本概念201
6.1.1 滤波器的分类201
6.1.2 滤波器的技术指标202
6.1.3 滤波器的设计步骤203
6.2 模拟低通滤波器的设计204
6.2.1 由幅度平方函数来确定系统函数204
6.2.2 巴特沃思模拟低通滤波器的设计206
6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器的设计212
6.2.4 椭圆模拟低通滤波器的设计221
6.2.5 贝塞尔模拟低通滤波器的设计223
6.2.6 归一化原型滤波器设计数据224
6.2.7 常用模拟滤波器的比较226
6.3 基于模拟滤波器的IIR数字滤波器设计227
6.3.1 抽样响应不变法227
6.3.2 双线性变换法235
6.4 数字高通、带通和带阻IIR滤波器的设计243
6.4.1 模拟频带法244
6.4.2 数字频带法253
习题260
第7章 FIR数字滤波器的设计262
7.1 线性相位FIR数字滤波器及其特点262
7.1.1 线性相位的定义262
7.1.2 线性相位的条件264
7.1.3 线性相位FIR滤波器的幅度特性266
7.1.4 线性相位FIR滤波器的零点分布269
7.2 窗函数设计法271
7.2.1 设计方法271
7.2.2 加窗处理对频谱性能的影响272
7.2.3 典型窗函数276
7.2.4 窗函数设计法举例282
7.3 频率抽样设计法289
7.3.1 设计方法290
7.3.2 逼近误差291
7.3.3 频率抽样法设计举例294
7.4 等波纹最佳设计法298
7.4.1 设计思想298
7.4.2 交错点组定理299
7.4.3 Parks-McClellan 算法300
7.4.4 MATLAB实现303
7.5 IIR滤波器和FIR滤波器的比较305
习题305
第8章 常用的特殊滤波器308
8.1 常用的特殊IIR滤波器308
8.1.1 全通滤波器308
8.1.2 最小相位滤波器310
8.1.3 特殊零极点二阶滤波器315
8.2 简单整系数FIR滤波器318
8.2.1 均值滤波器318
8.2.2 平滑滤波器320
8.2.3 建立在零极点相消的简单整系数滤波器322
习题325
第9章 有限字长效应326
9.1 问题的提出326
9.2 二进制数的表示327
9.2.1 定点运算与浮点运算327
9.2.2 原码、补码和反码329
9.3 量化误差331
9.3.1 定点运算的量化误差332
9.3.2 浮点运算中的量化误差334
9.4 系统输入信号的量化效应335
9.4.1 信号量化误差的统计分析336
9.4.2 量化噪声通过线性系统的响应337
9.5 系统系数的量化效应338
9.5.1 系数量化误差对系统零极点的影响338
9.5.2 系数量化对滤波器稳定性的影响343
9.6 定点运算FIR滤波器的有限字长效应344
9.6.1 FIR滤波器的有限字长效应344
9.6.2 FFT算法的有限字长效应346
9.7 定点运算IIR滤波器的有限字长效应347
9.7.1 量化噪声34
内容摘要
数字信号处理是高等院校电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、自动化、生物医学工程、测控技术与仪器、电子科学与技术、计算机科学与技术等专业的一门重要的专业基础课程。随着信息时代的发展，数字信号处理理论与技术日益完善，已成为一门重要的学科与技术领域，其应用领域日益扩大，几乎遍及各个工程技术领域。本书主要包括离散时间信号与系统的基本理论、快速傅里叶变换、数字滤波器的结构理论与设计方法、特殊滤波器的设计、有限字长效应及多抽样率转换等内容。
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