數字信號處理原理及實現(第4版微課視頻版高等學校電子信息類專業系列教材)
內容大鋼
本書系統闡述了數字信號處理的基本原理、演算法分析和實現，共包括緒論和9章內容，即離散時間信號與系統的時域分析、離散時間信號與系統的頻域分析、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、IIR數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、數字濾波器結構與有限字長效應、多採樣率數字信號處理及數字信號處理實驗。
本書概念清楚、理論分析透徹，特別是自始至終運用MATLAB來闡述基本概念和基本原理，將經典理論與現代技術相結合，使知識點的敘述更加清楚易懂。本書還結合實際給出了工程應用實例、MATLAB上機實驗及探究性實驗案例等內容，並配有上機習題及探究性實驗課題，以期讓學生了解課程相關知識在實際工程背景下的應用，併為學生進行課程實驗練習、上機考試及探究性學習提供參考和幫助。
本書為高等院校信息工程、電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自動化、電腦科學等專業本科生教材，也可供從事信息處理、通信、電子技術等方面的工程技術人員及有關科研、教學人員參考使用。
作者介紹
編者:王艷芬//張曉光//王剛//劉衛東|責編:鍾志芳
王艷芬，中國礦業大學教授，中國礦業大學信控學院信息工程「國家特色專業」建設點負責人，江蘇省精品課程「數字信號處理」負責人，國家精品資源共享課程「通信電子電路」負責人，併為研究生講授「現代信號處理」 「通信信號處理」等多?課程。長期從事信號處理、通信與信息系統等方面的教學與科研工作，主持完成江蘇省高等教育教學改革項目、江蘇省高等學校重點教材建設項目等多項省級教學項目。目前正在主持江蘇省高等教育教學改革課題、國家特色專業建設，並主研國家自然科學基金等項目。近年來，獲得國家教學成果二等獎、國家精品資源共享課、江蘇省優秀教學成果一等獎、江蘇省精品課程、江蘇省一類優秀課程、江蘇省多媒體教學課件一等獎和二等獎、江蘇省精品教材、江蘇省高等學校重點教材等省部級以上教學獎勵19項。主編《數字信號處理原理及實現》等教材7部，參編《通信電子電路》等教材4部，出版學術專著l部，發表學術及教學淪文60余篇。
目錄
緒論
0.1 信號、系統與信號處理
0.2 數字信號處理系統的基本組成
0.3 數字信號處理的特點
0.4 數字信號處理基本學科分支
0.5 數字信號處理系統的實現方法
0.6 數字信號處理的應用領域
習題
第1章 離散時間信號與系統的時域分析
1.1 引言
1.2 離散時間信號
1.2.1 序列的定義
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本運算
1.2.4 任意序列的單位脈衝序列表示
1.2.5 MATLAB實現
1.3 離散時間系統
1.3.1 線性系統
1.3.2 時不變系統
1.3.3 線性時不變離散系統
1.3.4 線性卷積的計算
1.3.5 系統的因果性和穩定性
1.4 離散時間系統的時域描述——差分方程
1.4.1 常係數線性差分方程的一般表達式
1.4.2 差分方程的求解
1.4.3 MATLAB實現
1.5 模擬信號數字處理方法
1.5.1 採樣的基本概念
1.5.2 理想採樣及其頻譜
1.5.3 時域採樣定理
1.5.4 採樣的恢復
1.5.5 採樣內插公式
1.5.6 MATLAB實現
1.5.7 時域採樣定理的應用實例——利用頻閃儀探傷與測速
本章小結
習題
第2章 離散時間信號與系統的頻域分析
2.1 引言
2.2 序列的傅里葉變換
2.2.1 序列的傅里葉變換的定義
2.2.2 常用序列的傅里葉變換
2.2.3 序列的傅里葉變換的性質
2.2.4 MATLAB實現
2.3 序列的Z變換
2.3.1 Z變換的定義及其收斂域
2.3.2 序列特性對Z變換收斂域的影響
2.3.3 Z反變換
2.3.4 MATLAB實現
2.3.5 Z變換的性質
2.4 系統函數與頻率響應
2.4.1 系統函數的定義
2.4.2 系統函數和差分方程
2.4.3 系統函數的收斂域與系統的因果穩定性
2.4.4 頻率響應
2.4.5 IIR和FIR系統
2.4.6 MATLAB實現
本章小結
習題
第3章 離散傅里葉變換
3.1 引言
3.2 傅里葉變換的幾種形式
3.2.1 連續時間、連續頻率——連續傅里葉變換（FT）
3.2.2 連續時間、離散頻率——傅里葉級數（FS）
3.2.3 離散時間、連續頻率——序列傅里葉變換（DTFT）
3.2.4 離散時間、離散頻率——離散傅里葉變換（DFT）
3.3 離散傅里葉級數（DFS）
3.3.1 DFS的定義
3.3.2 DFS的性質
3.4 離散傅里葉變換（DFT）
3.4.1 DFT的定義
3.4.2 DFT與Z變換、DTFT的關係
3.4.3 DFT的性質
3.4.4 MATLAB實現
3.5 頻域採樣理論——抽樣Z變換
3.5.1 頻域採樣
3.5.2 頻域恢復——頻域內插公式
3.6 用DFT計算線性卷積和線性相關
3.6.1 線性卷積的DFT演算法
3.6.2 線性相關的DFT演算法
3.7 用DFT進行譜分析
3.7.1 利用DFT對連續非周期信號進行譜分析
3.7.2 用DFT進行譜分析的誤差問題
3.7.3 用DFT進行譜分析的參數考慮
3.7.4 對DFT計算結果的解讀
3.7.5 MATLAB實現
3.7.6 DFT的應用實例——旋轉機械故障診斷
本章小結
習題
第4章 快速傅里葉變換
4.1 引言
4.2 直接計算DFT的問題及改進的途徑
4.2.1 直接計算DFT的運算量問題
4.2.2 改善途徑
4.3 按時間抽取（DIT）的基2-FFT演算法
4.3.1 演算法原理
4.3.2 DIT-FFT演算法與直接計算DFT運算量的比較
4.3.3 演算法特點
4.4 按頻率抽取（DIF）的基2-FFT演算法
4.4.1 演算法原理
4.4.2 演算法特點
4.5 IDFT的高效演算法
4.5.1 利用FFT運算流圖計算IFFT
4.5.2 直接調用FFT子程序的方法
4.6 實序列的FFT演算法
4.7 N為複合數的混合基FFT演算法
4.7.1 演算法的基本原理
4.7.2 N為複合數時演算法的運算量估計
4.8 線性調頻Z變換
4.8.1 演算法基本原理
4.8.2 線性調頻Z變換的實現
4.8.3 線性調頻Z變換的特點
4.8.4 MATLAB實現
本章小結
習題
第5章 IIR數字濾波器的設計
5.1 引言
5.2 數字濾波器的基本概念
5.2.1 數字濾波原理
5.2.2 數字濾波器的分類
5.2.3 數字濾波器的技術指標
6.2.4 數字濾波器的設計方法與常用模擬德波器
5.3 模擬濾波器的設計
5.3.1 幅度平方函數
5.3.2 巴特沃思低通濾波器
5.3.3 切比雪夫低通濾波器
5.3.4 模擬濾波器的頻率變換
5.4 脈衝響應不變法設計IIR數字濾波器
5.4.1 變換原理
5.4.2 s平面與z平面的映射關係
5.4.3 混疊失真
5.4.4 脈衝響應不變法的優缺點
5.4.5 MATLAB實現
5.5 雙線性變換法設計IIR數字濾波器
5.5.1 變換原理
5.5.2 s平面與z平面的映射關係
5.5.3 雙線性變換法中的頻率失真和預畸變
5.5.4 雙線性變換法的優缺點
5.5.5 模擬濾波器的數字化方法
5.5.6 MATLAB實現
5.6 IIR數字濾波器的頻率變換及應用
5.6.1 IIR數字濾波器的頻率變換及MATLAB實現
5.6.2 IIR濾波器的應用實例——人體脈象分析預處理
5.7 IIR數字濾波器的直接設計法
5.7.1 零極點累試法
5.7.2 最小均方誤差法
5.8 IIR數字濾波器的相位均衡
5.8.1 全通濾波器的群時延特性
5.8.2 IIR數字濾波器的群時延均衡
本章小結
習題
第6章 FIR數字濾波器的設計
6.1 引言
6.2 線性相位FIR數字濾波器的特點
6.2.1 線性相位條件
6.2.2 幅度函數特點
6.2.3 線性相位FIR數字濾波器的零點位置
6.3 窗函數法設計FIR數字濾波器
6.3.1 設計方法
6.3.2 加窗對FIR數字濾波器幅度特性的影響
6.3.3 常用窗函數
6.3.4 一般設計步驟及MATLAB實現
6.4 頻率採樣法設計FIR數字濾波器
6.4.1 設計方法
6.4.2 線性相位FIR濾波器的約束條件
6.4.3 逼近誤差
6.4.4 過渡帶採樣的最優設計
6.4.5 一般設計步驟及MATLAB實現
6.5 等波紋逼近法設計FIR數字濾波器
6.5.1 等波紋逼近準則
6.5.2 線性相位FIR數字濾波器的設計
6.5.3 MATLAB實現
6.6 簡單整係數法設計FIR數字濾波器
6.6.1 設計方法
6.6.2 簡單整係數FIR數字濾波器的優化設計
6.6.3 參數求解及MATLAB實現
6.7 FIR和IIR數字濾波器的比較
本章小結
習題
第7章 數字濾波器結構與有限字長效應
7.1 引言
7.2 基本結構單元
7.3 IIR濾波器的基本網路結構
7.3.1 直接型
7.3.2 級聯型
7.3.3 並聯型
7.3.4 全通系統
7.3.5 最小相位系統
7.4 FIR濾波器的基本網路結構
7.4.1 直接型（卷積型）
7.4.2 級聯型
7.4.3 頻率採樣型
7.4.4 線性相位型
7.5 數字濾波器的格型結構
7.5.1 全零點（FIR）系統的格型結構
7.5.2 全極點（IIR）系統的格型結構
7.5.3 極零點系統的格型結構
7.6 有限字長效應
7.6.1 輸入信號的量化效應
7.6.2 數字濾波器的係數量化效應
7.6.3 數字濾波器的運算量化效應
本章小結
習題
第8章 多採樣率數字信號處理
8.1 引言
8.2 序列的整數倍抽取和插值
8.2.1 序列的整數倍抽取
8.2.2 序列的整數倍插值
8.3 有理倍數的採樣率轉換
8.4 多採樣率轉換濾波器的設計
8.4.1 直接型FIR濾波器結構
8.4.2 多相濾波器實現
8.5 多採樣轉換濾波器的MATLAB實現
本章小結
習題
第9章 數字信號處理實驗
9.1 實驗開發工具MATLAB基礎
9.1.1 MATLAB語言
9.1.2 互動式模擬Simulink
9.1.3 濾波器設計分析工具FDATool
9.2 實驗1：FFT頻譜分析及應用
9.3 實驗2：IIR數字濾波器的設計
9.4 實驗3：FIR數字濾波器的設計
9.5 實驗4：數字濾波器結構及Simulink模擬實現
9.6 實驗5：立體聲延時音效處理
9.7 探究性實驗
9.7.1 探究性實驗課題
9.7.2 探究性實驗案例——趣味圖像解密
9.8 上機習題
參考文獻
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