《数字信号处理》是普通高等教育“十五”**级规划教材,由东南大学吴镇扬教授编写。东南大学的“数字信号处理”课程是首届**精品课程,《数字信号处理》体现了作者多年的教学和科研经验。《数字信号处理》基础理论知识与应用背景并重,是一本很实用的教材。 作者在编写《数字信号处理》时注意处理好和“信号与线性系统”的关系,在保持课程完整性的同时压缩重复内容。在内容取舍上,结合数字信号处理技术的发展做了精心的安排。全书的具体内容有:绪论、离散时间信号与系统、离散傅里叶变换及其快速算法、无限长单位脉冲响应滤波器的设计方法、有限长单位脉冲响应滤波器的设计方法、数字信号处理系统的实现、多采样率信号处理。书中很多例题给出了相应的MATLA卫程序,以便学生能掌握必要的软件工具。实验是本课程的重要环节,为此将实验指导书附在相关章节的后面。 为便于师生使用《数字信号处理》,即将推出与《数字信号处理》配套的教学指导书,同时,作者所在学校将完善本门课程的网站,发布和更新教学资源。 《数字信号处理》可供普通高等学校工科电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器专业以及理科电子信息科学与技术专业使用。

本书是普通高等教育“十五”**级规划教材,适宜作为电气信息(含电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术和自动化)专业以及仪器仪表类专业的本科生教材。学生在使用本教材之前应具有信号与线性系统的基础知识。
近年来由于计算机技术的发展,“数字信号处理”这门课程越来越受到有关专业师生的重视,数字信号处理技术本身在设计思想、算法、仿真与设计工具以及硬件结构等方面也在不断更新发展;与此同时,与之相关的一些课程体系也发生了较大的变化,课程间的整合与衔接有必要认真加以考虑。以下是编写这本教材的指导思想和具体做法:
1.“信号与线性系统”是“数字信号处理”的先修课程,目前的趋势是“信号与线性系统”课程中离散信号与系统的比重大大增加。“数字信号处理”课程既应避免与“信号与线性系统”课程内容的大量重复,又应保持课程的完整性。我们的做法是尽量压缩与“信号与线性系统”课程重复的内容,在简要地复习离散时间信号与系统理论的同时密切联系数字信号处理中的一些具体问题展开讨论。这些问题包括离散时间信号与数字信号的差异;采样频率应如何选取;离散系统在计算机中是如何实现的;在数字信号处理的过程中系统的因果稳定性还会受到哪些因素的影响等。
2.“数字信号处理”是一门介于专业基础和专业之间的课程,教学中既应强调其基础理论知识又应强调其应用背景,两者应当比较好地结合起来,特别是介绍新技术时,应当侧重于它的原理分析,不能变成文本或标准的缩写。例如,数字信号处理器的发展和数字信号处理技术密切相关,在教材中将介绍这类器件的**放在其结构特点与数字信号处理算法之间的关系上,而避免花很多的篇幅去介绍其指令系统甚至是时序逻辑,所举的一些例子也和数字信号处理算法密切相关;在多采样率信号处理一章中,介绍了A/D和D/A转换器的过采样技术,这一重要的技术涉及到许多信号处理的理论和概念,在以往的“数字电路”课程中无法向学生讲授。
3.我们体会到学生在学习这门课程时还应掌握一些必要的软件工具,这既有利于加强概念的理解,又是今后进一步学习和研究所不可缺少的。

绪论

第1章 离散时间信号与系统
1.1离散时间信号
1.1.1几种常用的典型序列
1.1.2序列的运算
1.2采样
1.3离散时间信号的傅里叶变换(DTFT)与z变换
1.3.1离散时间信号的傅里叶变换(DTFT)
1.3.2z变换
1.3.3逆z变换
1.3.4z变换的性质
1.3.5z变换与DTFT的关系
1.3.6Parseval定理
1.4离散时间系统
1.4.1线性系统
1.4.2时不变系统
1.4.3线性时不变系统
1.4.4系统的稳定性与因果性
1.4.5系统的差分方程描述
1.5系统的频率响应与系统函数
习题
实验一熟悉MATLAB环境
附录MATLAB简介

第2章 离散傅里叶变换及其快速算法
2.1离散傅里叶变换(DFT)
2.1.1离散傅里叶级数(DFS)
2.1.2离散傅里叶变换(DFT)
2.2利用DFT做连续信号的频谱分析
2.3快速傅里叶变换(FFT)
2.3.1按时间抽取的FFT
2.3.2按频率抽取的FFT
2.3.3N为组合数的FFT和基四FFT
2.3.4Chirp-z变换
2.4关于FFT应用中的几个问题
2.4.1用FFT计算IDFT
2.4.2实数序列的FFT
2.4.3线性卷积的FFT算法
2.4.4用FFT计算相关函数
2.4.5用FFT计算二维离散傅里叶变换
习题
实验二快速傅里叶变换(FFT)及其应用

第3章 无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器的设计方法
3.1根据模拟滤波器设计IIR滤波器
3.1.1脉冲响应不变法
3.1.2双线性变换法
3.2常用模拟低通滤波器特性
3.2.1巴特沃思(Butterworth)滤波器
3.2.2切比雪夫(CheLyshev)滤波器
3.2.3椭圆(Elliptic)滤波器
3.3从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换
3.3.1低通变换
3.3.2高通变换
3.3.3带通变换
3.3.4带阻变换
3.4从低通数字滤波器到各种数字滤波器的频率变换
3.4.1数字低通-数字低通
3.4.2数字低通-数字高通
3.4.3数字低通-数字带通
3.4.4数字低通-数字带阻
3.5IIR数字滤波器的*优化设计方法
3.5.1帕德(Pade)逼近法
3.5.2普罗尼(Prony)算法
习题
实验三IIR数字滤波器的设计

第4章 有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的设计方法
4.1线性相位FIR滤波器的特点
4.1.1线性相位的条件
4.1.2幅度特性
4.1.3零点特性
4.2窗口设计法
4.3频率采样设计法
4.4FIR滤波器的*优化设计
4.4.1非线性*优法
4.4.2插值解法
4.4.3雷米兹(Remez)交替算法
4.5IIR与FIR数字滤波器的比较
习题
实验四FIR数字滤波器的设计

第5章 数字信号处理系统的实现
5.1数字滤波器的结构
5.1.1数字网络的信号流图
5.1.2IIR滤波器的结构
5.1.3FIR滤波器的结构
5.2量化与量化误差
5.2.1二进制数的表示
5.2.2定点制的量化误差
5.2.3A/D转换的量化效应
5.2.4量化噪声通过线性系统
5.3有限字长运算对数字信号处理系统的影响
5.3.1IIR滤波器的有限字长效应
5.3.2FIR滤波器的有限字长效应
5.3.3FFT计算中的有限字长效应
5.4极限环振荡
5.4.1零输入极限环振荡
5.4.2大信号极限环振荡
5.5系数量化对数字滤波器的影响
5.5.1极点位置灵敏度
5.5.2利用MATLAB分析系数量化对数字滤波器性能的影响
5.6数字信号处理硬件
5.6.1数字信号处理器的发展概况
5.6.2DSP的特点
5.6.3TMS320系列数字信号处理器
5.6.4TMS320C5000的结构原理
5.6.5TMS320C54的指令系统
5.6.6TMS320C54x系列DSP的开发环境
习题

第6章 多采样率信号处理
6.1采样率降低——整数M倍抽取
6.2采样率提高——整数L倍内插
6.3抽取与内插的FIR结构
6.3.1抽取的FIR结构
6.3.2内插的FIR结构
6.4过采样(Oversampling)技术
6.4.1过采样A/D转换器和D/A转换器
6.4.2噪声整形技术
6.5正交镜像滤波器组(QuadratureMirrorFilter,QMF)
6.5.1数字滤波器组的一般概念和定义
6.5.2正交镜像滤波器组
6.5.3QMF公共低通滤波器的FIR设计
6.6树状结构滤波器组
6.6.1倍频程分隔的分析滤波器组
6.6.2倍频程分隔的综合滤波器组
6.7离散小波(Wavelet)变换
6.7.1连续小波变换
6.7.2多分辨率分析
6.7.3二进小波
6.7.4二进小波变换与滤波器组
习题
参考文献
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