數字信號處理 — 使用 MATLAB 分析與實現 (新形態版)

 

 

 

 

目錄

 

配套資源

 

第1章數字信號處理概述

 

1.1數字信號處理的基本概念

 

1.1.1信號及系統

 

1.1.2數字信號處理

 

1. 2數字信號處理系統

 

1.2.1數字信號處理系統的組成

 

1.2.2數字信號處理的實現

 

1.3數字信號處理學科

 

1.3.1數字信號處理的研究內容

 

1.3.2數字信號處理的特點

 

1.4數字信號處理的應用與發展

 

1.4.1數字信號處理的應用領域

 

1.4.2數字信號處理的發展方向

 

習題

 

第2章離散時間信號與系統(視頻講解： 22分鐘，3集)

 

2.1離散時間信號（序列）

 

2.1.1幾種典型序列

 

2.1.2序列的基本運算

 

2.1.3線性捲積

 

2.1.4序列的周期性

 

2.2離散線性時不變系統

 

2.2.1線性系統

 

2.2.2時不變系統

 

2.2.3因果系統

 

2.2.4穩定系統

 

2.3線性系統輸入/輸出關系

 

2.3.1應用捲積求系統輸出

 

2.3.2常系數線性差分方程

 

2.4連續時間信號的抽樣

 

2.4.1信號採樣

 

2.4.2抽樣定理

 

2.4.3信號的重建

 

2.4.4實際抽樣頻譜

 

2.4.5正弦信號抽樣

 

習題

 

第3章z變換及離散時間傅里葉變換(視頻講解： 34分鐘，5集)

 

3.1引言

 

3.2z變換及典型序列z變換的定義與收斂域

 

3.2.1z變換的定義與收斂域

 

3.2.2典型序列z變換的收斂域

 

3.3z逆變換 

 

3.3.1圍線積分法（留數法）

 

3.3.2部分分式展開法

 

3.3.3長除法

 

3.4z變換的性質和定理

 

3.5z變換與拉普拉斯變換、傅里葉變換之間的關系

 

3.5.1z變換與拉普拉斯變換的關系

 

3.5.2z變換與傅里葉變換的關系

 

3.6離散時間傅里葉變換及性質

 

3.6.1離散時間傅里葉變換

 

3.6.2DTFT的對稱性

 

3.6.3離散時間傅里葉變換的性質

 

3.7離散系統的頻域分析

 

3.7.1系統函數

 

3.7.2因果穩定系統

 

3.7.3系統函數和差分方程

 

3.7.4頻率響應的特點

 

3.7.5頻率響應的幾何確定法

 

習題

 

第4章離散傅里葉變換(視頻講解： 63分鐘，7集)

 

4.1引言

 

4.2傅里葉變換的四種形式

 

4.2.1連續傅里葉變換簡介

 

4.2.2傅里葉級數簡介

 

4.2.3離散時間傅里葉變換簡介

 

4.2.4離散傅里葉變換簡介

 

4.3周期序列的離散傅里葉級數

 

4.3.1離散傅里葉級數的定義

 

4.3.2離散傅里葉級數的性質

 

4.4離散傅里葉變換的概述

 

4.4.1DFT的定義

 

4.4.2DFT與z變換及DTFT的關系

 

4.5離散傅里葉變換的性質

 

4.5.1線性特性

 

4.5.2序列圓周移位特性

 

4.5.3DFT對偶特性

 

4.5.4共軛對稱性

 

4.5.5圓周捲積

 

4.5.6選頻特性

 

4.5.7DFT的帕塞瓦爾定理

 

4.5.8圓周相關

 

4.6頻域抽樣

 

4.6.1頻域抽樣定理

 

4.6.2頻域抽樣插值公式

 

4.7DFT計算連續信號的工程問題

 

習題

 

第5章快速傅里葉變換(視頻講解： 44分鐘，6集)

 

5．1引言

 

5.2DFT的運算量及改進的途徑

 

5.2.1DFT算法運算量的估計 

 

5.2.2降低運算量的途徑

 

5．3按時間抽取（DIT）基2 FFT算法

 

5.3.1DIT算法原理

 

5.3.2DIT算法的運算量

 

5.3.3DIT基2算法的特點

 

5.3.4DIT基2算法其他形式流圖

 

5．4按頻率抽取（DIF）基2 FFT算法

 

5.4.1DIF算法原理

 

5.4.2DIF基2算法的特點

 

5.4.3DIT與DIF的比較

 

5.4.4IDFT快速算法

 

5.5基4 FFT算法

 

5.5.1基4 FFT原理

 

5.5.2基4 FFT運算量

 

5.6分裂基FFT算法

 

5.6.1分裂基算法原理

 

5.6.2分裂基算法的運算量

 

5.7線性調頻z變換

 

5.7.1基本原理

 

5.7.2CZT快速算法

 

5.7.3CZT算法運算量

 

5.8線性捲積與線性相關的FFT算法

 

5.8.1線性捲積的FFT算法

 

5.8.2線性相關的FFT算法

 

習題

 

第6章數字濾波器的基本結構(視頻講解： 40分鐘，5集)

 

6.1數字濾波器結構的表示方法 

 

6.2IIR數字濾波器的網絡結構

 

6.2.1直接Ⅰ型

 

6.2.2正準型結構（直接Ⅱ型）

 

6.2.3級聯型結構

 

6.2.4並聯型結構

 

6.3FIR數字濾波器的網絡結構

 

6.3.1直接型結構

 

6.3.2級聯型結構 

 

6.3.3線性相位型結構

 

6.3.4頻率抽樣型結構 

 

習題

 

第7章IIR數字濾波器設計(視頻講解： 25分鐘，3集)

 

7.1濾波器設計概述

 

7.1.1濾波器的類型

 

7.1.2濾波器的技術指標

 

7.1.3濾波器的特性

 

7.1.4IIR濾波器的設計方法

 

7.2幾種簡單典型的IIR濾波器

 

7.2.1全通系統

 

7.2.2最小與最大相位延時系統

 

7.2.3最小與最大相位超前系統

 

7.3模擬低通濾波器特性的逼近

 

7.3.1巴特沃斯低通濾波器

 

7.3.2切比雪夫低通濾波器

 

7.3.3橢圓濾波器

 

7.4沖激響應不變法

 

7.4.1基本原理

 

7.4.2設計方法

 

7.5雙線性變換法

 

7.5.1基本原理

 

7.5.2設計方法

 

7.6模擬濾波器頻率變換

 

7.6.1IIR濾波器頻率變換方法

 

7.6.2模擬低通變換為模擬高通

 

7.6.3模擬低通變換為模擬帶通

 

7.6.4模擬低通變換為模擬帶阻

 

7.6.5MATLAB實現模擬頻率變換

 

7.7數字頻率變換法

 

7.7.1數字域變換函數

 

7.7.2數字低通變換為數字低通

 

7.7.3數字低通變換為數字高通

 

7.7.4數字低通變換為數字帶通

 

7.7.5數字低通變換為數字帶阻

 

習題

 

 

第8章FIR數字濾波器設計(視頻講解： 42分鐘，4集)

 

8.1引言

 

8.2FIR線性相位濾波器的特點

 

8.2.1線性相位應滿足的條件

 

8.2.2線性相位FIR濾波器頻率響應的特點

 

8.2.3幅值函數的特點

 

8.2.4線性相位濾波器零點分佈特點

 

8.3窗函數設計法

 

8.3.1設計方法

 

8.3.2常用窗函數

 

8.3.3窗函數法的設計步驟

 

8.3.4濾波器設計舉例

 

8.3.5窗函數設計法的主要問題

 

8.4頻率抽樣設計法

 

8.4.1頻率抽樣設計法基本原理

 

8.4.2線性相位第一種頻率抽樣

 

8.4.3線性相位第二種頻率抽樣

 

8.4.4過渡帶抽樣與逼近誤差優化

 

8.5FIR濾波器的最優化設計

 

8.5.1均方誤差最小準則

 

8.5.2切比雪夫逼近準則

 

8.5.3雷米茲交替算法

 

8.5.4FIR濾波器階數估計

 

8.6IIR與FIR數字濾波器的比較

 

8.7加噪語音信號識別國家虛擬模擬實驗項目

 

習題

 

第9章有限字長效應

 

9.1量化與量化誤差

 

9.1.1二進制數的表示

 

9.1.2定點二進制數的量化誤差

 

9.1.3A/D量化效應

 

9.1.4量化噪聲通過線性系統

 

9.2有限字長運算的誤差效應

 

9.2.1IIR濾波器的有限字長效應

 

9.2.2FIR濾波器的有限字長效應

 

9.3系數量化對濾波器的影響

 

9.4IIR濾波器的極限環振盪

 

習題

 

參考文獻

 

 

 

 

 

微課視頻清單

 

 

 

 

 

 

 

序號視 頻 名 稱時長/min書 中 位 置

 

 

 

 

1第2章計算線性捲積的簡單方法62.1.3節節首

2第2章序列的周期性及特點92.1.4節例211處

3第2章系統的穩定性及判別方法72.2.4節節首

4第3章右邊序列收斂域分析53.2.2節2.右邊序列

5第3章左邊序列收斂域分析73.2.2節3.左邊序列

6第3章留數定理的應用及註意事項103.3.1節節首

7第3章z變換性質的物理意義43.4節2.序列的移位

8第3章如何記憶數字信號處理的公式83.6.1節節首

9第4章DFT隱含周期性54.4.1節節首

10第4章通過DFT的計算理解其物理意義94.4.1節例46

11第4章DFT、DTFT和z變換的關系74.4.2節節首

12第4章序列的循環移位74.5.2節節首

13第4章DFT的對偶性64.5.3節節首

14第4章DFT的共軛對稱性及應用164.5.4節節首

15第4章循環捲積的矩陣計算法134.5.5節節首

16第5章FFT是否新的算法45.1節節首

17第5章FFT的基本思想45.2.2節節首

18第5章DIT基2算法第1次分組解析125.3.1節1.序列x(n)第一次分解

19第5章DIT基2算法第2次分組解析65.3.1節2.序列x(n)第二次分解

20第5章DIT基2算法第3次分組分析65.3.1節3.序列x(n)第三次分解

21第5章FFT算法的倒位序解析125.3.3節1.倒位序規律

22第6章IIR濾波器二階基本節及其變化116.2.3節187頁倒數第三段

23第6章FIR直接型濾波器的兩種結構86.3.1節節首

24第6章FIR濾波器二階基本節解析76.3.2節節首

25第6章線性相位結構和直接型結構的關系86.3.3節節首

26第6章頻率抽樣型結構解析66.3.4節節首

27第7章濾波器的常用參量分析77.1.2節節首

28第7章全通系統解析87.2.1節節首

29第7章沖激響應不變法的應用107.4.2節節首

30第8章窗函數設計法的原理和步驟分析78.3.1節節首

31第8章加窗對頻域的影響分析168.3.1節2.加窗對H(ejω)的影響

32第8章頻率抽樣設計法的原理及相關問題88.4.1節節首

33第8章頻率抽樣設計法的工程問題及優化方法118.4.4節節首