数字信号处理 (王俊 王祖林 高飞 万国龙)

《数字信号处理》是由王俊、王祖林、高飞、万国龙编写，高等教育出版社于2019年7月15日出版的iCourse·教材。该书可作为普通高等院校电子信息类、计算机类、自动化类、电气类等专业本科教材，也可作为科技工作者参考资料。

该书共11章，主要讲解数字信号处理的原理、理论与实现方法。从音频信号处理实例入手，以信号分解、系统描述为主线，同时结合计算机、DSP、FPGA等数字系统实现，讲解数字信号处理的基本理论，同时培养工程应用能力。

该书共分11章，第1章介绍数字信号处理的发展和应用；第2至4章分别介绍了离散时间信号与系统，离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶级数（DFS）、z变换的基本概念和性质以及离散系统变换域分析；第5至7章分别讨论了信号的采样与重建、离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换；第8至9章分别介绍了数字滤波器的设计方法和实现方法；第10至11章分别给出了信号的频域分析方法、多速率信号处理方法等工程实例。

第1章  绪论

1.1  信号

1.2  系统

1.3  数字信号处理的发展

1.4  数字信号处理的应用

1.5  课程内容结构

1.6  小结

第2章  离散时间信号与系统

2.1  离散时间序列

2.1.1  序列的表示

2.1.2  序列的分类

2.1.3  常用时间序列

2.1.4  序列的分解

2.2  离散时间系统

2.2.1  系统的表示

2.2.2  系统的分类

2.2.3  LTI系统的卷积表示

2.2.4  LTI系统的性质

2.2.5  线性常系数差分方程

2.3  小结

习题

第3章  DTFT、DFS、z变换

3.1  离散时间傅里叶变换

3.1.1  DTFT定义

3.1.2  DTFT存在的条件

3.1.3  DTFT的性质和定理

3.1.4  DTFT的对称性

3.2  离散傅里叶级数

3.2.1  DFS的定义

3.2.2  DFS的性质和定理

3.2.3  DFS的对称性

3.3  z变换

3.3.1  z变换的定义

3.3.2  常用z变换及收敛域特点

3.3.3  z变换的性质和定理

3.3.4  z的反变换

3.4  小结

习题

第4章  离散系统变换域分析

4.1  LTI系统的表示

4.2  LTI系统的频域表示

4.2.1  特征函数与频率响应

4.2.2  LTI系统的频域表示

4.3  LTI系统的z变换分析

4.3.1  线性常系数差分方程表示的LTI系统

4.3.2  有理系统的z变换分析

4.3.3  有理系统的频率响应

4.4  有理系统的全通分解

4.4.1  幅频特性相同的系统

4.4.2  全通系统

4.4.3  最小相位系统

4.4.4  系统补偿方法

4.5  广义线性相位系统

4.5.1  广义线性相位系统的特点

4.5.2  因果广义线性相位系统的频率响应

4.5.3  因果广义线性相位系统零点分布

4.6  小结

习题

第5章  信号的采样与重建

5.1  连续时间信号的数字处理

5.2  连续时间信号的理想采样

5.2.1  x[n]与xc(t)的关系

5.2.2  Xs(jΩ)和Xc(jΩ)的关系

5.2.3  X(ejω)和Xc(jΩ)的关系

5.3  连续时间信号的理想重建

5.4  余弦信号的采样

5.5  采样与重建的实际问题

5.5.1  ADC量化误差

5.5.2  DAC转换误差

5.6  小结

习题

第6章  离散傅里叶变换（DFT）

6.1  离散傅里叶变换（DFT）

6.1.1  有限长序列与周期序列

6.1.2  DFT的定义

6.1.3  z变换、DTFT、DFS、DFT之间的关系

6.1.4  频域采样与重建

6.2  DFT的性质和定理

6.3  DFT的对称性

6.4  DFT完成线性卷积

6.4.1  两个有限长序列的线性卷积

6.4.2  DFT实现有限长序列的线性卷积

6.4.3  DFT实现LTI系统

6.5  小结

习题

第7章  快速傅里叶变换

7.1  直接DFT的计算量以及改善途径

7.2  按时间抽取DIT-FFT

7.2.1  算法原理

7.2.2  算法特点

7.3  按频率抽取DIF-FFT

7.3.1  算法原理

7.3.2  算法特点

7.4  IFFT实现方法

7.5  实序列FFT实现方法

7.6  chirp-z变换

7.6.1  chirp-z变换原理

7.6.2  chirp-z的快速实现

7.7  小结

习题

第8章  数字滤波器设计方法

8.1  模拟滤波器设计

8.1.1  模拟滤波器的分类

8.1.2  模拟滤波器的技术指标

8.1.3  由幅度平方函数确定系统函数

8.1.4  Butterworth低通滤波器设计

8.1.5  Chebyshev低通滤波器设计

8.1.6  Elliptic低通滤波器设计

8.1.7  频率转换与高通、带通、带阻滤波器设计

8.2  离散时间系统对连续时间信号进行滤波

8.3  冲激响应不变法设计IIR滤波器

8.3.1  冲激响应不变法原理

8.3.2  冲激响应不变法设计滤波器

8.3.3  冲激响应不变法的优缺点

8.4  双线性变换法设计IIR滤波器

8.4.1  双线性变换法原理

8.4.2  双线性变换法设计滤波器

8.4.3  双线性变换法的优缺点

8.5  窗函数法设计FIR滤波器

8.5.1  窗函数法设计滤波器原理

8.5.2  常用窗函数

8.5.3  窗函数法设计滤波器

8.6  频率采样法设计FIR滤波器

8.6.1  广义线性相位FIR滤波器的特点

8.6.2  频率采样法设计滤波器的性能指标

8.6.3  频率采样法设计FIR滤波器

8.7  小结

习题

第9章  数字滤波器实现方法

9.1  IIR滤波器流图表示

9.1.1  直接型

9.1.2  级联型

9.1.3  并联型

9.1.4  转置型

9.1.5  IIR系统中的反馈

9.2  FIR滤波器流图表示

9.2.1  直接型

9.2.2  级联型

9.2.3  广义线性相位FIR系统的结构

9.2.4  FIR频率采样型滤波器结构

9.3  数字滤波器的有限字长效应

9.3.1  数字系统的数制

9.3.2  滤波器系数量化效应

9.3.3  滤波器运算中的有限字长效应

9.3.4  IIR滤波器的零输入极限环

9.4  小结

习题

第10章  信号的频域分析方法

10.1  DFT分析信号频域

10.2  正弦信号的DFT分析

10.2.1  加窗影响

10.2.2  频域采样影响

10.2.3  频域分析的参数选择

10.3  短时傅里叶变换

10.3.1  短时傅里叶变换的定义

10.3.2  短时傅里叶变换的性质

10.3.3  短时傅里叶变换的应用

10.4  小结

习题

第11章  多速率信号处理方法

11.1  采样率转换

11.1.1  整数倍抽样

11.1.2  整数倍插值

11.1.3  非整数倍采样率转换

11.1.4  多采样率转换滤波器的MATLAB实现

11.2  多相分解

11.2.1  多相分解表示

11.2.2  抽样和插值的多相结构

11.3  应用实例

11.3.1  抗混叠滤波

11.3.2  数字滤波器组

11.4  小结

习题

参考文献