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數字信號處理——面向非電類專業 版權信息
- ISBN：9787121460357
- 條形碼：9787121460357 ; 978-7-121-46035-7
- 裝幀：平塑
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
數字信號處理——面向非電類專業 本書特色
面向非電類專業，配套電子課件PPT、習題參考答案、教學指南、仿真程序代碼
數字信號處理——面向非電類專業 內容簡介
本書根據普通高等院校本科生教學大綱的要求選材，系統地介紹數字信號處理的基礎理論、基本概念、基本分析方法、算法和設計原理。全書共8章，包括四部分。**部分是數字信號處理基本概念及對數字信號處理的總體概覽，包括第1章；第二部分是離散時間信號和離散時間系統的時域、頻域分析，包括第2、3、4章；第三部分是離散傅里葉變換的快速算法，包括第5章；第四部分是數字濾波器的基礎理論與設計方法，包括第6、7、8章。本書敘述簡潔，條理清晰，內容深入淺出，并配有大量的例題和上機實驗，便于教師的教學和學生的自學。本書提供配套的電子課件PPT、習題參考答案、教學指南、仿真程序代碼等。本書可作為高等院校非電類專業數字信號處理的基礎教材，也可供相關工程技術人員學習、參考。
數字信號處理——面向非電類專業 目錄
第1章 緒論 1
1.1 數字信號處理的基本概念 1
1.2 數字信號處理系統的基本組成 2
1.3 數字信號處理的實現方法 3
1.4 數字信號處理的特點 3
1.5 數字信號處理的應用 4
習題 4
第2章 離散時間信號和離散時間系統 5
2.1 離散時間信號 5
2.1.1 離散時間信號的由來 5
2.1.2 離散時間信號的表示 5
2.1.3 常用的典型序列 6
2.1.4 序列的運算 9
2.1.5 卷積和的計算 13
2.1.6 序列的周期性 18
2.1.7 MATLAB中序列的產生和序列的運算舉例 19
2.2 離散時間系統 20
2.2.1 線性系統 21
2.2.2 時不變系統 22
2.2.3 線性時不變系統 23
2.2.4 因果系統 24
2.2.5 穩定系統 26
2.3 常系數線性差分方程 27
2.4 模擬信號的抽樣 31
2.4.1 時域抽樣定理 31
2.4.2 時域信號的抽樣恢復 34
習題與上機題 36
第3章 離散時間信號和系統的頻域分析 39
3.1 引言 39
3.2 離散時間信號的傅里葉變換的定義及性質 39
3.2.1 DTFT的定義 39
3.2.2 DTFT的性質 40
3.3 周期序列的離散傅里葉級數與傅里葉變換 46
3.3.1 周期序列的離散傅里葉級數 46
3.3.2 周期序列的傅里葉變換表示式 48
3.4 離散時間信號的傅里葉變換與模擬信號的傅里葉變換之間的關系 49
3.5 序列的Z變換 51
3.5.1 Z變換的定義 51
3.5.2 序列特性對收斂域的影響 52
3.5.3 Z反變換（IZT） 55
3.6 Z變換的性質 62
3.7 利用Z變換解差分方程 71
3.7.1 離散時間系統的輸出（響應） 71
3.7.2 Z變換求解差分方程 72
3.8 利用Z變換分析信號和系統的頻率響應特性 74
3.8.1 頻率響應函數與系統函數 74
3.8.2 頻率響應函數的物理意義 75
3.8.3 用系統函數的極點分布分析系統的因果性和穩定性 76
3.8.4 有理系統函數的頻率響應特性 77
3.8.5 利用MATLAB計算系統的零、極點 79
3.8.6 幾種特殊系統的系統函數及其特點 81
習題與上機題 85
第4章 離散傅里葉變換（DFT） 89
4.1 引言 89
4.2 有限長序列的傅里葉表示 89
4.2.1 DFT的定義 89
4.2.2 DFT與傅里葉變換和Z變換的關系 90
4.2.3 DFT的隱含周期性 91
4.2.4 DFT與IDFT的矩陣形式 93
4.2.5 用MATLAB計算DFT 93
4.3 DFT的基本性質 95
4.4 頻域抽樣定理 104
4.4.1 頻域抽樣與頻域抽樣定理 104
4.4.2 頻域內插公式與頻域內插函數 105
4.5 DFT的應用舉例 107
4.5.1 用DFT計算卷積和 107
4.5.2 用DFT對信號進行譜分析 109
習題與上機題 116
第5章 快速傅里葉變換（FFT） 120
5.1 引言 120
5.2 按時間抽取基2FFT算法 120
5.2.1 直接計算DFT的計算量及減小運算量的措施 120
5.2.2 時域抽取基2FFT算法（DIT-FFT） 121
5.2.3 DIT-FFT的運算量 124
5.2.4 DIT-FFT的運算規律及編程思想 125
5.3 按頻率抽取基2FFT算法 129
5.3.1 頻域抽取基2FFT算法（DIF-FFT）基本原理 129
5.3.2 以N = 23為例實現基2FFT算法 130
5.3.3 DIF-FFT與DIT-FFT的比較 131
5.4 進一步減小運算量的措施 132
5.4.1 多類蝶形單元運算 132
5.4.2 旋轉因子的生成 133
5.4.3 實序列的FFT算法 133
習題與上機題 134
第6章 離散時間系統的基本結構 135
6.1 引言 135
6.2 信號流圖表示網絡結構 135
6.2.1 基本運算單元的表示 136
6.2.2 基本信號流圖 137
6.3 IIR系統的基本網絡結構 138
6.3.1 IIR濾波器的特點 138
6.3.2 直接型結構 138
6.3.3 級聯型結構 140
6.3.4 并聯型結構 142
6.4 FIR系統的基本網絡結構 144
6.4.1 FIR濾波器的特點 144
6.4.2 直接型結構 144
6.4.3 級聯型結構 145
6.4.4 線性相位結構 146
6.4.5 頻率抽樣結構 147
習題與上機題 150
第7章 無限脈沖響應數字濾波器的設計 153
7.1 數字濾波器的基本概念 153
7.1.1 數字濾波器的分類 153
7.1.2 數字濾波器的技術指標 154
7.1.3 數字濾波器設計方法概述 156
7.2 模擬低通濾波器的設計 157
7.2.1 模擬低通濾波器的設計指標及逼近方法 157
7.2.2 巴特沃斯低通濾波器的設計 159
7.2.3 切比雪夫低通濾波器的設計 165
7.2.4 橢圓濾波器的設計 172
7.2.5 5種類型模擬低通濾波器的比較 173
7.3 模擬濾波器的頻率轉換 174
7.3.1 模擬濾波器的頻率轉換公式 174
7.3.2 高通、帶通、帶阻濾波器的設計舉例 177
7.4 用脈沖響應不變法設計IIR數字低通濾波器 182
7.4.1 脈沖響應不變法的基本思想 183
7.4.2 從模擬低通濾波器Ha(s)到數字低通濾波器H(z)的轉換公式 183
7.4.3 頻譜混疊現象 184
7.4.4 改進的脈沖響應不變法 185
7.4.5 脈沖響應不變法設計數字濾波器舉例 187
7.5 用雙線性變換法設計IIR數字低通濾波器 189
7.5.1 雙線性變換法的基本思想 190
7.5.2 雙線性變換法的性能分析 191
7.5.3 雙線性變換法的應用舉例 192
7.6 數字高通、帶通和帶阻濾波器的設計 195
習題與上機題 199
第8章 有限脈沖響應數字濾波器的設計 201
8.1 引言 201
8.2 線性相位FIR數字濾波器的特點 201
8.2.1 線性相位的條件 201
8.2.2 線性相位FIR數字濾波器對h(n)的約束條件 202
8.2.3 兩類線性相位FIR數字濾波器幅度函數Hg(?)的特點 203
8.2.4 線性相位FIR數字濾波器零點分布的特點 206
8.3 利用窗函數法設計FIR數字濾波器 207
8.3.1 窗函數法設計FIR數字濾波器的基本思想 207
8.3.2 各種理想濾波器頻率響應函數Hd(ej?)及hd(n)的表達式 207
8.3.3 窗函數法設計FIR數字濾波器的性能分析 210
8.3.4 典型窗函數介紹 213
8.3.5 用窗函數法設計FIR數字濾波器的步驟 219
8.3.6 窗函數法的MATLAB設計函數簡介 221
8.4 利用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器 224
8.4.1 頻率抽樣法設計FIR數字濾波器的基本思想 224
8.4.2 設計線性相位濾波器對Hd(k)的約束條件 225
8.4.3 逼近誤差及其改進措施 227
8.4.4 用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器的步驟 229
8.4.5 利用MATLAB實現頻率抽樣和窗函數相結合的濾波器設計 231
8.5 利用等波紋*佳逼近法設計FIR數字濾波器 233
8.5.1 等波紋*佳逼近法的基本思想 233
8.5.2 等波紋濾波器的技術指標及其描述參數 233
8.5.3 remezord和remez函數及各種濾波器設計指標 235
8.5.4 等波紋*佳逼近法設計FIR數字濾波器舉例 237
8.6 IIR和FIR數字濾波器的比較 240
8.7 幾種特殊類型濾波器簡介 240
8.8 濾波器分析設計工具FDATool 241
習題與上機題 245
附錄A 任意周期函數的傅里葉級數展開 248
附錄B 留數定理及留數輔助定理 249
附錄C 用Masson公式求網絡傳輸函數H(z) 250
參考文獻 252
1.1 數字信號處理的基本概念 1
1.2 數字信號處理系統的基本組成 2
1.3 數字信號處理的實現方法 3
1.4 數字信號處理的特點 3
1.5 數字信號處理的應用 4
習題 4
第2章 離散時間信號和離散時間系統 5
2.1 離散時間信號 5
2.1.1 離散時間信號的由來 5
2.1.2 離散時間信號的表示 5
2.1.3 常用的典型序列 6
2.1.4 序列的運算 9
2.1.5 卷積和的計算 13
2.1.6 序列的周期性 18
2.1.7 MATLAB中序列的產生和序列的運算舉例 19
2.2 離散時間系統 20
2.2.1 線性系統 21
2.2.2 時不變系統 22
2.2.3 線性時不變系統 23
2.2.4 因果系統 24
2.2.5 穩定系統 26
2.3 常系數線性差分方程 27
2.4 模擬信號的抽樣 31
2.4.1 時域抽樣定理 31
2.4.2 時域信號的抽樣恢復 34
習題與上機題 36
第3章 離散時間信號和系統的頻域分析 39
3.1 引言 39
3.2 離散時間信號的傅里葉變換的定義及性質 39
3.2.1 DTFT的定義 39
3.2.2 DTFT的性質 40
3.3 周期序列的離散傅里葉級數與傅里葉變換 46
3.3.1 周期序列的離散傅里葉級數 46
3.3.2 周期序列的傅里葉變換表示式 48
3.4 離散時間信號的傅里葉變換與模擬信號的傅里葉變換之間的關系 49
3.5 序列的Z變換 51
3.5.1 Z變換的定義 51
3.5.2 序列特性對收斂域的影響 52
3.5.3 Z反變換（IZT） 55
3.6 Z變換的性質 62
3.7 利用Z變換解差分方程 71
3.7.1 離散時間系統的輸出（響應） 71
3.7.2 Z變換求解差分方程 72
3.8 利用Z變換分析信號和系統的頻率響應特性 74
3.8.1 頻率響應函數與系統函數 74
3.8.2 頻率響應函數的物理意義 75
3.8.3 用系統函數的極點分布分析系統的因果性和穩定性 76
3.8.4 有理系統函數的頻率響應特性 77
3.8.5 利用MATLAB計算系統的零、極點 79
3.8.6 幾種特殊系統的系統函數及其特點 81
習題與上機題 85
第4章 離散傅里葉變換（DFT） 89
4.1 引言 89
4.2 有限長序列的傅里葉表示 89
4.2.1 DFT的定義 89
4.2.2 DFT與傅里葉變換和Z變換的關系 90
4.2.3 DFT的隱含周期性 91
4.2.4 DFT與IDFT的矩陣形式 93
4.2.5 用MATLAB計算DFT 93
4.3 DFT的基本性質 95
4.4 頻域抽樣定理 104
4.4.1 頻域抽樣與頻域抽樣定理 104
4.4.2 頻域內插公式與頻域內插函數 105
4.5 DFT的應用舉例 107
4.5.1 用DFT計算卷積和 107
4.5.2 用DFT對信號進行譜分析 109
習題與上機題 116
第5章 快速傅里葉變換（FFT） 120
5.1 引言 120
5.2 按時間抽取基2FFT算法 120
5.2.1 直接計算DFT的計算量及減小運算量的措施 120
5.2.2 時域抽取基2FFT算法（DIT-FFT） 121
5.2.3 DIT-FFT的運算量 124
5.2.4 DIT-FFT的運算規律及編程思想 125
5.3 按頻率抽取基2FFT算法 129
5.3.1 頻域抽取基2FFT算法（DIF-FFT）基本原理 129
5.3.2 以N = 23為例實現基2FFT算法 130
5.3.3 DIF-FFT與DIT-FFT的比較 131
5.4 進一步減小運算量的措施 132
5.4.1 多類蝶形單元運算 132
5.4.2 旋轉因子的生成 133
5.4.3 實序列的FFT算法 133
習題與上機題 134
第6章 離散時間系統的基本結構 135
6.1 引言 135
6.2 信號流圖表示網絡結構 135
6.2.1 基本運算單元的表示 136
6.2.2 基本信號流圖 137
6.3 IIR系統的基本網絡結構 138
6.3.1 IIR濾波器的特點 138
6.3.2 直接型結構 138
6.3.3 級聯型結構 140
6.3.4 并聯型結構 142
6.4 FIR系統的基本網絡結構 144
6.4.1 FIR濾波器的特點 144
6.4.2 直接型結構 144
6.4.3 級聯型結構 145
6.4.4 線性相位結構 146
6.4.5 頻率抽樣結構 147
習題與上機題 150
第7章 無限脈沖響應數字濾波器的設計 153
7.1 數字濾波器的基本概念 153
7.1.1 數字濾波器的分類 153
7.1.2 數字濾波器的技術指標 154
7.1.3 數字濾波器設計方法概述 156
7.2 模擬低通濾波器的設計 157
7.2.1 模擬低通濾波器的設計指標及逼近方法 157
7.2.2 巴特沃斯低通濾波器的設計 159
7.2.3 切比雪夫低通濾波器的設計 165
7.2.4 橢圓濾波器的設計 172
7.2.5 5種類型模擬低通濾波器的比較 173
7.3 模擬濾波器的頻率轉換 174
7.3.1 模擬濾波器的頻率轉換公式 174
7.3.2 高通、帶通、帶阻濾波器的設計舉例 177
7.4 用脈沖響應不變法設計IIR數字低通濾波器 182
7.4.1 脈沖響應不變法的基本思想 183
7.4.2 從模擬低通濾波器Ha(s)到數字低通濾波器H(z)的轉換公式 183
7.4.3 頻譜混疊現象 184
7.4.4 改進的脈沖響應不變法 185
7.4.5 脈沖響應不變法設計數字濾波器舉例 187
7.5 用雙線性變換法設計IIR數字低通濾波器 189
7.5.1 雙線性變換法的基本思想 190
7.5.2 雙線性變換法的性能分析 191
7.5.3 雙線性變換法的應用舉例 192
7.6 數字高通、帶通和帶阻濾波器的設計 195
習題與上機題 199
第8章 有限脈沖響應數字濾波器的設計 201
8.1 引言 201
8.2 線性相位FIR數字濾波器的特點 201
8.2.1 線性相位的條件 201
8.2.2 線性相位FIR數字濾波器對h(n)的約束條件 202
8.2.3 兩類線性相位FIR數字濾波器幅度函數Hg(?)的特點 203
8.2.4 線性相位FIR數字濾波器零點分布的特點 206
8.3 利用窗函數法設計FIR數字濾波器 207
8.3.1 窗函數法設計FIR數字濾波器的基本思想 207
8.3.2 各種理想濾波器頻率響應函數Hd(ej?)及hd(n)的表達式 207
8.3.3 窗函數法設計FIR數字濾波器的性能分析 210
8.3.4 典型窗函數介紹 213
8.3.5 用窗函數法設計FIR數字濾波器的步驟 219
8.3.6 窗函數法的MATLAB設計函數簡介 221
8.4 利用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器 224
8.4.1 頻率抽樣法設計FIR數字濾波器的基本思想 224
8.4.2 設計線性相位濾波器對Hd(k)的約束條件 225
8.4.3 逼近誤差及其改進措施 227
8.4.4 用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器的步驟 229
8.4.5 利用MATLAB實現頻率抽樣和窗函數相結合的濾波器設計 231
8.5 利用等波紋*佳逼近法設計FIR數字濾波器 233
8.5.1 等波紋*佳逼近法的基本思想 233
8.5.2 等波紋濾波器的技術指標及其描述參數 233
8.5.3 remezord和remez函數及各種濾波器設計指標 235
8.5.4 等波紋*佳逼近法設計FIR數字濾波器舉例 237
8.6 IIR和FIR數字濾波器的比較 240
8.7 幾種特殊類型濾波器簡介 240
8.8 濾波器分析設計工具FDATool 241
習題與上機題 245
附錄A 任意周期函數的傅里葉級數展開 248
附錄B 留數定理及留數輔助定理 249
附錄C 用Masson公式求網絡傳輸函數H(z) 250
參考文獻 252
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數字信號處理——面向非電類專業 作者簡介
李雨青，寧夏大學數學統計學院教師。2005年畢業于西安電子科技大學理學院，獲碩士學位，研究方向為小波分析在信號處理中的應用。多年來一直在一線從事數字信號處理、小波分析、信息論等課程的教學工作，積累了豐富的經驗。在核心及以上期刊上發表學術論文和教改論文數篇，并參與了多項國家自然科學基金項目的研究。
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