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绪论1

第1章　离散时间信号与系统4

1.1 离散时间信号与序列运算4

1.1.1 离散时间信号及表示方式4

1.1.2 序列的运算6

1.1.3 序列的能量、周期性以及几种常用序列11

1.2 离散时间系统17

1.2.1 线性时不变系统17

1.2.2 单位冲激响应与系统响应19

1.2.3 因果与稳定系统25

1.3 连续时间信号的抽样27

1.3.1 连续时间信号抽样的基本原理27

1.3.2 抽样定理与连续信号的恢复29

1.4 本章相关的MATLAB命令及应用33

1.4.1 离散时间信号的MATLAB表示34

1.4.2 离散时间信号运算的实现35

1.4.3 差分方程的MATLAB求解41

1.4.4 连续信号的离散与重构42

小结46

习题46

第2章 离散系统的变换域分析——z变换53

2.1 z变换与z逆变换53

2.1.1 z变换的定义与收敛域53

2.1.2 z逆变换60

2.1.3 z变换的基本性质68

2.2 离散系统的系统函数与系统特性的描述77

2.3 系统的频率响应与系统滤波特性80

2.4 z变换和拉氏变换的关系84

2.5 本章相关的MATLAB命令及应用87

2.5.1 z变换与z逆变换的MATLAB实现87

2.5.2 有理多项式的部分分式展开与多项式的乘除88

2.5.3 MATLAB对系统的描述及各系统模型的转换91

2.5.4 离散LTI系统的时域响应与频率响应95

小结99

习题100

3.1 非周期序列的傅里叶变换及性质103

3.1.1 非周期序列傅里叶变换103

第3章 离散系统的频域分析——傅里叶变换103

3.1.2 非周期序列傅里叶变换的性质105

3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质110

3.3 有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）115

3.3.1 离散傅里叶变换（DFT）及性质115

3.3.2 圆周卷积与有限长序列的线性卷积的关系127

3.4 频域抽样理论130

3.5 利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题133

3.5.1 混叠失真与参数选择134

3.5.2 频谱泄漏138

3.5.3 栅栏效应139

3.6 本章相关的MATLAB命令及应用142

3.6.1 求系统幅度响应函数与相位响应函数142

3.6.2 傅里叶变换的MATLAB实现143

小结148

习题149

第4章 数字滤波器的基本结构153

4.1 数字滤波器类型及结构表示方法153

4.2 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构与特点154

4.3 有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构与特点161

4.4 数字滤波器的格型结构164

4.4.1 全零点FIR系统的格型结构164

4.4.2 全极点IIR系统的格型结构167

4.4.3 零极点IIR系统的格型结构169

4.5 本章相关的MATLAB命令及应用170

4.5.1 系统互联函数命令170

4.5.2 系统不同结构的实现172

4.5.3 系统格型结构的实现函数176

小结177

习题178

第5章 快速傅里叶变换181

5.1 快速计算DFT的改进途径181

5.2 按时间抽选（DIT）的基－2 FFT算法182

5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理182

5.2.2 DIT-FFT算法的特点187

5.2.3 按时间抽选的FFT算法的其它形式流图191

5.3 按频率抽选（DIF）的基－2 FFT算法192

5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理192

5.3.2 DIF-FFT算法的特点195

5.4 离散傅里叶逆变换（IDFT）的快速算法196

5.5 数字信号处理的FFT实现198

5.5.1 线性卷积的FFT算法实现198

5.5.2 线性相关的FFT算法实现205

5.6 线性调频z变换（Chirp-z变换）算法206

5.6.1 基本原理206

5.6.2 线性调频z变换的快速算法207

5.7 本章相关的MATLAB命令及应用208

习题213

小结213

第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法215

6.1 数字滤波器的设计步骤215

6.1.1 理想数字滤波器的性能特性215

6.1.2 数字滤波器的技术指标216

6.1.3 数字滤波器设计的一般步骤217

6.2 模拟滤波器的数字化设计IIR数字滤波器218

6.2.1 冲激响应不变法219

6.2.2 双线性变换法224

6.3 频率变换法设计IIR数字滤波器——模拟域频率变换法230

6.3.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器232

6.3.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器234

6.3.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器237

6.3.4 模拟低通滤波器变换成数字带附滤波器240

6.4 频率变换法设计IIR数字滤波器——数字域频率变换法244

6.5 本章相关的MATLAB命令及应用250

6.5.1 冲激响应不变法设计函数250

6.5.2 双线性变换法设计函数251

6.5.3 频率变换设计法设计函数252

习题259

小结259

第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法263

7.1 线性相位FIR数字滤波器的特点263

7.1.1 FIR数字滤波器具有线性相位的条件263

7.1.2 线性相位FIR数字滤波器的幅度特点267

7.1.3 线性相位FIR数字滤波器零点分布特点270

7.2 FIR数字滤波器的窗函数设计法270

7.2.1 设计原理270

7.2.2 窗函数设计法的截断效应272

7.2.3 常用窗函数及选取原则275

7.2.4 窗函数法设计步骤278

7.3 频率抽样法设计FIR数字滤波器282

7.3.1 设计原理282

7.3.2 频率抽样法的优化设计283

7.3.3 线性相位与抽样的约束284

7.3.4 频率抽样法的设计步骤286

7.4 IIR与FIR数字滤波器的比较289

7.5 本章相关的MATLAB命令及应用290

7.5.1 窗函数设计法的相关函数290

7.5.2 频率抽样法设计函数293

7.5.3 其它方法设计FIR滤波器的相关函数297

小结299

习题299

第8章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应302

8.1 离散信号处理系统的设计分析与仿真302

8.1.1 离散信号处理系统的设计步骤302

8.1.2 离散信号处理系统设计分析实例304

8.2 数字信号处理中的有限字长效应308

8.2.1 二进制数的表示及误差基本概念309

8.2.2 定点制表示的量化误差311

8.2.3 A/D转换的量化效应314

8.2.4 数字滤波器的系数量化效应316

8.2.5 FFT算法的有限字长效应319

小结322

习题323

附录A 常用模拟低通滤波器设计方法324

一、由幅度平方函数确定系统函数324

二、巴特沃思低通逼近法325

三、切比雪夫低通逼近法331

四、椭圆滤波器332

附录B MATLAB使用简介333

一、MATLAB的工作环境333

二、MATLAB的基本语法336

2.1 变量及其赋值336

2.2 运算符、复数运算及流程控制339

2.3 基本数学函数340

2.4 基本绘图命令与画图方法341

三、MATLAB的基本操作命令与程序调试348

参考文献350