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第1章 时域离散信号和系统基础1

1.1 时域离散信号——序列2

1.1.1 序列的定义2

1.1.2 典型序列2

1.1.3 序列的基本运算5

1.1.4 序列的一般表示方法6

1.1.5 共轭对称和共轭反对称7

1.2 时域离散系统7

1.2.1 时域离散系统的定义7

1.2.2 线性系统8

1.2.3 时不变系统8

1.2.4 线性时不变系统的输入、输出关系9

1.2.5 因果系统10

1.2.6 稳定系统10

1.3 离散时间系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程11

1.4 离散卷积13

习题15

第2章 Z变换18

2.1 Z变换的定义18

2.2 Z变换的收敛域19

2.3 Z反变换25

2.3.1 幂级数法（长除法）25

2.3.2 部分分式法26

2.4 Z变换的性质28

2.5 差分方程的Z域解法30

2.6 离散系统的系统函数32

习题34

第3章 离散傅里叶变换36

3.1 离散傅里叶级数37

3.1.1 周期序列37

3.1.2 离散傅里叶级数概述37

3.2 周期卷积39

3.3 离散傅里叶变换概述40

3.4 离散傅里叶变换的性质42

3.5 离散傅里叶变换与其他变换的关系46

3.6 抽样定理46

3.7 离散傅里叶变换的应用举例47

3.7.1 用离散傅里叶变换对连续信号进行谱分析48

3.7.2 用离散傅里叶变换对序列进行谱分析51

习题53

第4章 快速傅里叶变换55

4.1 概述55

4.2 基2时域抽样快速傅里叶变换算法56

4.3 基2频域抽样快速傅里叶变换算法60

4.4 进一步减少运算量的措施61

4.5 任意基的快速傅里叶变换63

4.5.1 抽样分解的一般原理63

4.5.2 基4 DIF-FFT算法65

4.6 快速傅里叶逆变换67

习题68

5.1 数字滤波器的基本概念69

第5章 数字滤波器的基本概念与结构69

5.2 数字滤波器结构的表示方法70

5.3 无限长单位脉冲响应数字滤波器的基本结构72

5.3.1 直接型72

5.3.2 级联型74

5.3.3 并联型76

5.4 FIR数字滤波器的基本结构78

5.4.1 直接型79

5.4.2 级联型79

5.4.3 频率采样结构80

习题84

6.1 数字滤波器的基本设计思想和步骤87

第6章 IIR数字滤波器设计87

6.2 模拟滤波器设计89

6.2.1 巴特沃斯滤波器89

6.2.2 切比雪夫滤波器93

6.2.3 椭圆滤波器96

6.2.4 模拟滤波器的频率变换——模拟高通、带通、带阻滤波器的设计98

6.3 用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器100

6.4 脉冲响应不变法数字滤波器设计实例104

6.5 双线性变换法107

6.6 双线性变换法数字滤波器设计实例110

6.7 频带变换112

6.7.1 模拟频带变换112

6.7.2 数字频带变换113

6.8.1 最小均方误差设计115

6.8 IIR数字滤波器的计算机优化设计115

6.8.2 最小平方逆设计116

6.8.3 数字滤波器的时域设计118

习题120

第7章 FIR数字滤波器设计122

7.1 线性相移FIR滤波器的性质122

7.2 FIR滤波器的窗函数设计法127

7.2.1 设计原理127

7.2.2 窗函数129

7.2.3 窗函数法设计的步骤134

7.3 FIR滤波器的频率采样设计法135

7.3.1 设计原理135

7.3.2 用频率采样法设计线性相位滤波器的条件136

7.3.3 逼近误差及其改进措施137

7.4 IIR和FIR数字滤波器的比较139

习题140

第8章 有限字长效应143

8.1 A/D变换的量化效应144

8.1.1 量化效应的统计分析144

8.1.2 量化噪声通过线性系统145

8.2 数字滤波器的系数量化效应146

8.2.1 系数量化对零、极点位置的影响147

8.2.2 频率响应偏差分析149

8.3 数字滤波器定点制运算中的有限字长效应150

8.3.1 IIR滤波器中的零输入极限环振荡151

8.3.2 乘法运算量化效应统计分析153

8.3.3 加法运算的溢出问题157

8.3.4 系统输出信噪比158

8.4 数字滤波器浮点制运算中的有限字长效应159

8.5 快速傅里叶变换运算中的有限字长效应160

8.5.1 定点制运算中的有限字长效应160

8.5.2 浮点运算中的有限字长效应163

8.5.3 系数量化对快速傅里叶变换的影响164

习题165

第9章 自适应滤波169

9.1 概述169

9.2 自适应线性组合电路171

9.2.1 基本结构171

9.2.2 性能函数173

9.2.3 梯度和最小均方误差175

9.2.4 二权值自适应线性组合器的实例176

9.2.5 误差和输入信号分量的不相关性178

9.3 搜索性能曲面178

9.3.1 梯度搜索法的基本思想178

9.3.2 一种简单的梯度搜索算法及其求解179

9.3.3 稳定性、收敛速度及学习曲线180

9.3.4 牛顿算法中的梯度搜索181

9.3.5 最陡下降算法中的梯度搜索183

9.4 LMS算法184

9.4.1 LMS算法的推导184

9.4.2 加权矢量的收敛性186

9.4.3 LMS算法的举例186

习题189

第10章 数字信号处理的MATLAB实现191

10.1 MATLAB语言概述192

10.1.1 MATLAB语言发展简介192

10.1.2 MATLAB语言的特点193

10.2 MATLAB语言基础194

10.2.1 MATLAB特色举例194

10.2.2 MATLAB的数据结构196

10.2.3 变量的运算201

10.2.4 MATLAB的语句流程与控制202

10.2.5 MATLAB函数编写方法与应用204

10.2.6 MATLAB编程技巧206

10.3 系统的工作环境及应用208

10.3.1 MATLAB 6.x系统的工作环境及编程208

10.3.2 常用信号处理工具箱函数及应用实例209

第11章 数字信号处理的硬件开发221

11.1 数字信号处理器概述221

11.1.1 数字信号处理器的发展221

11.1.2 DSP系统的典型结构222

11.1.3 DSP芯片的特点223

11.1.4 DSP芯片的选择223

11.1.5 DSP芯片的应用225

11.2 TMS320系列器件的结构特点及简介225

11.2.1 结构特点225

11.2.2 TMS320C2000系列简介227

11.2.3 TMS320C5000系列简介229

11.2.4 TMS320C6000系列简介231

11.3 DSP系统的设计过程234

11.4 DSP系统的开发工具235

11.4.1 开发环境的构成235

11.4.2 开发工具的构成235

11.4.3 TI公司的开发工具235

第12章 数字信号处理实验239

12.1 离散信号时域分析239

12.1.1 实验目的239

12.1.2 实验原理与方法239

12.1.3 实验内容及步骤240

12.2.2 实验原理241

12.2.1 实验目的241

12.2 离散系统Z域分析241

12.1.4 实验报告要求241

12.2.3 实验内容及步骤242

12.2.4 实验报告要求242

12.3 离散傅里叶变换242

12.3.1 实验目的242

12.3.2 实验原理与方法242

12.3.3 实验内容及步骤243

12.3.4 思考题243

12.3.5 实验报告要求243

12.5.1 实验目的244

12.4.3 实验报告要求244

12.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器244

12.4.1 实验目的244

12.4 快速傅里叶变换244

12.4.2 实验内容及步骤244

12.5.2 实验内容及步骤245

12.5.3 思考题246

12.5.4 实验报告要求246

12.5.5 心电图信号采样序列x(n)246

12.6 用窗函数设计FIR滤波器246

12.6.1 实验目的246

12.6.2 实验原理与方法246

12.6.3 实验内容及步骤247

12.6.4 思考题248

12.6.5 实验报告要求248

12.7.2 实验原理与方法249

12.7 用频率采样法设计FIR滤波器249

12.7.1 实验目的249

12.7.3 实验内容及步骤250

12.7.4 思考题252

12.7.5 实验报告要求252

12.8用LMS算法的单频干扰滤除252

12.8.1实验目的252

12.8.2实验原理与方法252

12.8.3实验内容及步骤254

12.8.4思考题254

12.8.5实验报告要求255

附录A 模拟滤波器设计参数256

附录B 信号处理工具箱函数集258

参考文献261