本书全面系统地介绍数字信号处理的基本概念、基本原理和基本分析方法，同时还简要介绍数字信号处理相关的硬件原理和软件仿真方面的知识。全书共分8章，具体内容包括：连续信号与系统的分析，时域离散信号与系统的时域分析，时域离散信号与系统的频域分析，离散傅里叶变换及其快速算法，IIR数字滤波器的理论与设计，FIR数字滤波器的理论与设计，数字信号处理的硬件实现和实训与演示。本书对课程内容进行了优化和提炼，介绍了TMS320系列的DSP芯片，引入了SystemView系统仿真软件，注重从基本技能等方面培养学生。

编者根据多年的教学实践，在内容上注意理论与实践的结合，讲述由浅人深，简明透彻，概念清晰，重点突出，既便于教师组织教学，又有利于学生自学。

本书文字简明，通俗易懂，可用作高职高专电子信息类专业“数字信号处理”课程的教材，也可供相关专业本科生和工程技术人员阅读和参考，还可作为“数字信号处理”培训教材使用。

全书共分8章，主要介绍数字信号处理的有关理论和技术，利用SystemView系统仿真软件，对课程中重要的内容进行实验和演示。具体章节内容安排如下：第l章连续信号与系统的分析，实际上这部分属于“信号与系统”课程的内容。通过对这部分内容的回顾或学习，能够为数字信号处理内容的学习提供一个系统的理论铺垫，便于更加透彻地理解新出现的概念。第2章时域离散信号与系统的时域分析，主要针对时域分析的基本原理、基本概念、基本方法进行了描述。第3章时域离散信号与系统的频域分析，介绍序列的傅里叶变换定义及性质，分析时域离散信号与模拟信号傅里叶变换之间的关系，讨论Z变换及其应用，讲解时域离散系统的基本网络结构，为今后数字滤波器的设计打下基础。第4章离散傅里叶变换及其快速算法，这是本书的重点章节，主要对离散傅里叶变换和逆变换进行分析，研究频域取样定理，对快速傅里叶变换的实现方法和特点进行描述，在此基础上，讲解DFT的应用。第5章IIR数字滤波器的理论与设计，讲解数字滤波器的基本概念，介绍模拟滤波器的设计过程，研究、分析和比较模拟滤波器到数字滤波器转换的各种方法和它们的性能。第6章FIR数字滤波器的理论与设计，分析和研究FIR数字滤波器特性，介绍利用窗函数和频率取样法设计滤波器的原理和过程。第7章数字信号处理的硬件实现，在学习有关数7信号处理理论的基础上，这一章主要介绍数字信号处理技术和方法，同时还对DSP芯片以及它们的开发工具和环境进行介绍。第8章实训与演示，在介绍信号级的糸统仿真软件SystemView的基础上，根据课程的重点内容，编写4个实验，供读者参考和使用。本书前4章介绍数字信号处理的基本理论，属于理论篇；第5章和第6章介绍数字信号处理的实用技术，属于技术篇；后两章对数7信号处理的实际应用方法进行介绍，属于应用篇。

理 论 篇

第1章 连续信号与系统的分析

 1.1连续信号与系统的时域分析

1.1.1信号的分类

1 1.2阶跃信号和冲激信号

1.1.3系统的分类

1.1.4冲激响应与线性卷积积分

 1.2连续信号与系统的频域分析

1.2.1周期信号的频谱分析

1.2.2非周期信号的频谱分析

1.2.3博里叶变换的性质及应用

 1.3连续信号与系统的复频域分析

1.3.1拉普拉斯变换

1 3.2拉普拉斯变换的性质

1.3 3拉普拉斯逆变换

 1.4系统函数与系统特性分析

1.4.1系统函数

1.4.2系统函数的零、极点分布对

系统特性的影响

 小结

 习题

第2章 时域离散信号与系统的时域分析

 2.1时域离散信号

2.1.1常用的典型序列

2.1.2序列的运算

 2.2时域离散系统

2.2.1线性时不变离散系统

2.2.2离散系统的因果性和稳定性

 2.3模拟信号的数字处理方法

2.3.1取样及取样定理

2.3.2将数字信号转换成模拟信号

 小结

 习题

第3章 时域离散信号与系统的频域分析

 3.1序列的傅里叶变换

3.1.1 序列傅里叶变换的定义

3.1.2序列傅里叶变换的性质

3.1.3 Xa(jΩ)与X(e)之间的关系

 3.2序列的z变换

3 2.1 z变换的定义

3.2 2序列特性对收敛域的影响

3 2 3逆Z变换

3 2 4 Z变换的主要性质和定理

 3.3利用z变换分析线性离散系统

3.3.1差分方程的z变换解

3.3.2系统函数的构建与分析

 3.4离散系统的基本网络结构

3.4.1用信号流图表示网络结构

3.4.2无限长脉冲响应基本网络结构

3 4.3有限长脉冲响应基本网络结构

 小结

 习 题

第4章 离散傅里叶变换及其快速算法

 4.1 DFT的定义及物理意义

4.1 1 DFT的定义

4 1.2 DFT和z变换的关系

4.1.3 DFT的线性和周期性

 4.2离散傅里叶变换的性质

4.2.1循环移位性质

4 2.2循环卷积定理

4.2.3 DFT的对称性

 4.3频域取样定理

4.3.1频域取样过程

4 3.2利用频域取样信号恢复原始信号

 4.4快速傅里叶变换(FFT)

4 4.1从DFT到FFT 

4.4.2时域抽取法基2FFT算法

4 4.3频域抽取法基一2FFT算法

 4.5 FFT算法的特点和改进措施

4.5.1 FFT算法的规律与特点

4 5.2改进FFT算法措施

 4.6 FFT的应用举例

4.6.1利用FFT计算IDFT

4.6.2利用FFT计算线性卷积

4.6.3利用DFT对信号进行谱分析

小结

习题

技 术 篇

第5章 IIR数字滤波器的理论与设计

 5.1数字滤波器的基本概念

5.11.1数字滤波器的分类

5 1.2数字滤波器的技术要求和设计步骤

 5.2模拟滤波器的设计

5.2.1模拟低通滤波器的设计指标

5.2 2巴特沃斯低通滤波器的设计

5.2.3模拟高通、带通、带阻滤波器的设计

 5.3 I1R数字滤波器的设计

5 3.1利用脉冲响应不变法设计I1R数字低通滤波器

5.3.2利用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器

5.3 3利用模拟滤波器设计IIR数字高通、带通和带阻滤波器

5 3.4 IIR数字滤波器的直接设计法——零极点累试法

 小结

 习题

第6章 FIR数字滤波器的理论与设计

 6.1 FIR数字滤波器特性

6.1.1线性相位条件

6.1.2线性相位FIR滤波器幅度特性的特点

6.1.3线性相位FIR滤波器零点分布和网络结构

 6.2利用窗函数法设计FIR滤波器

6.2.1窗函数设计法的基本思想

6.2.2常用的窗函数

6.2.3用窗函数法设计FIR滤波器

 6.3利用频率取样法设计FIR滤波器

6.3.1 FIR网络的频率取样结构

6.3.2频率取样法的基本思想

6.3.3频率取样法需要解决的问题与对策

 6.4 IIR和FIR数字滤波器的比较

 小结

 习 题

应 用 篇

第7章 数字信号处理的硬件实现

 7.1 DSP系统与芯片

7.1.1DSP系统

7.1.2 DSP芯片的发展历史

7 1.3 DSP芯片的分类

7.1.4 DSP芯片的选择

 7.2 DSP芯片的基本结构

7.2.1哈佛结构

7.2.2硬件乘法器和特殊的DsP指令 

7.2.3指令系统的多级流水线

 7.3 TI定点运算DSP一芯片

7.3.1 TMS320C1X

7.3.2 TMS320C2X

7.3.3 TMS320C5X

7.3.4其它新型定点运算DSP芯片

 7.4 TI其它类型的DSI，芯片

7.4.1 TI浮点DSP芯片

7.4.2多处理器DSP芯片——

TMS320C8X

 7.5 DSP的开发环境

7.5.1 C编译器

7.5.2汇编语言工具

7.5.3系统集成与调试工具

7.5.4 DSP的操作系统

 小结

 习题

第8章实训与演示

 8.1 SystemView软件及应用

8.1.1 SystemView软件的安装

8.1.2 SystemView的运行环境

 8.2实验一：信号、系统与系统响应

8.2.1实验准备

8.2.2实验内容

 8.3实验二：用DFT计算线性卷积

8.3.1实验准备

8.3.2实验内容

 8.4实验三：IIR数字滤波器设计

8.4.1实验准备

8.4.2实验内容

 8.5实验四：FIR数字滤波器设计

8.5.1实验准备

8.5.2实验内容

部分习题解答

参考书目