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數字信號處理(MATLAB版) 版權信息
- ISBN：9787560671345
- 條形碼：9787560671345 ; 978-7-5606-7134-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
數字信號處理(MATLAB版) 本書特色
全書突出基礎性、系統性、實用性和先進性，并注重理論與實踐相結合以及知識運用能力與創新意識的培養。本書全面優化了課程內容，并使用MATLAB方法進行仿真和應用， 將抽象的理論用直觀的效果表現出來，有助于學生提高學習興趣，加深對概念的理解。 本書的特點如下： (1) 將數字信號處理的專業理論與MATLAB有機結合，力求使學生在學習數字信號處理的基本理論和方法的同時，深入掌握MATLAB工具的使用，將大量繁雜的數學運算用計算機實現，使學生掌握與提高分析問題、解決問題的能力。 (2) 從經典到現代逐步演繹，將離散信號與離散系統分開討論，概念清楚、思路清晰。例如， 從離散信號的分析到系統的z域分析，逐步演繹到使用FFT算法實現用計算機進行數字信號分析和處理。這是本書的**個重點內容。 (3) 以實際應用為目的，不僅討論了FFT理論的內容和發展過程，而且詳細介紹了FFT的各種應用。 (4) 確定性信號和隨機信號是信號處理技術中涉及的兩大類信號。本書詳細討論了確定性信號的分析和處理過程(隨機信號處理另著探討)。 (5) 以較大篇幅詳細介紹了數字濾波器的知識和各種設計方法。 這是本書的第二個重點內容。
數字信號處理(MATLAB版) 內容簡介
本書主要介紹數字信號處理的基本原理和應用。 全書共10章，分別為數字信號處理和離散時間信號、離散時間系統的時域分析、Z變換、離散信號的頻域分析、快速傅里葉變換(FFT)、確定性信號的數字頻譜分析、數字濾波器、IIR數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、 數字濾波器的優化設計和工具設計法。 本書可作為普通高等院校電子信息類專業的教材， 也可作為相關專業工程技術人員的參考書。
數字信號處理(MATLAB版) 目錄
第1章 數字信號處理和離散時間信號 1
1.1 數字信號處理概述 1
1.1.1 數字信號處理理論和技術 1
1.1.2 數字信號處理技術的應用 3
1.1.3 數字信號處理系統的組成 3
1.1.4 數字信號處理的主要特點 4
1.1.5 數字信號處理的實現 5
1.2 離散時間信號概述 5
1.2.1 信號的分類 5
1.2.2 序列的概念與表示方法 8
1.2.3 離散信號的描述與獲取方法 9
1.2.4 離散信號的能量與功率 9
1.2.5 離散信號及MATLAB實例 10
1.3 序列的運算與變換 16
1.3.1 序列的算術運算 16
1.3.2 序列的幅度與時間尺度變換 18
1.3.3 序列的位置變換及MATLAB實例 20
1.3.4 序列的差分與累加和及MATLAB實例 22
練習與思考 24
第2章 離散時間系統的時域分析 26
2.1 離散時間系統 26
2.1.1 線性系統 26
2.1.2 時不變性 27
2.1.3 線性時不變系統 28
2.1.4 因果穩定系統(物理可實現系統) 28
2.1.5 線性時不變系統的分析方法 29
2.2 線性離散卷積 30
2.2.1 線性離散卷積的定義 30
2.2.2 線性離散卷積的運算規律與性質 30
2.2.3 離散序列卷積的圖解法 31
2.2.4 離散序列卷積的解析法 33
2.2.5 使用conv()函數計算序列卷積 34
2.3 差分方程 34
2.3.1 差分方程的建立 35
2.3.2 差分方程的經典解法 37
2.3.3 差分方程的迭代解法及MATLAB實現 38
2.3.4 離散系統的沖激響應和階躍響應及MATLAB實現 40
練習與思考 42
第3章 Z變換 45
3.1 Z變換的定義與收斂域 45
3.1.1 Z變換的定義 45
3.1.2 Z變換的收斂域 45
3.2 逆Z變換 49
3.2.1 留數法(圍線積分法) 49
3.2.2 部分分式法 51
3.2.3 冪級數法(長除法) 52
3.3 Z變換的MATLAB實現 53
3.3.1 求Z變換 53
3.3.2 求逆Z變換 55
3.3.3 留數法、部分分式法求逆Z變換 56
3.3.4 求函數的零點和極點 57
3.4 Z變換的性質 57
3.5 離散系統函數及MATLAB實現 61
3.5.1 差分方程的z域解法 61
3.5.2 離散系統函數的定義 63
3.5.3 離散系統函數與差分方程的關系 63
3.6 離散系統函數的零極點及MATLAB實現 64
3.6.1 離散系統函數的零點和極點 64
3.6.2 零極點分布與系統的時域特性 66
3.6.3 系統的穩定性分析 67
3.6.4 零極點分布與離散系統的頻率響應 69
練習與思考 72
第4章 離散信號的頻域分析 75
4.1 各種傅里葉變換 75
4.1.1 連續信號的頻譜分析與傅里葉變換 75
4.1.2 離散信號的頻譜分析與傅里葉變換 76
4.1.3 各種傅里葉變換的分析 78
4.1.4 計算機進行信號處理的問題 80
4.2 離散傅里葉級數(DFS)與周期卷積 80
4.2.1 旋轉因子 80
4.2.2 復指數序列(旋轉因子)性質的特點 81
4.2.3 DFS的性質 81
4.2.4 離散周期信號的頻譜及MATLAB實現 82
4.2.5 使用MATLAB計算DFS 84
4.2.6 周期卷積及MATLAB實現 86
4.3 離散傅里葉變換(DFT) 90
4.3.1 DFT和DFS 90
4.3.2 周期序列的主值序列及DFT的定義 93
4.3.3 DFT的特點 94
4.3.4 DFT的MATLAB實現 95
4.3.5 DFT的性質 96
4.3.6 DFT的物理意義及與其他變換之間的關系 99
4.4 循環移位與循環卷積 101
4.4.1 循環移位 101
4.4.2 循環卷積 102
4.4.3 循環卷積的MATLAB計算 102
4.5 離散傅里葉變換的共軛對稱性 106
4.5.1 共軛對稱序列和共軛反對稱序列 106
4.5.2 離散傅里葉變換的對稱性質 107
4.5.3 DFT的共軛對稱性 110
4.5.4 實序列的共軛對稱性 113
練習與思考 113
第5章 快速傅里葉變換(FFT) 117
5.1 引入FFT 117
5.1.1 各種離散傅里葉變換總結 117
5.1.2 FFT 118
5.2 基2 FFT算法 119
5.2.1 減少運算量的分析 119
5.2.2 DITFFT(時域抽取法) 119
5.2.3 DITFFT算法與直接計算DFT的運算量的比較 121
5.2.4 DITFFT的運算規律 122
5.2.5 DITIFFT的運算規律 123
5.2.6 DIFFFT(頻域抽取法) 124
5.3 MATLAB實現FFT的常用函數 124
5.3.1 fft(x)和ifft(X) 125
5.3.2 fftshift()和ifftshift() 126
5.4 用FFT計算卷積 127
5.4.1 三種卷積的比較 127
5.4.2 用FFT計算圓周卷積和周期卷積及MATLAB實現 128
5.4.3 用FFT計算線性卷積及MATLAB實現 130
練習與思考 136
第6章 確定性信號的數字頻譜分析 138
6.1 數字頻譜分析的原理和方法 138
6.1.1 FFT應用于頻譜分析的思路 138
6.1.2 吉布斯現象 140
6.1.3 DFT參數的選擇 142
6.1.4 用FFT進行頻譜分析的誤差及其解決方案 146
6.1.5 離散譜的性質 149
6.2 離散信號的頻譜分析及MATLAB實現 150
6.2.1 離散周期信號的頻譜分析和信號合成 150
6.2.2 離散非周期信號的頻譜分析和信號合成 154
6.3 連續非周期信號的頻譜分析 157
6.3.1 連續非周期信號的處理 157
6.3.2 有限長非周期信號的頻譜分析 158
6.3.3 時域與頻域均為無限長非周期信號的頻譜分析及MATLAB實現 158
6.4 連續周期信號的頻譜分析 160
6.4.1 連續周期信號的傅里葉變換 160
6.4.2 連續周期信號的頻譜 161
6.4.3 MATLAB實例 162
6.5 連續信號的理想采樣 167
6.5.1 信號的采樣 167
6.5.2 時域采樣與Nyquist采樣定理 169
6.5.3 理想采樣的概念 170
6.5.4 理想采樣信號的頻譜 171
6.5.5 信號恢復與理想低通濾波器 172
6.5.6 采樣信號的量化與編碼 174
練習與思考 175
第7章 數字濾波器 177
7.1 數字濾波器的基本概念 177
7.1.1 數字濾波器概述 177
7.1.2 FIR與IIR數字濾波器 181
7.1.3 濾波器的技術指標 183
7.1.4 數字濾波器的設計方法 186
7.2 數字濾波器的網絡結構 187
7.2.1 數字濾波器的結構 187
7.2.2 用信號流圖表示數字濾波器的網絡結構 188
7.2.3 信號流圖的繪制 190
7.2.4 信號流圖與系統函數 192
7.2.5 梅森(Masson)公式 193
7.3 IIR數字濾波器的結構 195
7.3.1 直接型IIR數字濾波器 195
7.3.2 級聯(串聯)型IIR數字濾波器 198
7.3.3 并聯型IIR數字濾波器 200
7.3.4 結構之間的轉換及MATLAB實現 202
7.4 FIR數字濾波器的網絡結構 206
7.4.1 直接型FIR數字濾波器 206
7.4.2 級聯型FIR數字濾波器 206
7.4.3 頻率采樣型FIR數字濾波器 207
7.4.4 線性相位型FIR數字濾波器 210
7.5 幾種特殊的濾波器 212
7.5.1 全通濾波器 212
7.5.2 *小相位系統 213
7.5.3 梳狀濾波器 215
練習與思考 216
第8章 IIR數字濾波器的設計 218
8.1 IIR數字濾波器的設計方法 218
8.1.1 IIR數字濾波器的典型設計法 218
8.1.2 IIR數字濾波器的直接設計法 220
8.2 設計模擬低通原型濾波器 220
8.2.1 設計模擬低通原型濾波器的一般方法 220
8.2.2 Butterworth模擬低通濾波器 222
8.2.3 Chebyshev低通濾波器 226
8.2.4 橢圓低通濾波器 230
8.3 模擬低通原型濾波器轉換為實際模擬濾波器 230
8.3.1 模擬低通原型濾波器到實際模擬低通濾波器的頻率變換及MATLAB實現 231
8.3.2 模擬低通原型濾波器到實際模擬高通濾波器的頻率變換 235
8.3.3 模擬低通原型濾波器到模擬帶通濾波器的頻率變換 236
8.3.4 模擬低通原型濾波器到模擬帶阻濾波器的頻率變換 239
8.4 模擬濾波器轉換為數字濾波器 241
8.4.1 脈沖響應不變法及MATLAB實現 242
8.4.2 雙線性變換法 247
8.5 MATLAB應用于IIR數字濾波器的典型設計法 250
8.5.1 MATLAB中典型設計法的步驟 250
8.5.2 Butterworth數字濾波器的典型設計法 250
8.5.3 Chebyshev、Elliptic數字濾波器的典型設計法 255
8.6 直接設計法設計數字濾波器及MATLAB實現 258
8.6.1 直接設計法設計Butterworth數字低通濾波器 259
8.6.2 直接設計法設計Chebyshev數字低通濾波器 264
8.6.3 直接設計法設計Chebyshev數字高通、帶通和帶阻濾波器 266
練習與思考 267
第9章 FIR數字濾波器的設計 269
9.1 FIR數字濾波器簡介 269
9.1.1 線性相位FIR數字濾波器的特點 269
9.1.2 **類線性相位條件 271
9.1.3 第二類線性相位條件 274
9.2 窗函數設計法 277
9.2.1 窗函數設計法的基本思路 277
9.2.2 矩形窗與吉布斯(Gibbs)現象 280
9.2.3 窗函數設計工具 283
9.2.4 MATLAB窗函數 286
9.2.5 fir1()函數與窗函數設計法 293
9.2.6 FIR數字高通、帶通、帶阻濾波器的設計及MATLAB實現 296
9.3 FIR數字濾波器的頻率采樣設計法 299
9.3.1 頻率采樣設計法的思路 299
9.3.2 H(k)的約束條件 301
9.3.3 逼近誤差、改進措施及MATLAB實現 303
9.3.4 fir2()函數與頻率采樣設計法及MATLAB實現 306
9.3.5 濾波器性能的改進 308
練習與思考 308
第10章 數字濾波器的優化設計和工具設計法 311
10.1 數字濾波器的優化設計 311
10.1.1 數字濾波器的優化設計法 311
10.1.2 *小均方誤差準則 312
10.1.3 *大誤差*小化準則 312
10.2 FIR數字濾波器的優化設計 312
10.2.1 等波紋逼近法與雷米茲(Remez)交替算法 312
10.2.2 使用firpm()和firpmord()函數優化設計FIR數字濾波器 314
10.2.3 多帶濾波器的設計及MATLAB實現 317
10.3 IIR數字濾波器的優化設計及MATLAB實現 319
10.3.1 使用yulewalk()函數優化設計IIR數字濾波器 319
10.3.2 普羅尼(Prony)算法 320
10.4 使用FDATool設計數字濾波器 321
10.4.1 FDATool簡介 322
10.4.2 帶通濾波器的設計 325
10.4.3 濾波器設計結果的保存與輸出 326
練習與思考 328
附錄A 常用函數的拉氏變換和Z變換表 330
附錄B 傅里葉變換的性質 331
附錄C MATLAB常用算術函數 333
附錄D 巴特沃斯歸一化低通濾波器參數 335
參考文獻 336
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