本教材以信号分析与处理的基础理论和方法为中心，内容包括：信号的基本知识、连续时间信号分析、离散时间信号分析、离散傅里叶变换和快速傅里叶变换、模拟滤波器简介和数字滤波器设计、随机信号分析、自适应滤波器简介。本教材重视理论联系实际，适当增加关于信号处理的典型应用实例，并介绍了基于MATLAB语言的信号处理方法的计算机实现。考虑到学生的自主学习和教材内容的完整性，教材在信号分析与处理中又简要介绍了拉普拉斯变换和z变换。为了满足学生研究性学习的需要，在有些章节增加了思考题和上机练习题。

本书主要介绍信号分析与处理的基本原理、方法和应用。全书共分为6章，内容包括： 信号的基本知识、连续时间信号分析、离散时间信号分析、离散傅里叶变换和快速傅里叶变换、模拟滤波器简介和数字滤波器设计、随机信号分析以及自适应滤波的基本知识。本书大部分章节附有习题和上机练习题，并附有部分习题的答案和提示，有助于读者加深对本书的理解。

本书作为“全国高等学校自动化专业系列教材”中的一本教材，主要面向应用型大学自动化专业的本科生。也可以作为其他电气信息类和仪器仪表类专业本科生和非电类专业研究生的教材或参考书。

绪论

0.1 信号的定义及分类

0.1.1 连续时间信号与离散时间信号

0.1.2 能量信号与功率信号

0.1.3 确定性信号与随机信号

0.2 信号分析与处理系统简介

0.3 信号分析与处理的目的和内容

0.4 信号分析与处理的发展和应用

0.5 MATLAB简介

第1章 连续时间信号分析

1.1 连续时间信号的时域分析

1.1.1 连续信号的时域描述

1.1.2 连续信号的基本运算

1.1.3 连续信号的时域分解

1.1.4 连续信号的卷积

1.2 周期信号的频率分解

1.2.1 周期信号的描述

1.2.2 傅里叶级数

1.2.3 周期信号的频域分析

1.2.4 傅里叶级数的性质

1.3 非周期信号的频谱

1.3.1 从傅里叶级数到傅里叶变换

1.3.2 傅里叶变换的性质

1.4 连续时间信号的复频域分析

1.4.1 拉普拉斯变换

1.4.2 拉普拉斯变换的性质

1.4.3 系统函数

1.5 连续信号的相关分析

1.5.1 相关函数的定义

1.5.2 相关与卷积的关系

1.5.3 相关定理

1.6 与本章内容有关的MATLAB函数

小结

习题和上机练习

参考文献

第2章 信号分析与处理目录第2章离散时间信号分析

2.1 离散时间信号

2.1.1 序列的表示

2.1.2 序列的运算

2.2 采样定理及其实现

2.2.1 采样过程

2.2.2 采样定理

2.2.3 频率混叠

2.2.4 采样方式

2.3 离散时间信号的相关分析

2.3.1 离散时间信号的自相关函数

2.3.2 离散时间信号的互相关函数

2.4 离散时间信号的z域分析

2.4.1 z变换及其收敛域

2.4.2 z反变换

2.4.3 z变换的性质

2.5 离散系统的描述与分析

2.5.1 离散系统的数学模型

2.5.2 差分方程的描述

2.5.3 离散卷积的描述

2.5.4 离散状态方程描述

2.6 物理可实现系统

2.6.1 因果系统

2.6.2 稳定系统

2.6.3 物理可实现系统的定义

2.7 与本章内容有关的MATLAB函数

小结

习题和上机练习

参考文献

第3章 离散傅里叶变换和快速傅里叶变换

3.1 连续时间信号的傅里叶变换

3.1.1 时间连续频率离散的傅里叶变换

3.1.2 时间连续频率连续的傅里叶变换

3.2 离散傅里叶变换及性质

3.2.1 序列的傅里叶变换

3.2.2 离散傅里叶变换

3.2.3 离散傅里叶变换的性质

3.2.4 离散傅里叶变换在应用中的问题

3.3 快速傅里叶变换

3.3.1 FFT的基本思想

3.3.2 时间抽取基2FFT算法

3.3.3 频率抽取基2FFT算法

3.3.4 快速傅里叶逆变换

3.3.5 快速傅里叶变换的应用

3.4 与本章内容有关的MATLAB函数

小结

习题和上机练习

参考文献

第4章 数字滤波器的设计

4.1 滤波器概述

4.1.1 基本原理

4.1.2 滤波器的分类

4.1.3 滤波器的技术要求

4.2 典型模拟滤波器的设计

4.2.1 巴特沃斯低通滤波器

4.2.2 切比雪夫低通滤波器

4.2.3 模拟滤波器的频率变换

4.3IIR 数字滤波器的设计

4.3.1 IIR滤波器设计的基本条件

4.3.2 双线性变换法

4.3.3 用频率变换法设计其他类型的数字滤波器

4.4 FIR数字滤波器的设计

4.4.1 FIR滤波器的特性

4.4.2 FIR滤波器设计的窗口法

4.4.3 FIR滤波器设计的切比雪夫逼近法

4.5 与本章内容有关的MATLAB函数

4.5.1 与IIR数字滤波器设计相关的MATLAB函数

4.5.2 与FIR数字滤波器设计相关的MATLAB函数

小结

习题和上机练习

参考文献

第5章 随机信号分析

5.1 随机信号简介

5.1.1 平稳随机过程

5.1.2 各态遍历随机过程

5.1.3 非平稳随机过程

5.2 随机信号的相关分析

5.2.1 随机信号的自相关函数及其应用

5.2.2 随机信号的互相关函数及其应用

5.3 随机信号的功率谱估计

5.3.1 随机信号的功率谱密度

5.3.2 功率谱密度的性质

5.3.3 功率谱密度与自相关函数的关系

5.3.4 功率谱估计的方法

5.3.5 功率谱估计的应用

5.3.6 互谱密度及其估计

5.4 谱估计中的几个问题

5.4.1 数据预处理

5.4.2 频谱泄漏与窗函数

5.4.3 谱估计的基本步骤

5.4.4 频谱校正方法

5.5 平稳随机信号通过线性系统

5.6 与本章内容有关的MATLAB函数

小结

习题和上机练习

参考文献

第6章 自适应滤波器简介

6.1 概述

6.2 最优滤波

6.2.1 维纳滤波器

6.2.2 卡尔曼滤波器

6.3 自适应滤波

6.3.1 自适应滤波原理

6.3.2 最速下降法

6.3.3 最小均方算法

6.3.4 自适应滤波器的应用

小结

习题

参考文献

部分习题答案和提示

附录A 常用信号的傅里叶变换

附录B 常用信号的拉普拉斯变换

附录C 常用序列的z变换

附录D z变换的主要性质