数字信号处理与滤波器设计 本书特色
本书介绍了数字信号处理与滤波器设计的基础知识,涵盖了信号的分类、时域分析、频域分析、z变换、无限冲激响应滤波器、有限冲激响应滤波器、滤波器的实现、滤波器的量化分析、使用DSP芯片设计硬件、MATLAB基础等内容。本书一个吸引人的特点是每个章节的习题都可以使用章节知识内容解决,读者可以通过解答习题充分地理解课程覆盖的知识,同时给读者提供了大量的动手实践参考,有些问题是先理论后例子求解,有些是先解习题后叙述理论,对读者的双向理解会很有帮助。
数字信号处理与滤波器设计 内容简介
本书适合作为初学者的数字信号处理方面的参考书,内容上以学生的需求为导向,基于作者多年的教学经验。本书前7章涉及了以下专题:①入门基础,②时域分析和z变换,③频域分析,④无限冲激响应滤波器,⑤有限冲激响应滤波器,⑥滤波器的实现,⑦滤波器的量化分析;第8章讨论了硬件设计;第9章介绍了MATLAB软件。本书的重点是数字信号处理的基本概念。
本书的主要特点是在每一个章节中运用了大量的数学模型以及来自MATLAB的函数和信号处理工作箱来解释基本概念。在讲解理论后,这些问题作为例子进行讲解,或是在书中,先解决问题,随后讲解理论。无论哪种方式,其重点在于学生们应该了解基本思想,将解决工作中的问题作为实现这一目标的手段。在章节末尾给出的所有问题都是能够通过文中知识来解决的。理解并解决问题的能力是重要的,并且解决问题之后,对理论的理解会更加深入和透彻。
数字信号处理与滤波器设计 目录
译者序
原书前言
第1章 入门基础1
1.1 简介1
1.2 DSP应用1
1.3 离散时间信号2
1.3.1 离散时间信号的建模与性质7
1.3.2 单位脉冲函数8
1.3.3 常数序列9
1.3.4 单位阶跃函数9
1.3.5 实指数函数10
1.3.6 复指数函数10
1.3.7 cos(ω0n)的性质12
1.4 滤波器设计发展史16
1.5 模拟和数字信号处理19
1.5.1 移动电话网络的运营21
1.6 小结23
习题24
参考文献25
第2章 时域分析和z变换26
2.1 线性时不变系统26
2.1.1 离散时间系统的模型27
2.1.2 递归算法29
2.1.3 卷积和31
2.2 z变换理论33
2.2.1 定义33
2.2.2 零输入和零状态响应40
2.2.3 系统的线性41
2.2.4 时不变系统41
2.3 使用z变换求解差分方程41
2.3.1 z变换的更多应用46
2.3.2 固有响应和强迫响应47
2.4 用经典方法求解差分方程48
2.4.1 瞬态响应和稳态响应52
2.5 z变换方法回顾53
2.6 卷积回顾53
2.7 模型转换58
2.7.1 模型产生回顾59
2.8 稳定性63
2.8.1 Jury-Marden检验64
2.9 使用MATLAB函数求解67
2.10 小结77
习题77
参考文献91
第3章 频域分析93
3.1 简介93
3.2 采样理论93
3.2.1 带通信号采样99
3.3 DTFT和IDTFT 101
3.3.1 非因果输入的时域分析104
3.3.2 时移特性106
3.3.3 频移特性106
3.3.4 时域反转特性106
3.4 单位阶跃序列的DTFT 115
3.4.1 微分特性116
3.4.2 乘法特性119
3.4.3 共轭特性121
3.4.4 对称特性122
3.5 使用MATLAB计算DTFT 124
3.6 DTFS和DFT 131
3.6.1 简介131
3.6.2 离散时间傅里叶级数131
3.6.3 离散傅里叶变换135
3.6.4 由DFT重构DTFT 136
3.6.5 DTFS和DFT的特性137
3.7 快速傅里叶变换146
3.8 使用MATLAB计算DFT和IDFT 147
3.9 小结151
目 录Ⅸ
习题152
参考文献157
第4章 无限冲激响应滤波器158
4.1 简介158
4.2 模拟滤波器的幅度近似161
4.2.1 *大限度平坦和巴特沃斯近似162
4.2.2 巴特沃斯低通滤波器的设计理论166
4.2.3 切比雪夫Ⅰ型近似171
4.2.4 切比雪夫多项式的性质173
4.2.5 切比雪夫Ⅰ型低通滤波器的设计理论174
4.2.6 切比雪夫Ⅱ型近似177
4.2.7 切比雪夫Ⅱ型低通滤波器的设计178
4.2.8 椭圆函数近似180
4.3 模拟频率转换181
4.3.1 高通滤波器181
4.3.2 带通滤波器182
4.3.3 带阻滤波器185
4.4 数字滤波器186
4.5 冲激不变变换187
4.6 双线性变换188
4.7 数字频谱转换193
4.8 全通滤波器196
4.9 使用MATLAB设计IIR滤波器197
4.10 YULE-WALKER近似204
4.11 小结205
习题205
参考文献212
第5章 有限冲激响应滤波器213
5.1 简介213
5.1.1 符号214
5.2 线性相位滤波器215
5.2.1 线性相位FIR滤波器的特性219
5.3 窗改进傅里叶级数法223
5.3.1 吉布斯现象225
5.3.2 窗口函数的使用226
5.3.3 FIR滤波器设计过程229
Ⅹ 数字信号处理与滤波器设计
5.4 使用MATLAB设计加窗FIR滤波器233
5.4.1 滤波器阶数估计233
5.4.2 FIR滤波器设计235
5.5 等波纹线性相位FIR滤波器240
5.6 使用MATLAB设计等波纹FIR滤波器244
5.6.1 使用MATLAB程序设计等波纹FIR滤波器245
5.7 频率采样法248
5.8 小结251
习题253
参考文献259
第6章 滤波器实现260
6.1 简介260
6.2 FIR滤波器的实现261
6.2.1 FIR滤波器网格结构265
6.2.2 线性相位FIR滤波器实现266
6.3 IIR滤波器实现268
6.4 并行全通滤波器275
6.4.1 设计过程279
6.4.2 网格-梯型实现280
6.5 使用MATLAB实现FIR