本书系统地讨论了数字信号处理的基本理论、基本分析方法、基本算法和基本实现方法。全书共九章。前三章是离散时间信号与系统的基本理论,即离散时间信号与系统、z变换及离散傅里叶变换。第四章讨论各种快速傅里叶变换算法。第五、六、七章是数字滤波器的结构、理论和设计方法,包括计算机辅助设计方法。第八章是数字信号处理的有限字长效应。第九章以公司的系列为例,介绍数字信号处理器。本书条理清楚,深入浅出,有实例,便于自学。
本书可作为大专院校通信工程、电子信息工程信息工程、自动控制工程等专业的教材也可作为在通信、信息技术、图像处理、遥感、声纳、雷达、生物医学、地震、语音处理等有关领域从事信号处理的科技工作者的参考书。
本书附有包含四个主界面的“数字信号处理多媒体CAI教程”光盘一张。

第二版前言

本书是《数字信号处理教程》第二版. 和**版相比, 它���以下改进:

1. 在**章“离散时间信号与系统”中, 去掉了实际上不会采用的常系数线性差分方程的时域经典解法.

2. 考虑到学科的发展及实际的需要, 在第三章“离散傅里叶变换”中, 增加了3. 9“序列的抽取与内插”(改变抽样率)一节.

3. 在第三章“离散傅里叶变换”中, 增加了3. 8“利用DFT计算模拟信号的傅里叶变换(级数)对”一节.

4. 在第四章“快速傅里叶变换”中, 把“基-4FFT算法”专门作为一节列出, 并增加了既有同址运算结构又能节省乘法次数的“分裂基FFT算法”, 也作为一节列出.

5. 在第五章“数字滤波器的基本结构”中, 增加了在后续课程及实际应用中用得较多的“数字滤波器的格型结构”一节.

6. 由于篇幅所限, 加上学时的限制, 故将第八章“数字信号处理中的有限字长效应”的内容作了较大的压缩, 删掉了浮点运算误差分析部分, 压缩了定点运算误差分析部分.

7. 将**版第九章“数字滤波器的计算机辅助设计”的内容分别并入本书第六章与第七章中.

8. **版第十章“数字信号处理的实现”的内容分别并入第四章. 第六章与第七章中.

9. 第九章“数字信号处理器”的内容全部进行了改写, 以适应DSP器件的快速发展.

10. 增加了一些必要的例题和习题.

11. 改正了已经发现的**版中的错误.

12. *重要的是, 我们配合本书开发了“数字信号处理多媒体CAI教程”(DSP-MCAI-2. 0)的辅助教学光盘. 它是在Windows95上用Visual Basic开发的, 包含4个子系统———概念浏览子系统. 教学演示子系统. 辅助设计子系统和测验子系统. 概念浏览子系统是教材内容的归纳和浓缩. 教学演示子系统共有50个多媒体动态演示程序(有语音提示和解说), 把教程的**和难点用动态的图形来演示, 形象生动, 易于理解. 辅助设计子系统有9个设计和计算程序, 可对IIR滤波器和FIR滤波器进行实际设计, 可对几种FFT算法进行实际的计算并有图形界面. 测验子系统有28个测验题, 能够帮助读者更深入地掌握课程内容.

本书的定位仍是大学本科“数字信号处理”课程的教材, 对信号处理的基础理论和基本算法进行了充分的论述与讨论, 除*后一章外, 每章后面都有习题. 对于一些深入的内容, 属于大学生选修课或研究生课程的内容(例如功率谱估计——经典的和参数模型的, 自适应滤波, *优滤波——维纳滤波与卡尔曼滤波等内容)都没有放入本教材.

本书共有9章, 其中**章“离散时间信号与系统”. 第二章“z变换”的内容和“信号与系统”课的内容有重复, 但为了教材内容的关联性, 这两章仍保留了下来, 使用时可根据各校的情况或选用或舍掉不讲. 第八章“数字信号处理中的有限字长效应”与第九章“数字信号处理器”的内容必须紧密结合实验才好讲授, 条件不具备时这两章也可不讲.

*后, 我要感谢清华大学的应启珩教授, 他对书中的内容提出了很多宝贵意见, 并提供了很多参考资料. 还要感谢中科院声学所李昌立研究员, 他对第九章的编写给予了很大的帮助, 提供了有关的参考资料并提出了宝贵的意见.

作者

2000年 5月



**版前言

本书原名为《数字滤波与快速傅里叶变换》. 该书已在七届大学本科生中使用过.

这次再版, 原书的八章末作变动, 仅改正了其中已发现的错误, 考虑到实际的需要以及数字信号处理基本内容的完整性, 在原书的后面补写了三章, 即第九章“数字滤波器的计算机辅助设计”, 第十章“数字信号处理的实现”, 第十一章“数字信号处理器”. 这三章是与数字信号处理的实际实现及实际应用紧密相关的. 加上这三章后, 本书就包括了数字信号处理的基本理论. 基本分析方法与实际应用. 实际实现这两个方面的内容, 从而成为一个比较完整的体系. 但本书仍是一本数字信号处理基础知识的教材, 因此, 这次再版将书名改为《数字信号处理教程》.

对于新加的三章, 有关专业(包括电子工程. 信息工程. 通信工程. 信号处理. 图像处理等)的大学生应按照实际需要, 选用有关部分作为学习内容.

朱月耕用计算机完成了后三章的全部绘图工作, 在此表示感谢.

作者

1994年 10月

绪论
**章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号——序列
1.2 线性移不变系统
1.3 常系数线性差分方程
1.4 连续时间信号的抽样
习题
第二章 z变换
2.1 引言
2.2 z变换的定义与收敛域
2.3 z反变换
2.4 z变换的基本性质和定理
2.5 序列的z变换与连续信号的拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系
2.6 序列的傅里叶变换
2.7 傅里叶变换的一些对称性质
2.8 离散系统的系统函数,系统的频率响应
习题
第三章 离散傅里叶变换
3.1 引言
3.2 傅里叶变换的几种可能形式
3.3 周期序列的离散傅里叶级数(DFS)
3.4 离散傅里叶级数的性质
3.5 离散傅里叶变换(DFT)——有限长序列的离散频域表示
3.6 离散傅里叶变换的性质
3.7 抽样z变换——频域抽样理论
3.8 利用DFT计算模拟信号的傅里叶变换(级数)对
3.9 序列的抽取与插值
习题
第四章 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
4.3 按时间抽选(DIT)的基-2 FFT算法(库利图基算法)
4.4 按频率抽选(DIF)的基-2 FFT算法(桑德图基算法)
4.5 离散傅里叶反变换(IDFT)的快速计算方法
4.6 N为复合数的FFT算法——混合基算法
4.7 基-4 FFT算法
4.8 分裂基FFT算法
4.9 线性调频z变换(Chirpz变换)算法
4.10 线性卷积与线性相关的FFT算法
4.11 数字信号处理的实现
习题
第五章 数字滤波器的基本结构
5.1 数字滤波器结构的表示方法
5.2 无限长单位冲激响应(IIR)滤波器的基本结构
5.3 有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的基本结构
5.4 数字滤波器的格型结构
习题
第六章 无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器的设计方法
6.1 引言
6.2 *小与*大相位延时系统,*小与*大相位超前系统
6.3 全通系统
6.4 用模拟滤波器设计IIR数字滤波器
6.5 冲激响应不变法
6.6 阶跃响应不变法
6.7 双线性变换法
6.8 常用模拟低通滤波器特性
6.9 设计IIR滤波器的频率变换法
6.10 先利用模拟域频带变换法,再利用数字化法设计数字各型滤波器
6.11 先将模拟归一化低通原型数字化为数字低通,再利用数字域频带变换法设计数字各型滤波器
6.12 直接在数字域设计IIR数字滤波器
6.13 设计IIR滤波器的*优化方法
6.14 数字滤波器的实现
习题
第七章 有限长单位冲激响应(FIR)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
7.3 窗函数设计法
7.4 频率抽样设计法
7.5 设计FIR滤波器的*优化方法
7.6 FIR数字滤波器的硬件实现——位串行方式实现
7.7 IIR与FIR数字滤波器的比较
习题
第八章 数字信号处理中的有限字长效应
8.1 引言
8.2 二进制数的表示及其对量化的影响
8.3 A/D变换的量化效应
8.4 数字滤波器的系数量化效应
8.5 数字滤波器运算中的有限字长效应
8.6 FFT算法的有限字长效应
习题
第九章 数字信号处理器
9.1 引言
9.2 数字信号处理器的结构特点
9.3 TMS 320C30数字信号处理器
9.4 TMS 320系列DSP系统的设计与调试
附录 本书所附“数字信号处理多媒体CAI教程”光盘简介
参考文献

本书所附“数字信号处理多媒体CAI教程”光盘简介:
该光盘包括五部分——一个主界面和四个子系统。主界面是本光盘与用户之间的直接图形接品,其中有四个子系统的清单,可方便地进入各子系统。四个子系统分别是概念浏览子系统、教学演示子系统、辅助设计子系统和测验子系统。该光盘既可用来投影演示,作辅助教学用,又可单独作自学或复习之用。该光盘的使用平台为中文Windows95/98/NT/2000/XP。