内容简介
《数字信号处理(第2版)》全面系统地介绍了数字信号处理的基本概念、基本原理和基本分析方法,同时还简要介绍了数字信号处理相关的硬件原理和软件仿真方面的知识。全书共分8章,具体内容包括:连续信号与系统的分析,时域离散信号与系统的时域分析,时域离散信号与系统的频域分析,离散傅里叶变换及其快速算法,IIR数字滤波器的理论与设计,FIR数字滤波器的理论与设计,DSP技术的应用和数字信号处理实验。
《数字信号处理(第2版)》编者根据多年的教学实践经验,在内容上注重理论与实践的结合,注意从基本技能等方面培养学生,强调理论教学与实践教学的并重。通过对课程内容的优化和提炼,使得内容讲述由浅人深、简明透彻、概念清晰、重点突出,既便于教师组织教学,又利于学生自学。
《数字信号处理(第2版)》可作为高职高专院校电类相关专业数字信号处理课程的教材,也可供其它专业学生和工程技术人员阅读和参考,还可作为“数字信号处理”理论培训教材使用。
内页插图
目录
理论篇
第1章 连续信号与系统的分析
1.1 连续信号与系统的时域分析
1.1.1 信号的分类
1.1.2 阶跃信号和冲激信号
1.1.3 系统的分类
1.1.4 冲激响应与线性卷积积分
1.2 连续信号与系统的频域分析
1.2.1 周期信号的频谱分析
1.2.2 非周期信号的频谱分析
1.2.3 傅里叶变换的性质及应用
1.3 连续信号与系统的复频域分析
1.3.1 拉普拉斯变换
1.3.2 拉普拉斯变换的性质
1.3.3 拉普拉斯逆变换
1.4 系统函数与系统特性分析
1.4.1 系统函数
1.4.2 零、极点分布对系统特性的影响
小结
习题
第2章 时域离散信号与系统的时域分析
2.1 时域离散信号
2.1.1 常用的典型序列
2.1.2 序列的运算
2.2 时域离散系统
2.2.1 线性时不变离散系统
2.2.2 离散系统的因果性和稳定性
2.3 模拟信号的数字处理方法
2.3.1 取样及取样定理
2.3.2 数字信号转换成模拟信号
小结
习题
第3章 时域离散信号与系统的频域分析
3.1 序列的傅里叶变换
3.1.1 序列傅里叶变换的定义
3.1.2 序列傅里叶变换的性质
3.1.3 x与x(e)之间的关系
3.2 序列的z变换
3.2.1 z变换的定义
3.2.2 序列特性对收敛域的影响
3.2.3 逆z变换
3.2.4 z变换的主要性质和定理
3.3 利用z变换分析线性离散系统
3.3.1 差分方程的z变换解
3.3.2 系统函数的构建与分析
3.4 离散系统的基本网络结构
3.4.1 用信号流图表示网络结构
3.4.2 无限长脉冲响应基本网络结构
3.4.3 有限长脉冲响应基本网络结构
小结
习题
第4章 离散傅里叶变换及其快速算法
4.1 DFT的定义及物理意义
4.1.1 DFT的定义
4.1.2 DFT和z变换的关系
4.1.3 DFT的线性和周期性
4.2 离散傅里叶变换的性质
4.2.1 循环移位性质
4.2.2 循环卷积定理
4.2.3 DFT的对称性
4.3 频域取样定理
4.3.1 频域取样过程
4.3.2 利用频域取样信号恢复原始信号
4.4 快速傅里叶变换(FFT)
4.4.1 从DFT至0FFT
4.4.2 时域抽取法基-2FFT算法
4.4.3 频域抽取法基-2FFT算法
4.5 FFT算法实现和改进措施
4.5.1 FFT算法实现的特点与规律
4.5.2 改进FFT算法措施
4.6 FFT的应用举例
4.6.1 利用FFT计算IDFT
4.6.2 利用FFT计算线性卷积
4.6.3 利用DFT对信号进行谱分析
小结
习题
技术篇
第5章 IIR数字滤波器的理论与设计
5.1 数字滤波器的基本概念
5.1.1 数字滤波器的分类
5.1.2 数字滤波器的技术要求和设计步骤
5.2 模拟滤波器的设计
5.2.1 模拟低通滤波器的设计指标
5.2.2 巴特沃斯低通滤波器的设计
5.2.3 模拟高通、带通、带阻滤波器的设计
5.3 IIR数字滤波器的设计
5.3.1 利用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
5.3.2 利用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器
5.3.3 利用模拟滤波器设计IIR数字高通、带通和带阻滤波器
5.3.4 IIR数字滤波器的直接设计法——零极点累试法
小结
习题
第6章 FIR数字滤波器的理论与设计
6.1 FIR数字滤波器特性
6.1.1 线性相位条件
6.1.2 线性相位FIR滤波器幅度特性
6.1.3 线性相位FIR滤波器零点分布和网络结构
6.2 利用窗函数法设计FIR滤波器
6.2.1 窗函数设计法的基本思想
6.2.2 常用的窗函数
6.2.3 用窗函数法设计兀R滤波器
6.3 利用频率取样法设计FIR滤波器
6.3.1 FIR网络的频率取样结构
6.3.2 频率取样法的基本思想
6.3.3 频率取样法需要解决的问题与对策
6.4 IIR和FIR数字滤波器的比较
小结
习题
应用篇
第7章 DSP技术的应用
7.1 DSP技术的概念及其发展
7.1.1 DSP系统的基本概念
7.1.2 芯片选择
7.1.3 DSP发展
7.2 DSP处理器的主要结构特点
7.2.1 哈佛结构
7.2.2 硬件乘法器和特殊的DSP指令
7.2.3 指令系统的多级流水线
7.2.4 其它特点
7.3 德州仪器公司(TI)的系列DSP
7.3.1 TMS320C2000系列DSP
7.3.2 TMS320C5000系列DSP
7.3.3 TMS320C6000系列DSP
7.4 DSP的开发环境
7.4.1 C编译器
7.4.2 汇编语言工具
7.4.3 系统集成与调试工具
7.4.4 集成开发环境CCS简介
7.4.5 DSP的操作系统
小结
习题
第8章 数字信号处理实验
实验1 MATLAB基础及基本信号产生
实验2 时域取样与频域取样
实验3 信号、系统及响应
实验4 应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析
实验5 用脉冲响应不变法设计IIR滤波器
实验6 用窗函数法设计FIR滤波器
实验7 信号幅度调制与解调
实验8 信号滤波
实验9 电话拨号音合成与识别
附录 MATLAB编程简介
部分习题解答
参考文献
前言/序言
《数字信号处理》第1版自2005年出版以来,在多所院校使用,受到教师和学生的好评,这让我们感到十分欣慰。本次再版的原因主要有以下几方面:
1.自本书第1版出版以来,我们与多所院校的教师就本教材相关内容进行了深入探讨和交流,得到了大量有益的建议。在教学活动中使用本书的教师、学生们对本书提出了很多很好的意见,同时我们也发现了许多需要改进之处。
2.数字信号处理领域无论是理论和算法的发展,还是器件的更新,其速度往往超出我们的预料,这样就促使我们及时更新和充实相关内容和知识。
3.在第1版中有些内容和印刷错误需要调整和修正。
考虑到数字信号处理理论和技术的发展,以及课程教学内容的系统性和连贯性,第2版在保持教材原有基本结构和风格模式的基础上,对第1版书中一些内容进行了调整和修订,同时对部分章节进行了重新编写,具体完成了以下工作:
1.在基本保持原书的编写风格基础上,注重数字信号处理理论的系统性、实用性与现代数字技术先进性的有机结合,突出基本理论、基本概念和基本分析方法的讲解,强调本书理论篇、技术篇和应用篇的关联性,因此,对第1章~第6章中部分内容进行了调整与修正。
2.对原书第7章内容进行了重新编写,为了更贴近技术应用,将第7章标题更改为“DSP技术的应用”。同时,为了能够让学生在几节课的时间里掌握DSP技术应用的初步知识,我们首先介绍了DSP技术的概念及其发展情况,给出了DSP系统的相关概念,探讨了芯片选择方法和依据。然后介绍了DSP处理器的主要结构特点,在简要分析哈佛结构、多级流水线等DSP基本结构特点的基础上,对现代DSP一些特殊的结构特点进行了描述。接着结合当今DSP发展应用的趋势,分别介绍了TI公司的C2000、C5000和C6000系列DSP芯片。最后,介绍了DSP的开发环境,分析了集成开发环境CCS。
3.原书第8章内容利用SystemView软件编写了四个实验,进行了相关理论研究的演示,由于该软件只需通过对相关的功能模块(Token)进行连接和有关参数设置即可完成系统仿真功能,读者几乎不用做任何与编程有关的工作,因此,对于教学的演示过程取得了较好的效果。但是,随着MATLAB软件版本的不断提升,特别是Simulink软件功能的进一步强大,上述SystemView软件完成的可视化结果,利用Simulink软件均能完成,为了确保本书内容编排的一致性,为此将第8章进行重新编写,其内容涉及由学生参与的9个实验。
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