数字信号处理 - 中国高校教材图书网
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书名： |
数字信号处理
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| ISBN： | 7-5606-1273-3 |
条码： | |
| 作者： |
刘顺兰 吴杰 编著
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥19.00
折扣价：￥18.05
折扣：0.95
节省了0.95元
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字数： |
418千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | 154400 |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2003-08-01 |
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| 内容简介： |
本书在重点介绍数字信号处理基础理论的同时，增加了信号处理的较新领域——小波变换的基本理论及数字信号处理的软件实现方法等内容，特别注意了理论和实际相结合。
全书共八章。第1章介绍离散时间信号和系统，并包括其时域和频域分析；第2章、第3章为离散傅里叶变换及其快速算法；第4、5、6章是IIR和FIR型数字滤波器的实现结构及设计；第7章讨论信号的时频表示与小波分析，包括小波变换的基本理论及其应用；第8章为MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用。每章都配有习题和上机练习。
本书可作为无线电技术类专业本科生的教材，或者相近专业本科、大专生的必修或选修课教材，也可作为有关科技人员的数字信号处理理论基础参考书。
本书配有电子教案，需要者可与出版社联系，免费索取。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
绪论 1
第1章 离散时间信号与系统 5
1.1 离散时间信号——序列 5
1.1.1 序列的运算 5
1.1.2 几种常用序列 7
1.1.3 序列的周期性 10
1.1.4 用单位采样序列来表示任意序列 11
1.1.5 序列的能量 11
1.2 连续时间信号的采样 12
1.2.1 理想采样 12
1.2.2 理想采样信号的频谱 13
1.2.3 采样的恢复 17
1.2.4 由采样信号序列重构带限信号 17
1.3 离散时间系统时域分析 19
1.3.1 线性系统 19
1.3.2 时不变系统 20
1.3.3 单位脉冲响应与系统的输入输出关系 20
1.3.4 线性时不变系统的性质 21
1.3.5 因果系统 22
1.3.6 稳定系统 23
1.3.7 常系数线性差分方程 24
1.4 Z变换 26
1.4.1 Z变换的定义及收敛域 26
1.4.2 Z反变换 32
1.4.3 Z变换的性质 39
1.5 拉氏变换、傅氏变换与 Z变换 46
1.5.1 拉氏变换与Z变换 46
1.5.2 连续信号的傅氏变换与序列的Z变换 48
1.5.3 序列的傅氏变换与Z变换 48
1.6 离散时间系统的频域分析（ω域和Ζ域） 51
1.6.1 因果系统 52
1.6.2 稳定系统 52
1.6.3 因果稳定系统 52
1.6.4 系统函数和差分方程的关系 52
1.6.5 有理系统函数的单位脉冲响应(IIR，FIR) 53
1.6.6 系统频率响应的意义 55
1.6.7 频率响应的几何确定法 58
1.7 小结 62
习题与上机练习 62
第2章 离散傅里叶变换（DFT） 72
2.1 引言 72
2.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS） 73
2.3 离散傅里叶级数（DFS）的性质 77
2.3.1 线性 77
2.3.2 序列的移位 77
2.3.3 周期卷积 78
2.4 有限长序列离散傅里叶变换（DFT） 80
2.4.1 DFT的定义 80
2.4.2 DFT与序列傅里叶变换、Z变换的关系 83
2.5 离散傅里叶变换的性质 85
2.5.1 线性 85
2.5.2 圆周移位 86
2.5.3 圆周卷积 87
2.5.4 有限长序列的线性卷积与圆周卷积 89
2.5.5 共轭对称性 92
2.5.6 DFT形式下的帕塞伐定理 94
2.6 频域采样理论 95
2.7 小结 98
习题与上机练习 98
第3章 快速傅里叶变换（FFT） 103
3.1 引言 103
3.2 直接计算DFT的问题及改进的途径 103
3.2.1 直接计算DFT的运算量问题 103
3.2.2 改善途径 104
3.3 按时间抽取（DIT）的基2-FFT算法 105
3.3.1 算法原理 105
3.3.2 按时间抽取的FFT算法与直接计算DFT运算量的比较 109
3.3.3 按时间抽取的FFT算法的特点及DIT-FFT程序框图 110
3.3.4 按时间抽取的FFT算法的其他形式流图 113
3.4 按频率抽取（DIF）的基2-FFT算法 114
3.4.1 算法原理 114
3.4.2 按频率抽取法的运算特点 116
3.5 N为复合数的FFT算法 117
3.6 线性调频Z变换（Chirp-Z变换）算法 117
3.6.1 算法基本原理 118
3.6.2 Chirp-Z变换(CZT)的实现步骤 120
3.6.3 运算量的估计 122
3.7 利用FFT分析时域连续信号频谱 123
3.7.1 基本步骤 123
3.7.2 可能出现的误差 126
3.7.3 应用实例 128
3.8 FFT的其他应用 130
3.8.1 线性卷积的FFT算法——快速卷积 130
3.8.2 信号消噪 135
3.8.3 FFT在双音多频(DTMF)信号中的应用 136
3.9 小结 137
习题与上机练习 137
第4章 数字滤波器的基本结构 140
4.1 数字滤波器的结构特点与表示方法 140
4.2 IIR滤波器的结构 141
4.2.1 直接型(Ⅰ型) 141
4.2.2 直接Ⅱ型 142
4.2.3 级联型 143
4.2.4 并联型 144
4.3 FIR滤波器的结构 144
4.3.1 直接型 144
4.3.2 级联型 145
4.3.3 频率采样型 145
4.3.4 快速卷积型 148
4.4 小结 149
习题与上机练习 149
第5章 无限长单位脉冲响应（IIR）数字滤波器的设计方法 151
5.1 基本概念 151
5.1.1 选频滤波器的分类 151
5.1.2 滤波器的技术指标 152
5.1.3 FIR型滤波器与IIR型滤波器 153
5.1.4 滤波器的设计步骤 153
5.2 IIR滤波器设计的特点 154
5.3 常用模拟低通滤波器的设计方法 155
5.3.1 由幅度平方函数来确定系统函数 155
5.3.2 巴特沃思低通逼近 156
5.3.3 切比雪夫低通逼近 159
5.4 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 163
5.4.1 变换原理 163
5.4.2 混叠失真 163
5.4.3 模拟滤波器的数字化方法 164
5.4.4 优缺点 166
5.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器 166
5.5.1 变换原理 166
5.5.2 逼近的情况 167
5.5.3 优缺点 168
5.5.4 模拟滤波器的数字化方法 169
5.6 设计IIR滤波器的频率变换法 173
5.6.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器 174
5.6.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器 175
5.6.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器 178
5.6.4 模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器 181
5.7 Z平面变换法 184
5.7.1 数字低通—数字低通 185
5.7.2 数字低通—数字高通 186
5.7.3 数字低通—数字带通 186
5.7.4 数字低通—数字带阻 187
5.8 小结 187
习题与上机练习 188
第6章 有限长单位脉冲响应（FIR）数字滤波器的设计方法 190
6.1 线性相位FIR滤波器的特点 190
6.1.1 线性相位特性 190
6.1.2 幅度响应特性 193
6.1.3 线性相位FIR滤波器的零点位置 197
6.1.4 举例 198
6.2 用窗函数法设计FIR滤波器 200
6.2.1 设计方法 200
6.2.2 各种窗函数 204
6.3 用频率采样法设计FIR滤波器 212
6.3.1 线性相位的约束 213
6.3.2 逼近误差及其改进措施 214
6.4 等波纹线性相位滤波器 217
6.5 FIR滤波器和IIR滤波器的比较 220
6.6 数字滤波器的应用 221
6.6.1 信号消噪 221
6.6.2 不同频带信号的分离 223
6.7 小结 223
习题与上机练习 224
第7章 信号的时频表示与小波变换 226
7.1 短时Fourier变换与Gabor变换 226
7.2 小波变换 228
7.2.1 小波变换的定义 228
7.2.2 连续小波变换的性质 229
7.2.3 离散小波变换 229
7.3 离散小波变换的快速算法——Mallat算法 230
7.3.1 多分辨分析与尺度函数 230
7.3.2 Mallat算法 232
7.4 常用小波函数 234
7.4.1 Haar小波 234
7.4.2 Daubechies小波 234
7.4.3 Morlet小波 235
7.4.4 墨西哥草帽小波(Bubble小波) 235
7.5 小波变换的应用 236
7.5.1 信号奇异点检测 236
7.5.2 信号趋势估计 238
7.5.3 信噪分离与提取弱信号 238
7.5.4 其他方面 239
7.6 小结 239
习题与上机练习 240
第8章 MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用 241
8.1 概述 241
8.1.1 MATLAB程序设计语言简介 241
8.1.2 MATLAB应用入门 241
8.2 基本数值运算 244
8.2.1 MATLAB内部特殊变量和常数 244
8.2.2 变量类型 244
8.2.3 矩阵及其运算 245
8.3 基本语句 246
8.3.1 程序控制语句 246
8.3.2 绘图语句 248
8.4 MATLAB函数 250
8.4.1 函数及其调用方法 250
8.4.2 常用数字信号处理函数 251
8.5 MATLAB在信号处理中的应用举例 255
8.5.1 线性卷积与圆周卷积的计算 255
8.5.2 利用离散傅里叶变换（DFT）分析信号的频谱 257
8.5.3 利用FFT实现线性卷积 258
8.5.4 FIR滤波器的设计与实现 259
8.5.5 IIR滤波器的设计与实现 260
8.6 小结 262
部分习题参考答案 263
参考文献 274
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
本教材经“面向21世纪高等学校信息工程类专业系列教材编委会”组织，由通信与信息工程专业委员会评审、推荐出版。本教材由杭州电子工业学院刘顺兰担任主编。数字信号处理是一门电子工程和通信工程各专业的技术基础课程。该课程的理论性和实践性都很强，是一门理论和技术发展都十分迅速，应用十分广泛的前沿性学科。因此，在授课过程中强调基本理论和基本概念的同时，还要结合当前信号处理的应用领域，要求学生通过上机练习，切实掌握信号处理的基本方法。为了加深学生对基本概念和基本方法的掌握，书中给出了一定量的例题、习题和上机练习，书后给出了部分习题的参考答案。为方便学生上机练习，本教材的最后一章对目前较常用的数字信号处理的仿真软件MATLAB语言作了简要的介绍。
本教材参考学时数为50学时，主要包括以下五部分内容：离散时间信号与系统的分析，快速傅里叶变换，数字滤波器的设计，信号的时频表示与小波分析以及MATLAB语言在数字信号处理中的应用。第一部分包括第1、2章，是全书的基础部分，主要介绍时域离散信号和系统的描述方法，离散信号的三种重要的数学变换工具：序列的傅里叶变换（FT）、Z变换和离散傅里叶变换（DFT）。第二部分是第3章，介绍了离散傅里叶变换的快速算法——快速傅里叶变换（FFT），通过对它的学习，可以进一步认识到运算效率在数字信号处理中的重要地位。第三部分包括第4、5、6章，主要介绍了数字滤波器的基本理论和设计方法。前三部分构成了数字信号处理最基础的内容。第四部分是第7章，介绍信号的时频表示与小波分析，它是数字信号处理的新工具。这部分内容相对比较独立，在授课时，可以根据具体情况，采取全授、选授或不授。第五部分是第8章，介绍MATLAB语言在数字信号处理中的应用。授课时可以结合实验课教学，以学生自学为主。
本教材的绪论、第1章至第3章、第5章、第6章由刘顺兰执笔，第4章、第7章和第8章由吴杰执笔。在教材的编写过程中，教研室同仁提出了许多宝贵的修改意见，尤其是冯忠娜老师牺牲了大量的休息时间，为本教材绘制插图。在此表示诚挚的感谢。
限于编者的水平，对书中不妥和错误之处， 殷切希望读者能够不吝指正。
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