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第0章 绪论1

0.1 数字信号处理的简述1

0.1.1 信号1

0.1.2 数字信号处理的理论基础2

0.2 数字信号处理的实现3

0.3 数字信号处理的应用3

0.3.1 数字信号处理系统的突出优点3

0.3.2 数字信号处理的典型应用4

0.4 LabVIEW及其信号处理应用介绍7

本章小结9

习题9

第1章 离散时间信号与系统的时域分析10

1.1 离散时间信号——序列10

1.1.1 序列的定义10

1.1.2 序列的基本运算10

1.1.3 常用典型序列13

1.2 线性时不变系统15

1.2.1 线性系统16

1.2.2 时不变系统17

1.2.3 线性时不变系统的输入、输出关系18

1.2.4 线性时不变系统的性质19

1.2.5 因果系统20

1.2.6 稳定系统21

1.3 常系数线性差分方程23

1.3.1 常系数线性差分方程的定义23

1.3.2 常系数线性差分方程的递推解法24

1.4 连续时间信号的抽样27

1.4.1 理想信号的抽样27

1.4.2 信号的重建30

1.4.3 信号的实际抽样32

本章小结33

习题33

第2章 离散时间信号与系统的z域分析和频域分析35

2.1 Z变换的定义及收敛域35

2.1.1 Z变换的定义35

2.1.2 Z变换的收敛域35

2.1.3 常用序列的Z变换39

2.2 Z反变换41

2.2.1 留数法41

2.2.2 部分分式展开法43

2.2.3 长除法44

2.3 Z变换性质和定理45

2.3.1 Z变换基本性质45

2.3.2 Z变换定理48

2.4 Z变换与其他变换之间的关系53

2.4.1 Z变换与拉普拉斯变换的关系53

2.4.2 Z变换与傅里叶变换的关系54

2.4.3 序列的傅里叶变换55

2.5 傅里叶变换中的对称性质56

2.5.1 共轭对称序列与共轭反对称序列56

2.5.2 用共轭对称序列与共轭反对称序列表示任一序列57

2.5.3 序列傅里叶变换的分解57

2.5.4 两个性质58

2.5.5 序列与傅里叶变换的对应关系58

2.5.6 实序列的虚实、奇偶特牲59

2.6 离散系统z域的分析60

2.6.1 系统函数61

2.6.2 离散系统的因果性和稳定性61

2.6.3 系统的频率响应63

2.6.4 频率响应的几何确定法63

本章小结66

习题66

第3章 离散傅里叶变换（DFT）68

3.1 傅里叶变换的几种可能形式68

3.2 离散傅里叶级数（DFS）70

3.3 离散傅里叶变换（DFT）70

3.3.1 DFT的定义71

3.3.2 DFT与其他变换之间的关系72

3.4 离散傅里叶变换的性质73

3.4.1 DFT的隐含周期性73

3.4.2 线性性质74

3.4.3 循环移位性质74

3.4.4 循环卷积定理76

3.4.5 翻转序列和复共轭序列的DFT79

3.4.6 DFT形式下的帕塞瓦尔定理79

3.4.7 DFT的共轭对称性80

3.5 频域采样定理87

3.6 DFT的应用举例90

3.6.1 用DFT计算线性卷积91

3.6.2 用DFT对信号进行谱分析101

3.6.3 用DFT对双音多频信号进行检测111

本章小结114

习题114

第4章 离散傅里叶变换的快速算法（FFT）及其他变换123

4.1 提高DFT运算速度的主要方法123

4.2 按时间抽取奇偶分解的基2-FFT算法126

4.2.1 基2-DIT-FFT算法的基本原理126

4.2.2 基2-DIT-FFT算法的运算量131

4.2.3 基2-DIT-FFT算法的运算特点133

4.3 按频率抽取奇偶分解的基2-FFT算法137

4.3.1 基2-DIF-FFT算法的基本原理137

4.3.2 基2-DIF-FFT算法的特点140

4.3.3 基2-DIT-FFT算法与基2-DIF-FFT算法的比较141

4.4 离散傅里叶反变换（IDFT）的快速计算方法（IFFT）142

4.4.1 稍微变动FFT参数的IFFT实现方法142

4.4.2 直接利用FFT算法的IFFT实现方法144

4.4.3 利用DFT的对称定理的IFFT实现方法144

4.5 进一步减小运算量的方法144

4.5.1 多类蝶形单元运算145

4.5.2 旋转因子的生成146

4.5.3 实数序列的FFT146

4.6 其他快速算法简介147

4.6.1 分裂基FFT算法147

4.6.2 线性调频Z变换152

4.7 离散余弦变换简介157

4.7.1 离散余弦变换的定义157

4.7.2 离散余弦变换DCT与离散傅里叶变换DFT之间的关系159

4.8 FFT的实际应用161

4.8.1 线性卷积的快速计算161

4.8.2 利用FFT算法计算线性相关161

本章小结162

习题162

第5章 数字滤波器的实现结构166

5.1 数字滤波器结构的表示方法及其分类166

5.1.1 数字滤波器结构的表示方法166

5.1.2 数字滤波器的分类167

5.2 无限长脉冲响应（IIR）滤波器的实现结构168

5.2.1 直接型168

5.2.2 级联型171

5.2.3 并联型173

5.3 有限长脉冲响应（FIR）滤波器的实现结构174

5.3.1 直接型175

5.3.2 级联型176

5.3.3 频率采样型177

5.3.4 线性相位型181

本章小结184

习题185

第6章 IIR数字滤波器的设计方法190

6.1 数字滤波器的基本概念190

6.1.1 数字滤波器的分类191

6.1.2 数字滤波器的性能指标192

6.1.3 数字滤波器的设计方法193

6.2 模拟滤波器的设计194

6.2.1 模拟滤波器的技术指标195

6.2.2 巴特沃思低通滤波器的设计196

6.2.3 切比雪夫滤波器的设计方法200

6.3 频率变换203

6.3.1 低通变换203

6.3.2 高通变换204

6.3.3 带通变换205

6.3.4 带阻变换207

6.4 脉冲响应不变法209

6.5 双线性变换法214

6.6 其他类型数字滤波器的设计222

本章小结227

习题227

第7章 FIR数字滤波器的设计方法231

7.1 线性相位FIR数字滤波器的特点231

7.1.1 线性相位条件232

7.1.2 线性相位FIR滤波器幅度特性Hg（ω）的特点234

7.1.3 线性相位FIR滤波器的零点分布特点238

7.2 窗函数设计法239

7.2.1 窗函数法的设计思想240

7.2.2 常用窗函数244

7.2.3 窗函数法的设计步骤246

7.3 频率采样设计法250

7.3.1 频率采样法的基本原理251

7.3.2 频率采样法的线性相位条件251

7.3.3 逼近误差分析及改进措施253

7.3.4 频率采样法的设计步骤254

7.4 IIR和FIR数字滤波器的比较255

本章小结256

习越257

第8章 LabVIEW编程简介263

8.1 LabVIEW基本开发环境简介263

8.1.1 LabVIEW软件的安装和启动263

8.1.2 前面板264

8.1.3 程序框图266

8.1.4 LabVIEW程序的运行与调试269

8.1.5 理解LabVIEW的数据流270

8.2 LabVIEW中的条件结构与循环结构271

8.2.1 条件结构271

8.2.2 循环结构272

8.3 数组与簇274

8.3.1 数组274

8.3.2 簇276

8.3.3 错误簇278

8.4 波形显示控件278

8.4.1 波形数据279

8.4.2 波形图表280

8.4.3 波形图282

8.4.4 XY图283

8.5 子VI284

习题286

第9章 基于LabVIEW的数字信号处理实验288

9.1 信号序列生成288

9.2 信号时域分析294

9.3 离散时间序列信号的卷积297

9.4 信号频域分析301

9.5 数字滤波器设计与应用309

9.6 数字滤波器的系数量化误差316

9.7 信号的内插与抽取320

9.8 高级数字信号处理技术的应用323

9.9 结合数据采集（DAQ）硬件的信号处理实验331

9.9.1 数据采集系统（DAQ）与实验平台简介332

9.9.2 基于NI ELVIS（或NI myDAQ）的波形信号采集335

9.9.3 对真实信号的实时采集和频谱分析344

9.9.4 信号的滤波、合成与输出347

9.10 在嵌入式硬件上实现信号处理算法355

9.10.1 用于信号处理应用的嵌入式硬件平台355

9.10.2 基于LabVIEW的嵌入式应用开发与应用355

参考文献362