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《数字信号处理》
编号： 138005
著作者：刘益成等编著
出版社：电子工业出版社
书号： 9787505396807
出版日期： 2004-3-1
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内容简介

内容简介本书主要介绍数字信号处理的基本理论与分析方法。全书共8章。第1～2章，作为数字信号处理的基础，介绍离散时间信号与系统的时域分析方法、z变换，以及频域分析方法等内容；第3章介绍离散傅里叶变换及其快速算法；第4～6章分别介绍数字滤波器的结构、iir与fir滤波器的设计方法，这些都是数字信号处理的必修内容；第7章论述数字信号处理中的有限字长效应；第8章讨论数字信号处理的软件实现方法，介绍目前在国内外获得广泛应用的matlab软件包及其信号处理工具箱的使用方法。书中每章后都附有习题。书后共有4个附录。附录a为快速傅里叶变换的fftc语言程序，附录b为用窗函数法设计fir数字滤波器的c语言程序，附录c和d分别列出matlab软件包中的常用数学、作图函数及matlab信号处理工具箱中的主要函数，以便读者查阅。本书可作为电子信息类本、专科学生学习数字信号处理的教材或教学参考书，也可作为有关科技人员从事数字信号处理方面工作时的参考书。图书目录第1章离散时间信号与系统1.1离散时间信号1.1.1离散时间信号及其时域表示1.1.2序列的基本运算1.1.3一些常用序列1.1.4序列的周期性1.1.5用单位脉冲序列表示任意序列1.1.6序列的能量与功率1.2离散时间系统1.2.1线性时不变系统1.2.2线性时不变系统的基本元件1.2.3单位脉冲响应与线性时不变系统的卷积表示1.2.4序列的线性相关1.2.5系统的因果性与稳定性1.3线性时不变系统的差分方程描述1.3.1差分方程描述1.3.2差分方程的求解1.4连续时间信号的数字处理1.4.1抽样定理与a/d转换器1.4.2抽样信号的恢复与d/a转换器1.4.3带通信号的抽样习题1第2章离散时间信号与系统的变换域分析2.1序列的z变换2.1.1z变换的定义2.1.2z变换的收敛域2.1.3逆z变换2.1.4z变换的性质与定理2.1.5z变换与拉氏变换的关系2.2序列的傅里叶变换2.2.1序列傅里叶变换的定义2.2.2序列傅里叶变换的性质2.2.3序列傅里叶变换的对称性2.3离散时间系统变换域分析2.3.1系统函数2.3.2离散时间系统的z变换解法2.3.3系统函数的零极点与频率响应2.3.4系统的分类2.3.5全通系统与最小相位系统2.4希尔伯特（hilbert）变换2.4.1hilbert变换与解析信号2.4.2实因果信号傅里叶变换的实部与虚部、对数幅度与相位的hilbert变换关系习题2第3章离散傅里叶变换及其快速算法3.1周期序列的离散傅里叶级数3.1.1周期序列的傅里叶级数（dfs）3.1.2离散傅里叶级数（dfs）的性质3.1.3周期序列的傅里叶变换3.2离散傅里叶变换3.2.1有限长序列的离散傅里叶变换3.2.2dft的一些性质3.2.3离散频率与数字频率和模拟频率之间的关系3.3频域采样定理3.4dft的快速算法——fft3.4.1时域抽取基2fft算法（ditfft）3.4.2频域抽取基2fft算法（diffft）3.4.3逆dft的快速算法（ifft）3.4.4n为合数的fft算法3.5dft与fft的应用3.5.1利用fft进行频谱分析3.5.2用fft计算线性卷积3.5.3用fft计算线性相关3.5.4线性调频z变换(chirpz变换)算法习题3第4章数字滤波器的结构4.1数字网络的信号流图表示4.2iir数字滤波器的结构4.3fir数字滤波器的结构4.4数字滤波器的格型结构4.4.1全零点型格型滤波器结构4.4.2全极点型格型滤波器结构习题4第5章iir数字滤波器的设计5.1引言5.2模拟滤波器设计5.2.1模拟滤波器设计的基本概念5.2.2巴特沃思低通滤波器5.2.3切比雪夫滤波器5.3设计iir滤波器的脉冲响应不变法5.4设计iir滤波器的双线性变换法5.5设计iir数字滤波器的频率变换法5.5.1从s域到z域的频率变换法5.5.2数字域频率变换法5.6数字陷波器设计5.7iir数字滤波器的计算机辅助设计5.7.1iir数字滤波器频域最小均方误差设计5.7.2最小平方逆滤波习题5第6章fir数字滤波器的设计6.1fir数字滤波器的性质6.2fir滤波器的窗函数设计方法6.2.1窗函数设计的基本方法6.2.2常用的窗函数6.2.3几种常用的理想滤波器6.2.4窗函数法小结与例子6.3fir滤波器频率采样法设计6.4fir数字滤波器的等波纹优化设计习题6第7章数字信号处理中的有限字长效应7.1二进制数的表示与量化误差7.1.1二进制数的表示7.1.2量化误差7.2a/d转换器的量化误差7.2.1量化误差的统计分析7.2.2量化信噪比与所需字长的关系7.2.3量化噪声通过线性非时变系统7.3系数量化对数字滤波器的影响7.3.1极点位置灵敏度7.3.2系数量化对二阶子系统极点位置的影响7.3.3频率响应偏差的统计分析7.4数字滤波器的运算量化效应7.4.1iir滤波器定点运算舍入误差的统计分祈7.4.2iir滤波器定点加法运算的溢出问题7.4.3极限环振荡7.4.4定点运算的溢出振荡7.4.5浮点运算中的有限字长效应7.5fft算法的有限字长效应7.5.1蝶形运算的统计模型7.5.2防止溢出和fft输出的信噪比7.5.3浮点fft算法中的量化效应习题7第8章matlab在信号处理中的应用8.1matlab简介8.2matlab中离散信号的表示与运算8.2.1用matlab函数产生离散信号8.2.2matlab中信号的运算8.3用matlab进行系统分析8.3.1系统零极点分析8.3.2计算频率响应8.4用matlab进行信号的变换8.5用matlab设计iir数字滤波器8.5.1模拟滤波器的设计函数8.5.2模拟滤波器到数字滤波器的映射——由模拟滤波器变换成等效的数字滤波器8.5.3直接设计iir数字滤波器的函数8.5.4iir滤波器设计举例8.6用matlab设计fir数字滤波器8.6.1设计fir滤波器的函数8.6.2常用的窗函数8.7用matlab实现数字滤波器结构与滤波过程8.7.1用matlab实现数字滤波器结构8.7.2用matlab实现滤波过程习题8附录afftc语言程序附录b用窗函数法设计fir数字滤波器的c语言程序附录cmatlab常用函数附录d信号处理工具箱函数参考文献序言/前言前言信号处理是科学研究和工程技术许多领域都需要进行的一个重要环节，这种处理包括信号的检测、变换、滤波、压缩、传输、信息提取、显示等。由于自然界中的各种信号，例如光、电、声、振动、压力、温度等通常表现为在时间和幅度上都是连续的模拟信号，因此传统上对信号的处理大都采用模拟系统(或电路)来实现。随着人们对信号处理要求的日益提高，以及模拟信号处理中一些不可克服的缺点，对信号的许多处理转而采用数字的方法来进行。近年来由于大规模集成电路和计算机技术的进步，信号的数字处理技术得到了飞速发展。数字信号处理系统无论在性能、可靠性、体积、耗电量、成本等诸多方面都比模拟信号处理系统优越得多，使得许多以往采用模拟信号处理的系统越来越多地被数字处理系统所代替，这反过来进一步促进了数字信号处理技术的发展，其应用领域包括通信、计算机网络、雷达、自动控制、地球物理、声学、天文、生物医学、消费类电子产品等国民经济的各个部门，已经成为信息产业的核心技术之一。数字信号处理的理论与技术本身也成为信号与信息处理学科中一个重要且十分活跃的分支。数字信号处理本质上是利用数学的方法和数字系统来实现对信号的处理，它主要研究两个方面的问题：其一是研究信号处理的各种处理算法，即建立数学模型；其二是算法的实现，包括采用计算机软件实现，或采用专用的数字系统实现。目前，随着数字化的深入，许多新型的器件，如数字信号处理单片机（dsp）和各种专用集成芯片（asic），在数字信号处理系统的实现中扮演了越来越重要的角色。算法的研究是信号处理的基础，从数学的角度而言，信号可分为确定信号与随机信号、线性与非线性信号。信号的类型不同，对它们进行处理的算法也就不同。从传统的傅里叶分析到现代的谱估计方法和小波分析，从经典的线性系统分析方法到非线性的混沌分析与人工神经网络方法，其应用的数学方法几乎涉及到了所有的数学分支。同时由于应用的领域不同，信号处理的算法也各不相同，例如，语音通信需要处理一维的信号，图像与视频处理则分别需要处理二维和三维的信号。因此算法研究是一个理论性很强的问题。另一方面，数字信号处理系统的实现要涉及电子器件、计算机硬件、软件、工艺等各方面知识，并且随着时间的推移，新的器件还在不断地涌现。因此，数字信号处理是一个内容十分丰富、涉及面广泛且发展很快的学科。本书作为电子信息类本科生对数字信号处理的入门性的教材，限于篇幅，将仅着重讨论离散线性时不变确定信号与系统的基本理论与分析方法，这也是进一步学习所有其他类型数字信号处理的基础。全书分8章和4个附录，每一章后面都附有习题。第1～2章，作为数字信号处理的基础，介绍离散时间信号与系统的时域分析方法、z变换，以及频域分析方法等内容；第3章介绍离散傅里叶变换及其快速算法；第4～6章分别介绍数字滤波器的结构、iir与fir滤波器的设计方法，这些都是数字信号处理的必修内容；第7章论述数字信号处理中的有限字长效应；第8章讨论数字信号处理的软件实现方法，介绍目前在国内外获得广泛应用的matlab软件包及其信号处理工具箱的使用方法。对于学生和初学者来说，该软件包简单易学的语言和极好的图形方式，为信号处理的学习提供了一个直观快速的仿真工具，可以加深学生对基本理论与方法的理解。附录a为快速傅里叶变换的fftc语言程序，附录b为用窗函数法设计fir数字滤波器的c语言程序，供学生上机实验与练习之用。附录c列出了matlab软件包中的常用数学与作图函数，附录d给出了matlab信号处理工具箱中的主要函数，以便读者使用时查阅。本书第7章由孙祥娥老师编写，附录a和附录b的c语言程序由沈孝科老师调试通过，其余各章由刘益成老师编写。武汉大学甘良才教授和华中科技大学王殊教授审阅了全书，提出了不少宝贵的意见。此外，在本书编写过程中，还得到王福昌教授、余厚全教授和张光明博士的关心和支持，作者在此一并表示衷心感谢！由于作者水平有限，书中缺点和错误在所难免，恳请广大读者批评指正。编者

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字数:501千字页码:335 开本:16开

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