数字信号处理原理及实现(第3版)
《数字信号处理原理及实现(第3版)》是由王艳芬、王刚、张晓光、刘卫东编著,2017年清华大学出版社出版的教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材、高等学校电子信息类专业系列教材、“十三五”江苏省高等学校重点教材。该教材为高等院校信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学等专业本科生教材,也可供从事信息处理、通信、电子技术等方面的工程技术人员及有关科研、教学人员参考使用。1
该教材阐述了数字信号处理的基本原理、算法分析和实现,共包括9章内容,即绪论、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的频域分析、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、数字滤波器结构与有限字长效应、多采样率数字信号处理以及数字信号处理实验等。1
基本信息
- 出版社
清华大学出版社
- 出版时间
2017年8月1日
- 作者
王艳芬、王刚、张晓光、刘卫东
- 装帧
平装
- 开本
16开
成书过程
修订过程
该教材修改、调整和扩充的内容如下:
- 1.
对绪论中的信号分类以及数字信号处理系统的基本组成的内容叙述进行了完善和扩充,并补充了两幅图;
- 2.
第1章1.1节根据绪论的变化重新整理了信号的分类;1.2.3节增加了卷积和、相关函数,并增加了相关运算实例的习题;对1.3.5节系统的因果性和稳定性内容重新进行了梳理和扩充;对1.4.2节差分方程的求解进行了完善,并补充了利用差分方程判断是否为线性时不变系统的例题;
- 3.
第2章增加了2.1节引言标题;补充了离散时间信号的傅里叶反变换即式(2-2)的推导过程;在2.2.3节中对频移特性的意义进行了补充;在2.2.5节中补充了性质3和性质11的证明和意义;
- 4.
第3章DFS、DFT某些性质(DFS性质2和性质3、DFT性质3)增加了证明;在3.5.2节中补充了频率响应内插公式(3-58)的推导过程;第3.7节增加了“3.7.4对DFT计算结果的解读”、完善了相应的例题;
- 5.
在第4章中,对线性调频Z变换的表达式(4-38)进行了补充,在4.8.4节MATLAB实现中,增加了CZT的应用实例及实现分析;
- 6.
在第5章中,将一些模拟滤波器内容从5.3节中抽出并入5.2.4节,并将5.2.4题目修改为“数字滤波器的设计方法与常用模拟滤波器”,其余作为选读内容仍放在5.3节中,对5.3节进行了删减;
- 7.
在第6章中,6.3.4节增加了窗函数法设计数字微分器一个例题;6.4.5节增加一个基于MATLAB实现的带通滤波器例题;6.7节增加了一个IIR和FIR数字带通滤波器的MATLAB实例,对文字做了梳理;
- 8.
在第9章中,增加了9.7节“探究性实验课题”;
- 9.
每章都增加了部分习题;
- 10.
改正了第2版在使用中发现的问题。
该教材由王艳芬教授担任主编。绪论及第1、2、3、4、8章由王艳芬教授编写,第5、9章及附录由王刚副教授编写,第6章由张晓光副教授编写,第7章由刘卫东副教授编写。2
出版工作
2017年8月1日,该教材由清华大学出版社出版。3
责任编辑 | 封面设计 | 责任校对 | 责任印制 |
|---|---|---|---|
盛东亮 | 李召霞 | 时翠兰 | 刘海龙4 |
内容简介
该教材阐述了数字信号处理的基本原理、算法分析和实现,共包括9章内容,即绪论、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的频域分析、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、数字滤波器结构与有限字长效应、多采样率数字信号处理以及数字信号处理实验等。1
教材目录
绪论0.1信号、系统与信号处理0.2数字信号处理系统的基本组成0.3数字信号处理的特点0.4数字信号处理基本学科分支0.5数字信号处理系统的实现方法0.6数字信号处理的应用领域第1章离散时间信号与系统的时域分析1.1引言1.2离散时间信号1.2.1序列的定义1.2.2常用基本序列1.2.3序列的基本运算1.2.4任意序列的单位脉冲序列表示1.2.5MATLAB实现1.3离散时间系统1.3.1线性系统1.3.2时不变系统1.3.3线性时不变离散系统1.3.4线性卷积的计算1.3.5系统的因果性和稳定性1.4离散时间系统的时域描述——差分方程1.4.1常系数线性差分方程的一般表达式1.4.2差分方程的求解1.4.3MATLAB实现1.5模拟信号数字处理方法1.5.1采样的基本概念1.5.2理想采样及其频谱1.5.3时域采样定理1.5.4采样的恢复1.5.5采样内插公式1.5.6MATLAB实现本章小结习题第2章离散时间信号与系统的频域分析2.1引言2.2序列的傅里叶变换2.2.1序列的傅里叶变换的定义2.2.2常用序列的傅里叶变换2.2.3序列的傅里叶变换的性质2.2.4MATLAB实现2.3序列的Z变换2.3.1Z变换的定义及其收敛域2.3.2序列特性对Z变换收敛域的影响2.3.3Z反变换2.3.4MATLAB实现2.3.5Z变换的性质2.4系统函数与频率响应2.4.1系统函数的定义2.4.2系统函数和差分方程2.4.3系统函数的收敛域与系统的因果稳定性2.4.4频率响应2.4.5IIR和FIR系统2.4.6MATLAB实现本章小结习题第3章离散傅里叶变换3.1引言3.2傅里叶变换的几种形式3.2.1连续时间、连续频率——连续傅里叶变换(FT)3.2.2连续时间、离散频率——傅里叶级数(FS)3.2.3离散时间、连续频率——序列的傅里叶变换(DTFT)3.2.4离散时间、离散频率——离散傅里叶变换(DFT)3.3离散傅里叶级数(DFS)3.3.1DFS的定义3.3.2DFS的性质3.4离散傅里叶变换3.4.1DFT的定义3.4.2DFT和Z变换、DTFT的关系3.4.3DFT的性质3.4.4MATLAB实现3.5频域采样理论——抽样Z变换3.5.1频域采样3.5.2频域恢复——频域内插公式3.6用DFT计算线性卷积和线性相关3.6.1线性卷积的DFT算法3.6.2线性相关的DFT算法3.7用DFT进行频谱分析3.7.1利用DFT对连续非周期信号进行谱分析3.7.2用DFT进行谱分析的误差问题3.7.3用DFT进行谱分析的参数考虑3.7.4对DFT计算结果的解读3.7.5MATLAB实现本章小结习题第4章快速傅里叶变换4.1引言4.2直接计算DFT的问题及改进的途径4.2.1直接计算DFT的运算量问题4.2.2改善途径4.3按时间抽取(DIT)的基2FFT算法4.3.1算法原理4.3.2DITFFT算法与直接计算DFT运算量的比较4.3.3算法特点4.4按频率抽取(DIF)的基2FFT算法4.4.1算法原理4.4.2算法特点4.5IDFT的高效算法4.5.1利用FFT流图计算IFFT4.5.2直接调用FFT子程序的方法4.6实序列的FFT算法4.7N为复合数的混合基FFT算法4.7.1算法的基本原理4.7.2N为复合数时算法的运算量估计4.8线性调频Z变换(CZT)4.8.1算法基本原理4.8.2CZT的实现4.8.3CZT的特点4.8.4MATLAB实现本章小结习题 | 第5章IIR数字滤波器的设计5.1引言5.2数字滤波器的基本概念5.2.1数字滤波原理5.2.2数字滤波器的分类5.2.3数字滤波器的技术指标5.2.4数字滤波器的设计方法与常用模拟滤波器5.3模拟滤波器的设计5.3.1模拟滤波器的技术指标要求5.3.2由幅度平方函数来确定传输函数5.3.3巴特沃思低通滤波器5.3.4切比雪夫低通滤波器5.3.5模拟滤波器的频率变换5.4脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器5.4.1变换原理5.4.2s平面与z平面的映射关系5.4.3混叠失真5.4.4优缺点5.4.5MATLAB实现5.5双线性变换法设计IIR数字滤波器5.5.1变换原理5.5.2s平面与z平面的映射关系5.5.3双线性变换法中的频率失真和预畸变5.5.4模拟滤波器的数字化方法5.5.5MATLAB实现5.6IIR数字滤波器的频率变换及MATLAB实现5.7IIR数字滤波器的直接设计法5.7.1零、极点累试法5.7.2最小均方误差法5.8IIR数字滤波器的相位均衡5.8.1全通滤波器的群时延特性5.8.2IIR数字滤波器的群时延均衡本章小结习题第6章FIR数字滤波器的设计6.1引言6.2线性相位FIR数字滤波器的特点6.2.1线性相位条件6.2.2幅度函数特点6.2.3线性相位FIR数字滤波器的零点位置6.3窗函数法设计FIR数字滤波器6.3.1设计方法6.3.2加窗对FIR数字滤波器幅度特性的影响6.3.3常用窗函数6.3.4一般设计步骤及MATLAB实现6.4频率采样法设计FIR数字滤波器6.4.1设计方法6.4.2线性相位滤波器的约束条件6.4.3逼近误差6.4.4过渡带采样的最优设计6.4.5一般设计步骤及MATLAB实现6.5等波纹逼近法设计FIR数字滤波器6.5.1等波纹逼近准则6.5.2线性相位FIR数字滤波器的设计6.5.3MATLAB实现6.6简单整系数法设计FIR数字滤波器6.6.1设计方法6.6.2简单整系数FIR数字滤波器的优化设计6.6.3参数求解及MATLAB实现6.7FIR和IIR数字滤波器的比较本章小结习题第7章数字滤波器结构与有限字长效应7.1引言7.2基本结构单元7.3IIR滤波器的基本网络结构7.3.1直接型7.3.2级联型7.3.3并联型7.3.4全通系统7.3.5最小相位系统7.4FIR滤波器的基本网络结构7.4.1直接型(卷积型)7.4.2级联型7.4.3频率采样结构7.4.4线性相位结构7.5数字滤波器的格型结构7.5.1全零点(FIR)系统的格型结构7.5.2全极点(IIR)系统的格型结构7.5.3极零点系统的格型结构7.6有限字长效应7.6.1输入信号的量化效应7.6.2数字滤波器的系数量化效应7.6.3数字滤波器的运算量化效应本章小结习题第8章多采样率数字信号处理8.1引言8.2序列的整数倍抽取和插值8.2.1序列的整数倍抽取8.2.2序列的整数倍插值8.3有理倍数的采样率转换8.4多采样转换滤波器的设计8.4.1直接型FIR滤波器结构8.4.2多相滤波器实现8.5多采样转换滤波器的MATLAB实现本章小结习题第9章数字信号处理实验9.1实验开发工具MATLAB基础9.1.1MATLAB语言9.1.2交互式仿真Simulink9.1.3滤波器分析设计工具FDATool9.2实验(1):FFT频谱分析及应用9.3实验(2):IIR数字滤波器的设计9.4实验(3):FIR数字滤波器的设计9.5实验(4):数字滤波器结构及Simulink仿真实现9.6实验(5):立体声延时音效处理9.7探究性实验课题9.8上机习题附录傅里叶变换参考文献 |
(注:目录排版顺序为从左列至右列5)
教学资源
配套教材
该教材有配套教材——《数字信号处理原理及实现学习指导(第3版)》。6
书名 | 书号 | 出版社 | 出版时间 | 作者 |
|---|---|---|---|---|
《数字信号处理原理及实现学习指导 (第3版)》 | 9787302519089 | 清华大学出版社 | 2019.09.01 | 王艳芬、王刚、张晓光、刘卫东6 |
课程资源
该教材还配套有学习辅导及教学课件。3