本書系統(tǒng)地介紹數(shù)字信號處理的基本概念、基本原理與分析、設計方法，以及數(shù)字信號處理理論的工程應用。全書共8章，第1～3章作為數(shù)字信號處理的基礎，介紹離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析方法、頻域分析方法及z域分析方法等；第4章介紹離散傅里葉變換及其在譜分析領域和通信系統(tǒng)中的應用；第5章介紹離散傅里葉變換的快速計算方法及信號處理中常用的快速算法；第6～7章介紹數(shù)字濾波器的基本概念及工程設計、實現(xiàn)方法；第8章介紹數(shù)字信號處理在汽輪機振動信號在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)中的應用，并對經(jīng)典譜估計技術(shù)進行簡要分析。除第0章和第8章外，本書其他章節(jié)均安排了豐富的例題與習題，并利用MATLAB對常用算法和典型問題進行了算法仿真和設計求解。全書條理清楚、概念清晰、內(nèi)容精煉、注重工程應用，形成“理論、仿真、設計、應用”相統(tǒng)一的立體化內(nèi)容體系，適合作為高等學校電子信息工程、通信工程、自動控制等電子信息類專業(yè)和相近專業(yè)的教材，也可作為相關專業(yè)科技人員的參考書。
張峰，西安工業(yè)大學電子信息學院，教授，負責數(shù)字信號處理等課程的教學，主編《數(shù)字信號處理原理及應用》教材
第0章 緒論 （1）
0.1 數(shù)字信號處理的基本概念 （1）
0.2 數(shù)字信號處理技術(shù)的應用 （2）
0.3 數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法 （3）
0.4 經(jīng)典數(shù)字信號處理理論的研究內(nèi)容 （3）
第1章 離散時間信號與系統(tǒng) （5）
1.1 引言 （5）
1.2 離散時間信號 （6）
1.2.1 離散時間信號的表示 （7）
1.2.2 基本序列 （7）
1.2.3 序列的基本運算 （11）
1.3 離散時間系統(tǒng) （12）
1.3.1 理想延遲系統(tǒng) （12）
1.3.2 滑動平均系統(tǒng) （13）
1.3.3 無記憶系統(tǒng) （13）
1.3.4 線性系統(tǒng) （13）
1.3.5 時不變(移不變)系統(tǒng) （14）
1.3.6 線性時不變(移不變)系統(tǒng) （14）
1.3.7 卷積和的計算方法 （15）
1.3.8 卷積和的MATLAB求解 （18）
1.3.9 卷積的運算規(guī)律 （19）
1.4 離散時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性 （20）
1.4.1 離散時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （20）
1.4.2 離散時間系統(tǒng)的因果性 （21）
*1.5 離散時間信號的相關分析 （22）
1.5.1 離散時間信號的互相關 （22）
1.5.2 離散時間信號的自相關 （23）
第2章 離散時間信號和系統(tǒng)的頻域表示 （25）
2.1 引言 （25）
2.2 離散時間信號和系統(tǒng)的傅里葉變換分析 （25）
2.2.1 特殊的復指數(shù)序列 （25）
2.2.2 LTI離散系統(tǒng)對復指數(shù)序列 的響應 （26）
2.2.3 LTI離散系統(tǒng)的頻率響應 （26）
2.2.4 序列的傅里葉變換和反變換 （28）
2.2.5 離散時間傅里葉變換的卷積定理 （30）
2.2.6 離散時間傅里葉變換的MATLAB計算 （31）
2.3 離散時間傅里葉變換的對稱性 （33）
2.3.1 共軛對稱與共軛反對稱 （33）
2.3.2 離散時間傅里葉變換的共軛對稱性 （33）
2.3.3 離散時間傅里葉變換的時頻對稱性 （34）
2.4 連續(xù)時間信號的采樣與恢復 （35）
2.4.1 周期采樣 （35）
2.4.2 周期采樣信號的頻譜分析 （36）
2.4.3 時域采樣定理 （37）
2.4.4 信號的恢復和采樣內(nèi)插公式 （40）
*2.4.5 正弦信號的采樣 （42）
*2.4.6 窄帶信號的采樣 （43）
*2.5 希爾伯特變換 （44）
2.5.1 連續(xù)時間信號的希爾伯特變換 （45）
2.5.2 離散時間信號的希爾伯特變換 （46）
2.5.3 希爾伯特變換的主要性質(zhì) （46）
第3章 離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析 （48）
3.1 引言 （48）
3.2 離散時間信號的z變換 （48）
3.2.1 z變換的定義 （48）
3.2.2 z變換的收斂域 （49）
3.2.3 序列的性質(zhì)和其z變換收斂域的關系 （51）
3.2.4 z變換的性質(zhì)和定理 （54）
3.2.5 z變換的MATLAB計算 （59）
3.3 z反變換 （60）
3.3.1 z反變換公式 （61）
3.3.2 z反變換計算方法 （61）
3.4 系統(tǒng)函數(shù) （67）
3.4.1 LTI離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 （67）
3.4.2 系統(tǒng)函數(shù)與差分方程的關系 （68）
3.4.3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)頻率響應 （68）
3.4.4 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)分類 （70）
3.4.5 全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng) （70）
3.4.6 利用MATLAB分析系統(tǒng)的性能 （72）
3.5 離散時間系統(tǒng)的信號流圖 （74）
3.5.1 網(wǎng)絡的信號流圖表示 （74）
3.5.2 信號流圖的轉(zhuǎn)置定理 （75）
3.5.3 IIR系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) （76）
3.5.4 FIR系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) （78）
第4章 離散傅里葉變換 （81）
4.1 引言 （81）
4.2 周期序列 （83）
4.3 離散傅里葉級數(shù) （85）
4.3.1 離散傅里葉級數(shù)的定義 （85）
4.3.2 離散傅里葉級數(shù)的主要性質(zhì) （85）
4.4 離散傅里葉變換 （87）
4.4.1 DFT的基本概念 （87）
4.4.2 DFT的MATLAB實現(xiàn) （88）
4.4.3 DFT的主要性質(zhì) （89）
4.4.4 有限長序列的線性卷積和圓周卷積 （93）
4.4.5 DFT與DTFT、ZT之間的關系 （94）
4.5 頻率采樣理論 （96）
4.5.1 頻域采樣定理 （96）
4.5.2 頻域采樣恢復的內(nèi)插公式 （97）
4.6 DFT應用于信號頻譜分析 （99）
4.6.1 DFT應用于信號頻譜分析的具體方法 （99）
4.6.2 DFT應用于信號頻譜分析相關參數(shù)的確定 （102）
*4.6.3 DFT應用于信號頻譜分析的誤差問題 （102）
*4.7 DFT在OFDM中的應用 （104）
4.7.1 OFDM的基本概念 （104）
4.7.2 DFT應用于OFDM實現(xiàn)的基本原理 （104）
4.7.3 OFDM傳輸系統(tǒng)的基本組成 （105）
4.7.4 DFT的對稱性在OFDM載波映射中的應用 （106）
第5章 快速傅里葉變換及其應用 （107）
5.1 引言 （107）
5.2 基-2FFT算法原理 （107）
5.2.1 DFT運算量分析 （107）
5.2.2 基-2時間抽取FFT算法 （108）
5.2.3 基-2頻率抽取FFT算法 （111）
5.3 基-2FFT算法特點及程序?qū)崿F(xiàn) （113）
5.3.1 基-2FFT算法特點及規(guī)律 （113）
5.3.2 基-2FFT算法的程序?qū)崿F(xiàn) （114）
5.4 離散傅里葉反變換的快速算法 （115）
5.5 其他常用的FFT算法 （117）
5.5.1 任意基數(shù)的FFT算法 （117）
*5.5.2 基-4 FFT算法 （118）
*5.5.3 分裂基FFT算法 （118）
5.6 FFT應用于線性卷積的快速計算 （119）
5.6.1 基本算法 （119）
5.6.2 重疊相加法 （120）
5.6.3 重疊保留法 （121）
*5.7 Chirp-z變換及其FFT實現(xiàn) （123）
5.7.1 Chirp-z變換原理 （123）
5.7.2 Chirp-z變換的FFT實現(xiàn) （124）
*5.8 離散余弦變換及其FFT實現(xiàn) （125）
5.8.1 離散余弦變換 （125）
5.8.2 離散余弦變換的FFT實現(xiàn) （125）
*5.9 FFT應用于線性相關的快速計算 （127）
5.10 MATLAB環(huán)境下各種算法的實現(xiàn) （127）
5.10.1 FFT及IFFT算法的MATLAB實現(xiàn) （127）
5.10.2 快速卷積基本算法的MATLAB實現(xiàn) （128）
5.10.3 Chirp-z變換的MATLAB實現(xiàn)及應用 （129）
5.10.4 離散余弦變換的MATLAB實現(xiàn) （130）
5.10.5 快速相關算法的MATLAB實現(xiàn) （131）
第6章 IIR數(shù)字濾波器的設計 （133）
6.1 數(shù)字濾波器的基本概念 （133）
6.2 模擬濾波器的設計 （134）
6.2.1 巴特沃什模擬濾波器 （134）
6.2.2 切比雪夫模擬濾波器 （137）
6.2.3 橢圓模擬濾波器 （140）
*6.2.4 模擬濾波器的頻率變換 （142）
6.2.5 模擬濾波器的MATLAB設計 （143）
6.3 通過模擬濾波器設計IIR數(shù)字濾波器 （146）
6.3.1 沖激響應不變法 （147）
6.3.2 雙線性映射法 （150）
6.3.3 沖激響應不變法和雙線性映射法的MATLAB實現(xiàn) （153）
6.3.4 頻率變換法設計IIR數(shù)字濾波器 （154）
*6.4 IIR數(shù)字濾波器的計算機輔助設計方法 （158）
6.4.1 IIR數(shù)字濾波器的頻域最小均方誤差設計 （159）
6.4.2 IIR數(shù)字濾波器的最小平方逆設計 （160）
6.4.3 IIR數(shù)字濾波器的時域設計 （161）
6.5 IIR數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法與性能特點 （164）
6.5.1 IIR數(shù)字濾波器的一般實現(xiàn)方法 （164）
6.5.2 IIR數(shù)字濾波器的特點 （165）
第7章 FIR數(shù)字濾波器的設計 （166）
7.1 引言 （166）
7.2 FIR數(shù)字濾波器的線性相位特性 （166）
7.2.1 線性相位系統(tǒng)對信號進行處理的優(yōu)點 （167）
7.2.2 FIR系統(tǒng)為線性相位系統(tǒng)需滿足的條件 （168）
*7.2.3 FIR線性相位系統(tǒng)的零點分布特征 （170）
7.3 FIR數(shù)字濾波器的加窗設計方法 （171）
7.3.1 加窗法設計FIR數(shù)字濾波器的思路 （171）
7.3.2 吉布斯(Gibbs)效應 （172）
7.3.3 各種窗函數(shù)的特性 （174）
7.3.4 加窗法設計FIR數(shù)字濾波器的具體步驟 （177）
7.3.5 加窗法設計FIR數(shù)字濾波器的MATLAB實現(xiàn) （178）
7.3.6 其他各型FIR數(shù)字濾波器的加窗設計 （180）
*7.4 FIR數(shù)字濾波器的計算機輔助設計方法 （182）
7.4.1 頻率取樣法設計FIR數(shù)字濾波器 （182）
7.4.2 FIR數(shù)字濾波器的等波紋逼近設計 （184）
7.5 FIR數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法與性能特點 （192）
*第8章 數(shù)字信號處理工程應用實例 （193）
8.1 引言 （193）
8.2 汽輪機振動信號在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)簡介 （193）
8.2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) （193）
8.2.2 數(shù)據(jù)采集與分析設備 （194）
8.2.3 數(shù)據(jù)采集與分析設備處理器選擇 （195）
8.3 汽輪機振動信號特點 （197）
8.3.1 振動信號的表示 （197）
8.3.2 鍵相信號 （198）
8.3.3 振動信號的獲取 （198）
8.4 汽輪機振動信號的采樣 （199）
8.4.1 固定頻率采樣 （199）
8.4.2 倍頻采樣 （199）
8.5 汽輪機振動信號處理 （201）
8.5.1 時域處理方法 （201）
8.5.2 頻域處理方法 （202）
8.5.3 時頻處理方法 （203）
8.6 汽輪機振動信號的經(jīng)典功率譜估計 （204）
8.6.1 功率譜估計的概念 （204）
8.6.2 估計質(zhì)量的評定 （206）
8.6.3 經(jīng)典功率譜估計的基本方法 （206）
8.6.4 汽輪機振動信號的經(jīng)典功率譜估計 （208）
8.6.5 經(jīng)典譜估計算法的改進 （209）
附錄A 模擬濾波器設計的部分參數(shù)表 （213）
附錄B FFT算法C語言程序 （215）
B.1 基-2FFT算法程序 （215）
B.2 分裂基FFT算法程序 （216）
參考文獻 （220）
書單推薦
