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本書系工業(yè)和信息化部十四五規(guī)劃教材，注重理論普適性與應(yīng)用特殊性相結(jié)合，過程推導(dǎo)與仿真驗(yàn)證相結(jié)合，能力培養(yǎng)與價(jià)值塑造相結(jié)合。全書共8 章，主要分三個(gè)部分。部分為數(shù)字信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法，內(nèi)容包括：離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)、離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換。第二部分為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，內(nèi)容包括：濾波器的實(shí)現(xiàn)方法、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)。第三部分為相關(guān)理論知識(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。編者在改版本書的過程中，特意對(duì)本書進(jìn)行了信息化建設(shè)，尤為注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入淺出的詮釋和喜聞樂見的立體化呈現(xiàn)。
本書可作為高等院校電子類、通信類、自動(dòng)化類等相關(guān)專業(yè)的教材，也可用于碩士研究生相關(guān)課程的教學(xué)過程，還可作為廣大科技工作者的參考書。

【章名目錄】

第 1章離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)
第 2章離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析
第3章離散傅里葉變換
第4章快速傅里葉變換
第5章濾波器的實(shí)現(xiàn)方法
第6章 IIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
第7章 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
第8章數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)

【具體目錄】

第 1章離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)
1. 1 離散時(shí)間信號(hào) …………………………… 2
1. 1. 1 常用典型序列 ………………… 3
1. 1. 2 序列的運(yùn)算 …………………… 6
1. 2 離散時(shí)間系統(tǒng) …………………………… 7
1. 2. 1 線性系統(tǒng) ……………………… 8
1. 2. 2 時(shí)不變系統(tǒng) …………………… 8
1. 2. 3 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 ……… 9
1. 3 離散時(shí)間系統(tǒng)的描述 ………………… 10
1. 3. 1 用單位脈沖響應(yīng)與卷積表示線性時(shí)不變系統(tǒng) ……………… 10
1. 3. 2 用線性常系數(shù)差分方程表示線性時(shí)不變系統(tǒng) ……………… 15
1. 3. 3 線性常系數(shù)差分方程的求解 … 15
1. 3. 4 線性卷積與相關(guān)函數(shù)之間的關(guān)系 …………………………… 18
1. 4 模擬信號(hào)的數(shù)字處理方法 …………… 18
1. 4. 1 采樣定理 ……………………… 19
1. 4. 2 時(shí)域采樣恢復(fù) ………………… 22
1. 5 本章小結(jié) ……………………………… 25
習(xí)題 1 ………………………………………… 25

第 2章離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析
2. 1 序列的傅里葉分析 …………………… 29
2. 1. 1 序列傅里葉變換 ……………… 29
2. 1. 2 序列傅里葉變換的性質(zhì)與定理 …………………………… 31
2. 1. 3 離散傅里葉級(jí)數(shù) ……………… 40
2. 1. 4 離散傅里葉級(jí)數(shù)的性質(zhì) ……… 41
2. 1. 5 周期序列的傅里葉變換 ……… 43
2. 1. 6 離散時(shí)間信號(hào)傅里葉變換與模擬信號(hào)傅里葉變換的關(guān)系 … 46
2. 2 序列的 Z 變換 ………………………… 49
2. 2. 1 定義 …………………………… 49
2. 2. 2 收斂域 ………………………… 49
2. 2. 3 逆變換 ………………………… 52
2. 2. 4 Z 變換與拉普拉斯變換、序列傅里葉變換的關(guān)系 ……… 58
2. 2. 5 Z 變換的性質(zhì)與定理 ………… 59
2. 2. 6 利用 Z 變換求解差分方程 …… 63
2. 3 系統(tǒng)的頻域分析 ……………………… 65
2. 3. 1 傳輸函數(shù)與系統(tǒng)函數(shù) ………… 65
2. 3. 2 用系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)分布分析系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性 ……… 66
2. 3. 3 用系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)分布分析系統(tǒng)的頻率特性 ………… 67
2. 4 本章小結(jié) ……………………………… 72
習(xí)題 2 ………………………………………… 73

第3章離散傅里葉變換
3. 1 周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù) ………… 77
3. 2 離散傅里葉變換的定義 ……………… 79
3. 2. 1 周期延拓與取主值運(yùn)算 ……… 80
3. 2. 2 離散傅里葉變換定義 ………… 81
3. 2. 3 DFT 的矩陣表示 ……………… 84
3. 3 離散傅里葉變換的基本性質(zhì) ………… 86
3. 3. 1 線性性質(zhì) ……………………… 86
3. 3. 2 序列循環(huán)移位性質(zhì) …………… 86
3. 3. 3 循環(huán)卷積 ……………………… 90
3. 3. 4 頻域循環(huán)卷積定理 …………… 94
3. 3. 5 復(fù)共軛序列和翻轉(zhuǎn)序列的 DFT …………………………… 94
3. 3. 6 DFT 的共軛對(duì)稱性 …………… 95
3. 3. 7 帕斯瓦爾定理 ………………… 98
3. 3. 8 DFT 性質(zhì)小結(jié) ………………… 99
3. 4 DFT、ZT 及 DTFT 之間的關(guān)系 ……… 99
3. 4. 1 已知有限長(zhǎng)度序列的 ZT、DTFT，確定其 DFT ………………… 100
3. 4. 2 已知有限長(zhǎng)度序列的 DFT，確定其 ZT、DTFT …………… 102
3. 5 頻率采樣定理 ………………………… 103
3. 6 離散傅里葉變換在信號(hào)頻譜分析方面的應(yīng)用 ………………………………… 107
3. 6. 1 四種傅里葉分析方法小結(jié) … 107
3. 6. 2 利用 DFT 對(duì)非周期時(shí)間連續(xù)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析 ………… 109
3. 6. 3 用 DFT 對(duì)序列進(jìn)行頻譜分析 ………………………… 115
3. 7 DFT在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的應(yīng)用 … 116
3. 7. 1 OFDM 的基本原理…………… 118
3. 7. 2 循環(huán)卷積應(yīng)用克服 OFDM 符號(hào)之間的干擾 …………… 120
3. 7. 3 旋轉(zhuǎn)因子正交性頻率不同步對(duì) OFDM 系統(tǒng)的影響 … 122
3. 7. 4 DFT 性質(zhì)的應(yīng)用OFDM 信號(hào)的峰均值比問題 ……… 122
3. 7. 5 奈奎斯特采樣定理的應(yīng)用導(dǎo)頻插入間隔以及導(dǎo) 頻圖樣 ……………………… 124
3. 8 本章小結(jié) ……………………………… 126
習(xí)題 3 ……………………………………… 127

第4章快速傅里葉變換
4. 1 DFT 運(yùn)算量 …………………………… 133
4. 1. 1 直接計(jì)算 DFT 運(yùn)算量的考慮 ………………………… 133
4. 1. 2 影響運(yùn)算量的因素及解決方案 ……………………… 133
4. 2 基 2 按時(shí)間抽取的快速傅里葉變換 …………………………………… 134
4. 2. 1 基 2 DIT-FFT 的基本原理 … 135
4. 2. 2 DIT-FFT 的運(yùn)算量、運(yùn)算特點(diǎn) ………………………… 139
4. 3 基 2 按頻率抽取的快速傅里葉變換 …………………………………… 141
4. 4 IDFT 的快速算法 …………………… 145
4. 4. 1 稍微變動(dòng) FFT 程序和參數(shù)的 IFFT 實(shí)現(xiàn)方法 ……………… 145
4. 4. 2 直接利用 FFT 的 IFFT 實(shí)現(xiàn)方法 ………………………… 146
4. 5 實(shí)序列的 FFT ………………………… 148
4. 6 快速傅里葉變換的應(yīng)用快速卷積 …………………………………… 149
4. 6. 1 快速卷積計(jì)算原理 ………… 149
4. 6. 2 塊卷積 ……………………… 154
4. 7 Chirp-Z 變換 ………………………… 157
4. 7. 1 CZT 的基本原理 …………… 158
4. 7. 2 CZT 的實(shí)現(xiàn)步驟 …………… 161
4. 7. 3 CZT 的優(yōu)點(diǎn) ………………… 162
4. 8 雙音多頻信號(hào)的檢測(cè) ………………… 163
4. 9 本章小結(jié) ……………………………… 167
習(xí)題 4 ……………………………………… 167

第5章濾波器的實(shí)現(xiàn)方法
5. 1 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)表示方法 ………… 171
5. 2 無限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) …………………………………… 172
5. 2. 1 直接型 ……………………… 172
5. 2. 2 級(jí)聯(lián)型 ……………………… 175
5. 2. 3 并聯(lián)型 ……………………… 177
5. 3 有限長(zhǎng)單位脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) …………………………………… 180
5. 3. 1 直接型 ……………………… 181
5. 3. 2 級(jí)聯(lián)型 ……………………… 181
5. 3. 3 頻率采樣型 ………………… 182
5. 4 本章小結(jié) ……………………………… 188
習(xí)題 5 ……………………………………… 189

第6章 IIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
6. 1 數(shù)字濾波器的基本概念 ……………… 193
6. 1. 1 數(shù)字濾波器的分類 ………… 193
6. 1. 2 數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo) …… 194
6. 1. 3 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 …… 195
6. 2 模擬濾波器的設(shè)計(jì) …………………… 196
6. 2. 1 物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的幅頻特性 ………………………… 197
6. 2. 2 模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)和逼近方法 …………… 198
6. 2. 3 巴特沃斯模擬低通濾波器 … 198
6. 2. 4 切比雪夫?yàn)V波器 …………… 205
6. 3 用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字低通濾波器 …………………………… 213
6. 4 用雙線性變換法設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字低通濾波器 ……………………………… 224
6. 5 數(shù)字低通、高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計(jì) ………………………… 230
6. 6 IIR 數(shù)字濾波器的直接設(shè)計(jì)法 ……… 241
6. 6. 1 零極點(diǎn)累試法 ……………… 241
6. 6. 2 時(shí)域直接設(shè)計(jì)法 …………… 242
6. 6. 3 頻域直接設(shè)計(jì)法 …………… 243
6. 7 本章小結(jié) ……………………………… 247
習(xí)題 6 ……………………………………… 248

第7章 FIR 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
7. 1 FIR 數(shù)字濾波器的特點(diǎn) ……………… 252
7. 2 線性相位 FIR 數(shù)字濾波器 …………… 252
7. 2. 1 線性相位條件 ……………… 252
7. 2. 2 線性相位 FIR 數(shù)字濾波器幅度特性 …………………… 254
7. 2. 3 零點(diǎn)分布特點(diǎn) ……………… 258
7. 2. 4 線性相位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ………… 258
7. 3 利用窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器 …… 260
7. 3. 1 窗函數(shù)法 …………………… 260
7. 3. 2 常用窗函數(shù) ………………… 264
7. 3. 3 設(shè)計(jì)步驟 …………………… 268
7. 4 利用頻率采樣法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器 …………………………………… 275
7. 4. 1 頻率采樣法 ………………… 275
7. 4. 2 頻域采樣法的線性相位條件 ………………………… 276
7. 4. 3 逼近誤差分析與改進(jìn)措施 … 277
7. 5 IIR 和 FIR 數(shù)字濾波器的比較 ……… 282
7. 6 其他類型的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) ………… 282
7. 6. 1 全通濾波器 ………………… 283
7. 6. 2 梳狀濾波器 ………………… 284
7. 6. 3 小相位系統(tǒng) ……………… 285
7. 7 本章小結(jié) ……………………………… 287
習(xí)題 7 ……………………………………… 288

第8章數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)
8. 1 實(shí)驗(yàn)一：信號(hào)的表示 ………………… 292
8. 1. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 292
8. 1. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 292
8. 1. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 292
8. 1. 4 參考實(shí)例 …………………… 292
8. 1. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 297
8. 2 實(shí)驗(yàn)二：FFT 頻譜分析及應(yīng)用 ……… 297
8. 2. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 297
8. 2. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 297
8. 2. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 297
8. 2. 4 參考實(shí)例 …………………… 298
8. 2. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 301
8. 2 實(shí)驗(yàn)三：信號(hào)的運(yùn)算卷積 ……… 302
8. 3. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 302
8. 3. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 302
8. 3. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 302
8. 3. 4 參考實(shí)例 …………………… 302
8. 3. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 304
8. 4 實(shí)驗(yàn)四：線性卷積的快速處理方法重疊相加法 ……………………… 304
8. 4. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 304
8. 4. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 305
8. 4. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 305
8. 4. 4 參考實(shí)例 …………………… 305
8. 4. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 306
8. 5 實(shí)驗(yàn)五：線性卷積的快速處理方法重疊保留法 ……………………… 307
8. 5. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 307
8. 5. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 307
8. 5. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 307
8. 5. 4 參考實(shí)例 …………………… 307
8. 5. 4 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 308
8. 6 實(shí)驗(yàn)六：IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) …… 308
8. 6. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 308
8. 6. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 308
8. 6. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 309
8. 6. 4 參考實(shí)例 …………………… 309
8. 6. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 317
8. 7 實(shí)驗(yàn)七：FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) …… 317
8. 7. 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?…………………… 317
8. 7. 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 …………………… 317
8. 7. 3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 …………………… 317
8. 7. 4 參考實(shí)例 …………………… 317
8. 7. 5 思考題及實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ………… 320

參考文獻(xiàn) …………………………………… 322

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