《数字信号处理》主要介绍了数字信号处理的基本理论、基本概念和基本分析方法。全书分为9章。绪论主要介绍了数字信号处理的基本概念和特点,以及数字信号处理系统的基本组成和应用领域;第1章介绍离散时间信号与系统的基本知识;第2章讲述了z变换的定义和基本结构;第3章讲述了离散傅里叶变换(DFT);第4章介绍了快速傅里叶变换(FFT);第5章介绍了数字滤波器的基本结构;第6章讲述了无限长单位脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计方法;第7章课了有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计方法;第8章介绍了数字信号处理中的有限字长效应问题;第9章介绍了数字信号处理的硬件实现基本知识。
《数字信号处理》可作为电子与信息类专业(包括电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业)本科生的教材或参考书,也可作为从事相关专业领域的工程技术人员的参考资料。《数字信号处理》配有电子教案及习题解答,欢迎广大教师免费下载。

0.1信号、系统与信号处理
人们相互问候、发布新闻、传播图像或者传递数据,其目的都是要把某些消息借一定形式的信号传送出去。信号是消息的表现形式,消息则是信号的具体内容。
很久以来,人们曾寻求各种方法,以实现信号的传传输。例如,我国古代借助烽火来传送边疆警报;人们借助于声音和文字信号表达自己的思想和感悟,医学工作者用生物电信号描述人体器官的功能;经济学者用经济统计数据评价和预测社会经济的发展等。
同一种信号可以从不同角度进行分类。
(1)确定性信号与随机信号:对于指定的某一时刻t,除若干不连续点外,可确定一相就的函数值f(t),这样的信号是确定信号。例如正弦信号。但是实际传输的信号往往具有未可预知的不确定性,这种信号称之为随机信号或不确定的信号。 信号与信息处理是信息科学的主要学科之一,数字信号处理则是信号与信息处理及一系列相关学科的重要基础。自20世纪70年代以来,随着理论与技术的迅猛发展,数字信号处理在当今信息社会中获得了广泛应用并产生了巨大影响。“数字信号处理”不仅成为高等院校电子类和通信类专业本科阶段的一门重要专业基础课,也是其他如自动控制类和机械类专业的一门必修课。
本书是根据教育部有关专业教材编审委员会制定的教学大纲编写而成。主要取材于作者为哈尔滨工程大学电子信息工程、通信工程和信息对抗技术等专业开设的“数字信号处理”课程所用的讲稿以及教学心得体会,并融入作者多年来从事信号处理领域的研究所取得的部分科研成果,同时参考了国内外较新的同类教材和参考文献。
本书的结构和内容大致安排如下。绪论主要介绍了数字信号处理的基本概念和特点,以及数字信号处理系统的基本组成和应用领域;第1章介绍了离散时间信号与系统的基本知识,是本书的理论基础;第2章讲述了z变换,给出了z变换的定义和基本性质,它是分析离散时间信号与系统的一种主要理论工具;第3章讲述了离散傅里叶变换,包括周期序列的离散傅里叶级数(DFS)和有限长序列的离散傅里叶变换(DFT),介绍了频域采样的基本知识;第4章介绍了快速傅里叶变换,包括按时间抽选(DIT)的基一2 FFT算法和按频率抽选(DIF)的基一2 FFI’算法,以及线性调频z变换(Chirp-z变换)算法;第5章介绍了数字滤波器的基本结构;第6章讲述了无限长单位脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计方法,包括脉冲响应不变法和双线性变换法,以及原型变换;第7章讲述了有限长单位脉冲响应数字滤波器的设计方法,包括窗函数法和频率抽样设计法;第8章介绍了数字信号处理中的有限字长效应问题;第9章介绍了数字信号处理的硬件实现基本知识。
本书参考教学时数为48~56学时,标有“*”的章节为选学内容。任课教师可根据具体情况安排选择使用。
本书是哈尔滨工程大学省级精品课程“数字信号处理”的选用教材,该书有配套的《数字信号处理学习与实验指导》辅导教材。为了配合课程教学辅导,建立了相应的“数字信号处理”课程学习精品课程网站(http://jpkc.hrbeu.edu.cn/yhxjzong.asp),提供了丰富的教学资源和学习辅导资料。同样内容也可在华信教育资源网(www.huaxin.edu.cn)免费下载。欢迎广大授课教师注册登录。
本书编写人员及所负责内容为:赵春晖(绪论、第1章和第2章)、马惠珠(第3章和第4章)、陈立伟(第5章、第6章和第7章)、罗天放(第8章和第9章),全书由赵春晖进行统稿。本书的编写和出版得到了电子工业出版社和哈尔滨工程大学信息与通信工程学院等单位的大力支持和帮助,在此表示真诚谢意。由于作者的学识有限,书中难免有错误和不妥之处,欢迎读者批评指正。

第0章绪论
0.1信号、系统与信号处理
0.2数字信号处理系统的基本组成
0.3数字信号处理的特点
0.4数字信号处理的应用

第1章离散时间信号与系统
1.1引言
1.2离散时间信号——序列
1.2.1几种常用的典型序列
1.2.2序列的运算
1.2.3序列的周期性
1.2.4用单位脉冲序列来表示任意序列
1.2.5序列的能量
1.3连续时间信号的采样
1.3.1理想采样
1.3.2理想采样信号的频谱
1.3.3采样的恢复
1.3.4由采样信号序列重构带限信号
1.4离散时间系统的时域分析
1.4.1线性系统
1.4.2时不变系统
1.4.3单位脉冲呼应与系统的输入输出关系
1.4.4线性时不变系统的性质
1.4.5因果系统
1.4.6稳定系统
1.5常系数线性差分方程
1.6实例分析——语音信号基间周期轨迹的平滑

第2章z变型
2.1引言
2.2z变换的定义、典型序列的z变换
2.2.1z变换的定义
2.2.2对z变换式的理解
2.2.3典型序列的z变换
2.3z变换的收敛域
2.3.1收敛域的定义
2.3.2两种判定法
2.4z逆变换
2.4.1围线积分法(留数法)
2.4.2部分分式展开法
2.4.3幂级数展开法(长除法)
2.5z变换的基本性质
2.6拉普拉斯变换、傅里叶变换与z变换
2.6.1拉普拉斯变换与z变换
2.6.2连续信号的傅里叶变换与序列的z变换
2.6.3数字频率与频谱
2.7系统函数
2.7.1因果系统
2.7.2稳定系统
2.7.3因果稳定系统
2.7.4系统函数和差分方程的关系
2.7.5系统的频率响应
2.7.6频率响应的几何确定法
2.7.7FIR系统与IIR系统
习题

第3章离散傅里叶变换
3.1引言
3.2周期序列的离散傅里叶级数
3.3离散傅里叶级数的性质
3.3.1线性
3.3.2序列的移位
3.3.3周期卷积和
3.4有限长序列离散傅里叶变换(DFT)
3.4.1 DFT的定义
3.4.2DFT与DTFT、z变换的关系
3.5离散傅里叶变换(DFT)的性质
3.5.1线性
3.5.2圆周移位
3.5.3圆周卷积
3.5.4有限长序列的线性卷积与圆周卷积
3.5.5共轭对称性
3.5.6DFT形式下的帕塞瓦尔定理
3.6频域采样
3.6.1频域采样
3.6.2内插公式
3.7 DFT实例分析
3.7.1信号消噪
3.7.2信号的频域分析
习题

第4章快速傅里叶变换
4.1 引言
4.2直接计算DFT的问题及改进的途径
4.2.1 DFT的运算量
4.2.2减少运算量的途径
4.3 按时间抽选的基-2 FFT算法(COOlcy-Tukey算法)
4.3.1算法原理
4.3.2运算量
4.3.3按时间抽选的FFT算法的特点
4.4按频率抽选的基-2 FFT算法(Sande.lukey算法)
4.4.1算法原理
4.4.2按频率抽选的FFT算法的特点
4.4.3按频率抽选法与按时间抽选法的异同
4.5离散傅里叶反变换的快速计算方法
4.6线性调频z变换算法
4.6.1 CZT变换算法原理
4.6.2 CZT变换的实现步骤
4.6.3 CZT变换算法的运算量估算
4.7 FFT实例分析
4.7.1利用FFT分析时域连续信号频谱
4.7.2线性卷积和线性相关的FFT算法
习题

第5章数字滤波器的基本结构
5.1数字滤波器的结构特点与表示方法
5.2无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器的基本结构
5.2.1直接I型
5.2.2直接II型(典范型)
5.2.3级联型
5.2.4并联型
5.3有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的基本结构
5.3.1横截型(卷积型、直接型)
5.3.2级联型
5.3.3频率抽样型
5.3.4快速卷积结构
习题

第6章无限长单位脉冲响应数字滤波器的设计方法
6.1引言
6.2常用模拟低通滤波器的设计方法
6.2.1 由幅度平方函数来确定系统函数
6.2.2巴特沃思低通逼近
6.2.3切比雪夫低通逼近
6.3脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
6.3.1变换原理
6.3.2混叠失真
6.3.3模拟滤波器的数字化方法
6.3.4优缺点
6.4双线性变换法设计IIR数字滤波器
6.4.1变换原理
6.4.2变换常数c的选择
6.4.3逼近的情况
6.4.4优缺点
6.4.5模拟滤波器的数字化方法
6.5原型变换
6.5.1低通变换
6.5.2高通变换
6.5.3带通变换
6.5.4.带阻变换
6.6 实例分析--数字陷波器
习题

第7章有限长单位脉冲响应数字滤波器的设计方法
7.1 引言
7.2线性相位FIR滤波器的特点
7.2.1线性相位条件
7.2.2线性相位FIR滤波器频率响应的特点
7.2.3幅度函数的特点
7.2.4零点位置
7.3窗函数法设计FIR数字滤波器
7.3.1设计方法
7.3.2各种窗函数
7.3.3窗函数法的设计步骤
7.3.4窗函数法计算中的主要问题
7.4用频率抽样设计法设计FIR数字滤波器
本书详尽地讨论了数字信号处理中的基本内容
给出了一些应用的实例分析,对数字信号处理的理论和实践进行了较好的结合
文字通俗易懂、内容深入浅出.讲解突出**
服务于电子信息工程专业、通信工程专业及其他相关专业
7.4.1线性相位的约束
7.4.2频率抽样的两种方法
7.4.3逼近误差及其改进措施
7.5 IIR和FIR数字滤波器的比较
习题

第8章数字信号处理中的有限字长效应
8.1 引言
8.2量化方式
8.2.1二进制算术运算表示法
8.2.2负数的三种表示法
8.2.3量化方式--舍入与截尾
8.3模/数变换的量化效应
8.3.1模/数变换的量化误差
8.3.2量化误差的统计分析
8.4数字滤波器的系数量化效应
8.4.1系数极点(零点)位置对系统量化的灵敏度
8.4.2系数量化对二阶子系统极点位置的影响
8.5数字滤波器的有限字长效应

第9章数字信号处理的硬件实现
9.1数字信号处理的实现
9.2数字信号处理器(DSP)
9.2.1数字信号处理器的特点与发展
9.2.2 DSP芯片的分类
9.3 B1ackfinDSP介绍
9.4 DSP芯片的选择
9.5 DSP芯片的应用
9.6 DSP系统结构
9.6.1 DSP系统构成
9.6.2 DSP系统的特点
9.6.3 DSP系统的设计过程
9.7 FPGA实现数字信号处理
9.8 FIR滤波在DSP和FPGA上的实现
习题
参考文献
……

《数字信号处理》详尽地讨论了数字信号处理中的基本内容
给出了一些应用的实例分析,对数字信号处理的理论和实践进行了较好的结合
文字通俗易懂、内容深入浅出.讲解突出**
服务于电子信息工程专业、通信工程专业及其他相关专业