作者：陈天华 编
页数：360
出版社：清华大学出版社
出版日期：2024
ISBN：9787302671671
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内容简介
本书系统介绍了数字信号处理的基本概念、基本原理、分析方法、相关算法和滤波器设计原理与方法。全书共9章，第1~3章分别介绍了数字信号处理的基本概念，离散时间信号与系统的基本原理，时域、频域和z域分析方法和原理；第4、5章为数字频谱分析理论，主要内容包括离散傅里叶变换原理及实现和快速傅里叶变换的各种算法；第6~9章主要内容包括IIR及FIR数字滤波器的网络结构、滤波器设计方法及有限字长效应。本书深入浅出，既注重基本概念、基本原理的介绍，又重视算法实现和实践，并结合工程意义阐述相关理论，同时将MATLAB引入信号分析与处理，以工程应用为基础，深入分析各种实例，使读者既掌握理论又擅长应用，并提供了完整的MATLAB代码，扫描教材中相应位置的二维码可以下载代码。本书条理清楚，逻辑严密，例题丰富，便于教学和自学。
本书可作为高等学校通信工程、电子信息、电子科学与技术、测控技术、仪器仪表、生物医学工程、雷达、声呐、电气工程及其自动化、生物医学工程、自动化等专业的教材，也可供从事这些专业及相近专业的工程技术人员和科学研究工作者参考使用。
本书特色
本书根据信号处理学科的趋势，结合课程的优秀教学成果和MATLAB在信号处理中的应用经验，按照基本概念、基本原理和工程应用的思路进行教材体系设计。全书例题和习题典型、丰富，既有理论分析，又有实践案例、教学课件、教学大纲、习题答案等配套资源。
?深入浅出，循序渐进。从基础到应用、从理论到实践，循序渐进地介绍课程内容，便于读者学习和掌握，并在实践中提升使用MATLAB解决信号处理问题的编程方法。
?内容丰富，例题新颖。结合作者多年教学和科研经验及使用MATLAB的经验，列举丰富的例题和应用实例，便于读者更好地理解和掌握数字信号处理的概念、原理和工程应用。
?理论简洁，实例典型。由浅入深地介绍数字信号处理的内容，分析使用MATLAB的方法和技巧，信号处理应用案例典型可扩展，引导读者更好地利用MATLAB解决信号处理的工程应用问题。
?精心编排，利于阅读。将相关内容用MATLAB函数命令通过表格的形式归纳总结，非常利于读者阅读和查阅。
?资源丰富，便于教学。为了便于教师教学，提供全套的教学与实践资料，获取方式详见前言。
目录
第1章数字信号处理概述
1.1数字信号处理的基本概念
1.1.1信号及系统
1.1.2数字信号处理
1. 2数字信号处理系统
1.2.1数字信号处理系统的组成
1.2.2数字信号处理的实现
1.3数字信号处理学科
1.3.1数字信号处理的研究内容
1.3.2数字信号处理的特点
1.4数字信号处理的应用与发展
1.4.1数字信号处理的应用领域
1.4.2数字信号处理的发展方向
习题
第2章离散时间信号与系统(视频讲解： 22分钟，3集)
2.1离散时间信号（序列）
2.1.1几种典型序列
2.1.2序列的基本运算
2.1.3线性卷积
2.1.4序列的周期性
2.2离散线性时不变系统
2.2.1线性系统
2.2.2时不变系统
2.2.3因果系统
2.2.4稳定系统
2.3线性系统输入/输出关系
2.3.1应用卷积求系统输出
2.3.2常系数线性差分方程
2.4连续时间信号的抽样
2.4.1信号采样
2.4.2抽样定理
2.4.3信号的重建
2.4.4实际抽样频谱
2.4.5正弦信号抽样
习题
第3章z变换及离散时间傅里叶变换(视频讲解： 34分钟，5集)
3.1引言
3.2z变换及典型序列z变换的定义与收敛域
3.2.1z变换的定义与收敛域
3.2.2典型序列z变换的收敛域
3.3z逆变换
3.3.1围线积分法（留数法）
3.3.2部分分式展开法
3.3.3长除法
3.4z变换的性质和定理
3.5z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换之间的关系
3.5.1z变换与拉普拉斯变换的关系
3.5.2z变换与傅里叶变换的关系
3.6离散时间傅里叶变换及性质
3.6.1离散时间傅里叶变换
3.6.2DTFT的对称性
3.6.3离散时间傅里叶变换的性质
3.7离散系统的频域分析
3.7.1系统函数
3.7.2因果稳定系统
3.7.3系统函数和差分方程
3.7.4频率响应的特点
3.7.5频率响应的几何确定法
习题
第4章离散傅里叶变换(视频讲解： 63分钟，7集)
4.1引言
4.2傅里叶变换的四种形式
4.2.1连续傅里叶变换简介
4.2.2傅里叶级数简介
4.2.3离散时间傅里叶变换简介
4.2.4离散傅里叶变换简介
4.3周期序列的离散傅里叶级数
4.3.1离散傅里叶级数的定义
4.3.2离散傅里叶级数的性质
4.4离散傅里叶变换的概述
4.4.1DFT的定义
4.4.2DFT与z变换及DTFT的关系
4.5离散傅里叶变换的性质
4.5.1线性特性
4.5.2序列圆周移位特性
4.5.3DFT对偶特性
4.5.4共轭对称性
4.5.5圆周卷积
4.5.6选频特性
4.5.7DFT的帕塞瓦尔定理
4.5.8圆周相关
4.6频域抽样
4.6.1频域抽样定理
4.6.2频域抽样插值公式
4.7DFT计算连续信号的工程问题
习题
第5章快速傅里叶变换(视频讲解： 44分钟，6集)
5．1引言
5.2DFT的运算量及改进的途径
5.2.1DFT算法运算量的估计
5.2.2降低运算量的途径
5．3按时间抽取（DIT）基2 FFT算法
5.3.1DIT算法原理
5.3.2DIT算法的运算量
5.3.3DIT基2算法的特点
5.3.4DIT基2算法其他形式流图
5．4按频率抽取（DIF）基2 FFT算法
5.4.1DIF算法原理
5.4.2DIF基2算法的特点
5.4.3DIT与DIF的比较
5.4.4IDFT快速算法
5.5基4 FFT算法
5.5.1基4 FFT原理
5.5.2基4 FFT运算量
5.6分裂基FFT算法
5.6.1分裂基算法原理
5.6.2分裂基算法的运算量
5.7线性调频z变换
5.7.1基本原理
5.7.2CZT快速算法
5.7.3CZT算法运算量
5.8线性卷积与线性相关的FFT算法
5.8.1线性卷积的FFT算法
5.8.2线性相关的FFT算法
习题
第6章数字滤波器的基本结构(视频讲解： 40分钟，5集)
6.1数字滤波器结构的表示方法
6.2IIR数字滤波器的网络结构
6.2.1直接Ⅰ型
6.2.2正准型结构（直接Ⅱ型）
6.2.3级联型结构
6.2.4并联型结构
6.3FIR数字滤波器的网络结构
6.3.1直接型结构
6.3.2级联型结构
6.3.3线性相位型结构
6.3.4频率抽样型结构
习题
第7章IIR数字滤波器设计(视频讲解： 25分钟，3集)
7.1滤波器设计概述
7.1.1滤波器的类型
7.1.2滤波器的技术指标
7.1.3滤波器的特性
7.1.4IIR滤波器的设计方法
7.2几种简单典型的IIR滤波器
7.2.1全通系统
7.2.2最小与最大相位延时系统
7.2.3最小与最大相位超前系统
7.3模拟低通滤波器特性的逼近
7.3.1巴特沃斯低通滤波器
7.3.2切比雪夫低通滤波器
7.3.3椭圆滤波器
7.4冲激响应不变法
7.4.1基本原理
7.4.2设计方法
7.5双线性变换法
7.5.1基本原理
7.5.2设计方法
7.6模拟滤波器频率变换
7.6.1IIR滤波器频率变换方法
7.6.2模拟低通变换为模拟高通
7.6.3模拟低通变换为模拟带通
7.6.4模拟低通变换为模拟带阻
7.6.5MATLAB实现模拟频率变换
7.7数字频率变换法
7.7.1数字域变换函数
7.7.2数字低通变换为数字低通
7.7.3数字低通变换为数字高通
7.7.4数字低通变换为数字带通
7.7.5数字低通变换为数字带阻
习题
第8章FIR数字滤波器设计(视频讲解： 42分钟，4集)
8.1引言
8.2FIR线性相位滤波器的特点
8.2.1线性相位应满足的条件
8.2.2线性相位FIR滤波器频率响应的特点
8.2.3幅值函数的特点
8.2.4线性相位滤波器零点分布特点
8.3窗函数设计法
8.3.1设计方法
8.3.2常用窗函数
8.3.3窗函数法的设计步骤
8.3.4滤波器设计举例
8.3.5窗函数设计法的主要问题
8.4频率抽样设计法
8.4.1频率抽样设计法基本原理
8.4.2线性相位第一种频率抽样
8.4.3线性相位第二种频率抽样
8.4.4过渡带抽样与逼近误差优化
8.5FIR滤波器的最优化设计
8.5.1均方误差最小准则
8.5.2切比雪夫逼近准则
8.5.3雷米兹交替算法
8.5.4FIR滤波器阶数估计
8.6IIR与FIR数字滤波器的比较
8.7加噪语音信号识别国家虚拟仿真实验项目
习题
第9章有限字长效应
9.1量化与量化误差
9.1.1二进制数的表示
9.1.2定点二进制数的量化误差
9.1.3A/D量化效应
9.1.4量化噪声通过线性系统
9.2有限字长运算的误差效应
9.2.1IIR滤波器的有限字长效应
9.2.2FIR滤波器的有限字长效应
9.3系数量化对滤波器的影响
9.4IIR滤波器的极限环振荡
习题
参考文献
微课视频清单
序号视 频 名 称时长/min书 中 位 置
1第2章布扑阆咝跃砘的简单方法62.1.3节节首
2第2章残蛄械闹芷谛约疤氐92.1.4节例211处
3第2章蚕低车奈榷ㄐ约芭斜鸱椒72.2.4节节首
4第3章灿冶咝蛄惺樟灿蚍治53.2.2节2.右边序列
5第3章沧蟊咝蛄惺樟灿蚍治73.2.2节3.左边序列
6第3章擦羰定理的应用及注意事项103.3.1节节首
7第3章瞶变换性质的物理意义43.4节2.序列的移位
8第3章踩绾渭且涫字信号处理的公式83.6.1节节首
9第4章睤FT隐含周期性54.4.1节节首
10第4章餐ü鼶FT的计算理解其物理意义94.4.1节例46
11第4章睤FT、DTFT和z变换的关系74.4.2节节首
12第4章残蛄械难环移位74.5.2节节首
13第4章睤FT的对偶性64.5.3节节首
14第4章睤FT的共轭对称性及应用164.5.4节节首
15第4章惭环卷积的矩阵计算法134.5.5节节首
16第5章睩FT是否新的算法45.1节节首
17第5章睩FT的基本思想45.2.2节节首
18第5章睤IT基2算法第1次分组解析125.3.1节1.序列x(n)第一次分解
19第5章睤IT基2算法第2次分组解析65.3.1节2.序列x(n)第二次分解
20第5章睤IT基2算法第3次分组分析65.3.1节3.序列x(n)第三次分解
21第5章睩FT算法的倒位序解析125.3.3节1.倒位序规律
22第6章睮IR滤波器二阶基本节及其变化116.2.3节187页倒数第三段
23第6章睩IR直接型滤波器的两种结构86.3.1节节首
24第6章睩IR滤波器二阶基本节解析76.3.2节节首
25第6章蚕咝韵辔唤峁购椭苯有徒峁沟墓叵86.3.3节节首
26第6章财德食檠型结构解析66.3.4节节首
27第7章猜瞬ㄆ鞯某Ｓ貌瘟糠治77.1.2节节首
28第7章踩通系统解析87.2.1节节首
29第7章渤寮は煊Σ槐浞ǖ挠τ107.4.2节节首
30第8章泊昂数设计法的原理和步骤分析78.3.1节节首
31第8章布哟岸云涤虻挠跋旆治168.3.1节2.加窗对H(ejω)的影响
32第8章财德食檠设计法的原理及相关问题88.4.1节节首
33第8章财德食檠设计法的工程问题及优化方法118.4.4节节首
