数字信号处理:基于数值计算
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江西南昌
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作者郑佳春
出版社西安电子科技大学出版社
ISBN9787560630342
出版时间2013-03
装帧其他
开本16开
定价32元
货号9787560630342
上书时间2024-10-22
商品详情
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导语摘要
郑佳春、陈仅星、陈金西主编的《数字信号处理--基于数值计算》共分8章分别是：第1、2、3章是数字信号与系统的时域与频域分析的基础理论部分，以频域采样为基础，重点讲述基于数值计算的频域分析方法。第4章和第5章介绍数字滤波器的设计问题，重点讲述基于MATLAB编程计算的经典数字滤波器的设计方法，是数字信号处理系统设计最为基础的理论。第6章和第7章介绍数字滤波器实现理论，重点讨论数字滤波器实现时，影响系统性能的因素，包括滤波器的网络结构、量化误差、有限字长运算量化效应，采样率变换与结构、性能的关系。本书各章都安排了相关的应用实例，并给出了完整的MATLAB分析代码。为了突出直观性，全书给出了约200幅图片来说明数字信号处理的基本原理与应用。
目录
绪论 1
章 离散时间信号与系统 5
1.0 引言 5
1.1 离散时间信号 5
1.1.1 序列的表示 5
1.1.2 序列的运算 10
1.2 连续时间信号的采样 11
1.2.1 连续信号的采样过程 11
1.2.2 具有低通型频谱连续的信号的采样 12
1.2.3 具有带通型频谱的连续信号的采样 14
1.3 离散时间系统 18
1.3.1 系统的线性、时不变性、稳定性与因果性 19
1.3.2 离散时间系统的差分方程描述 19
1.3.3 离散时间系统的状态方程描述 20
1.4 离散时间系统的时域分析 22
1.4.1 离散线性时不变系统的单位样值响应 22
1.4.2 线性卷积 23
1.4.3 离散时间系统的MATLAB分析 25
习题一 26
第2章 离散时间信号与系统的频域分析 29
2.1 引言 29
2.2 序列的傅立叶变换 29
2.2.1 DTFT定义和性质 29
2.2.2 周期序列及其傅立叶级数表示 33
2.2.3 序列的周期卷积 35
2.3 序列的Z变换 36
2.3.1 Z变换定义 37
2.3.2 逆Z变换 38
2.3.3 Z变换的性质与Parseval定理 39
2.4 Z变换的应用 41
2.4.1 离散系统的系统函数 41
2.4.2 系统的零极点及频率响应特性 42
习题二 44
第3章 离散傅立叶变换及其应用 46
3.1 引言 46
3.2 离散傅立叶变换 46
3.2.1 DFT定义 46
3.2.2 DFT性质 50
3.2.3 频率域采样 56
3.2.4 循环卷积定理 59
3.3 快速傅立叶变换 FFT 62
3.3.1 减少运算量的思路 62
3.3.2 基2-FFT算法 63
3.3.3 N为组合数的FFT算法 69
3.3.4 Chirp-Z变换 71
3.4 离散傅立叶变换的实际应用问题 73
3.4.1 频谱泄漏（leakage） 73
3.4.2 分辨率及补零方法 75
3.4.3 DFT的处理增益 77
3.5 快速傅立叶变换FFT典型用法 79
3.5.1 IDFT的快速算法 79
3.5.2 实数序列的FFT 79
3.5.3 线性卷积的FFT计算 81
3.5.4 相关函数的FFT计算 84
3.5.5 用FFT计算二维离散的傅立叶变换 87
习题三 88
第4章 无限长单位脉冲响应数字滤波器设计 94
4.1 数字滤波器的基本概念 94
4.1.1 数字滤波器的分类 94
4.1.2 数字滤波器的技术指标 95
4.1.3 数字滤波器设计方法概述 96
4.2 模拟滤波器的设计 97
4.2.1 模拟低通滤波器的技术指标及逼近方法 97
4.2.2 巴特沃兹滤波器 98
4.2.3 切比雪夫滤波器 104
4.2.4 椭圆滤波器（考尔滤波器） 107
4.2.5 模拟高通、带通、带阻滤波器设计 108
4.3 利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器 113
4.3.1 脉冲响应不变法 114
4.3.2 双线性变换法 117
4.3.3 用MATLAB实现模拟滤波器变换到IIR数字滤波器 120
4.4 从模拟低通原型到各种数字滤波器的频率变换 121
4.4.1 低通变换 121
4.4.2 高通变换 126
4.4.3 带通变换 129
4.4.4 带阻变换 133
4.4.5 MATLAB中直接设计IIR数字滤波器的函数介绍 134
习题四 138
第5章 有限长单位脉冲响应数字滤波器的设计 140
5.1 线性相位FIR数字滤波器的特性 140
5.1.1 线性相位的条件 140
5.1.2 线性相位FIR滤波器的幅度特性 141
5.1.3 线性相位FIR滤波器的零点特性 146
5.2 窗函数设计法 147
5.2.1 矩形窗函数设计法 148
5.2.2 几种常用的窗函数 151
5.2.3 窗函数法设计举例 155
5.3 频率采样法 160
5.3.1 设计方法 160
5.3.2 逼近误差 161
5.3.3 MATLAB辅助设计 165
5.4 FIR数字滤波器的最优化设计 168
5.4.1 最优设计准则 169
5.4.2 切比雪夫最佳一致逼近 170
5.5 IIR与FIR数字滤波器的比较 175
5.6 MATLAB中的滤波器设计工具FDATool 176
5.6.1 FDATool使用环境介绍 176
5.6.2 利用FDATool设计数字滤波器 179
5.6.3 FDATool的设计数据输出 180
习题五 183
第6章 数字信号处理系统的实现 186
6.1 数字滤波器的网络结构 186
6.1.1 数字网络的信号流图表示 186
6.1.2 IIR数字滤波器的结构 188
6.1.3 FIR数字滤波器网络结构 191
6.2 数字信号处理中的量化效应 196
6.2.1 量化噪声 196
6.2.2 A/D变换的量化效应 198
6.2.3 量化噪声通过线性系统 199
6.2.4 有限字长运算对数字滤波器的影响 200
6.2.5 系数量化对滤波器特性的影响 204
习题六 208
第7章 多采样率信号处理 210
7.1 采样率降低 210
7.2 采样率提高 215
7.3 抽取与内插的FIR结构 218
7.3.1 抽取的FIR结构 219
7.3.2 内插的FIR结构 220
7.4 采样率变换在A/D和D/A转换器中的应用 221
7.4.1 过采样A/D和D/A转换器 221
7.4.2 噪声抑制技术 222
7.5 正交镜像滤波器组 225
7.5.1 正交镜像滤波器组 226
7.5.2 基于FIR滤波器的QMF公共低通滤波器设计 228
7.6 树状结构滤波器组 230
7.6.1 倍频程分隔的分析滤波器组 230
7.6.2 倍频程分隔的综合滤波器组 232
7.6.3 两通道PR QMF滤波器组的MATLAB设计 232
习题七 235
第8章 实验教程 237
8.1 实验一 时域离散信号与系统分析 237
8.1.1 实验目的 237
8.1.2 实验原理与方法 237
8.1.3 实验内容 239
8.1.4 思考题 240
8.1.5 部分参考程序（MATLAB语言） 240
8.2 实验二 离散傅立叶变换及其应用 241
8.2.1 实验目的 241
8.2.2 实验原理与前期准备 241
8.2.3 实验内容 242
8.2.4 思考题 243
8.2.5 部分参考程序 243
8.3 实验三 IIR数字滤波器设计 250
8.3.1 实验目的 250
8.3.2 实验原理与方法 250
8.3.3 实验内容 252
8.3.4 思考题 252
8.3.5 参考程序（MATLAB语言） 253
8.4 实验四 FIR数字滤波器设计 256
8.4.1 实验目的 256
8.4.2 实验原理与方法 256
8.4.3 实验内容 258
8.4.4 思考题 258
8.4.5 实验参考程序（MATLAB语言） 259
8.5 MATLAB数字信号处理基础 263
8.5.1 数组（序列） 263
8.5.2 向量及其生成 265
8.5.3 运算符和特殊字符 266
8.5.4 MATLAB语言结构 267
8.5.5 常用函数 268
8.5.6 MATLAB绘图 270
8.5.7 MATLAB程序设计 273
参考文献 280
内容摘要
本书系统地介绍了数字信号处理的基本理论和算法，给出了利用MATLAB在计算机上实现数字信号处理系统分析、设计、计算的实例。全书包括三大部分：① 离散时间信号和离散时间系统分析，主要介绍离散时间傅立叶变换（DTFT）、Z变换、有限长序列离散傅立叶变换及其快速傅立叶变换（FFT）算法； ② 数字信号处理系统设计，主要介绍无限长单位脉冲响应数字滤波器（IIR DF)、有限长单位脉冲响应数字滤波器（FIR DF)的设计； ③ 数字信号处理系统的实现，主要介绍数字信号处理系统的网络结构、有限字长量化与运算效应等对数字信号处理系统性能的影响，抽取、内插的FIR结构，并提供实验教程。
本书的重点为基本理论和基本设计，强调对基本概念及其物理意义的透彻理解； 书中大量使用基于MATLAB的应用实例，既有利于反映数字信号处理的近期新发展，又便于读者进行仿真实验，检验所学内容，加深对相关内容的理解。
本书结构体系新颖，内容取舍适度，阐述通俗易懂，可作为高等院校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化、计算机应用、物联网工程、生物医学工程等专业本科生的教材，也可作为其他专业本科生和研究生的选修课教材，还可供从事信号与信息处理的科技工作者参考。
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