为了让读者能全面、系统地掌握计算机软件系统的知识，达到教育部对应用型本科教学的要求，本教材根据应用型本科专业的特点，力求由浅入深，循序渐进，通俗易懂，基本概念和基本知识准确清晰，叙述简明扼要，尽量避免繁琐的数学推导，着重论述数字信号处理与应用离散时间信号和系统的频域分析、快速算法、数字滤波器的基本结构与设计方法，并将设计方法与实现和应用有机结合，同时，教材以形象直观的操作形式配合文字表述，重点突出，以帮助读者掌握关键技术并全面理解本书内容。

另外，本教材还重点突出了数字信号处理的实现和应用，并列举了很多数字信号处理实现和应用的实例。

本书全面介绍了数字信号处理与应用的主要知识和内容。包括离散时间信号与系统，离散时间信号和系统的频域分析，离散傅里叶变换及其快速算法，数字滤波器的基本结构与状态变量分析法，数字滤波器的设计，数字信号处理的实现，应用及实验。

本书编写力求反映应用型本科专业的要求和理工类专业的教学特点，内容力求由浅入深，循序渐进，通俗易懂，基本概念和基本知识准确清晰，叙述简明扼要，尽量避免繁琐的数学推导，注重数字信号处理的实现、应用，并将理论与应用有机结合。同时，注意以形象直观的形式配合文字表述，重点突出，以帮助读者掌握数字信号处理理论与应用的主要内容。

本书可适应不同层次的读者选用，可用于高等学校理工类本科教材，特别适用于计算机、通信、电子信息工程等专业学生使用，也适用于各类工程技术人员参考、阅读。

0 诸论

 0.1 数字信号处理的概念

 0.2 数字信号处理的特点

 0.3 数字信号处理系统的实现

1 离散时间信号和系统

 1.1 离散时间信号

1.1.1 常用的典型序列

1.1.2 任意序列表示法

1.1.3 序列的运算

 1.2 时域离散系统

1.2.1 线性系统

1.2.2 时不变系统

1.2.3 单位脉冲响应和系统响应

1.2.4 线性时不变系统的性质

1.2.5 系统的因果性和稳定性

 1.3 离散时间线性时不变系统和差分方程

1.3.1 线性常系数差分方程

1.3.2 线性常系数差分方程的求解

 1.4 模拟信号的采样和恢复

1.4.1 采样定理

1.4.2 采样信号的恢复和数模转换

 习题

2 时域离散信号和系统的频域分析

 2.1 序列的z变换

2.1.1 z变换的定义

2.1.2 z变换的收敛域

2.1.3 序列类型和收敛域

 2.2 z变换的性质和定理

 2.3 逆z变换

 2.4 系统函数和系统特性的描述

2.4.1 系统函数

2.4.2 系统函数与差分方程的关系

2.4.3 系统函数的收敛域

2.4.4 系统的频率特性一

 习 题

3 DFT及其快速算法

 3.1 离散傅里叶级数

3.1.1 离散傅里叶级数的定义

3.1.2 离散傅里叶级数的性质

 3.2 DFT

3.2.1 DFT的定义

3.2.2 DFT与z变换的关系

3.2.3 DFT的基本性质

 3.3 频率域采样

 3.4 用DFT对连续信号进行频谱分析

3.4.1 混叠现象

3.4.2 栅栏效应

3.4.3 频谱泄漏

 3.5 FFT

3.5.1 直接计算DFr的运算量和减少运算量的基本途径

3.5.2 基2时间抽取FFT算法(DIT-FFT算法)

3.5.3 基2频率抽取FFT算法(DIF-FFT算法)

3.5.4 IDFT的快速算法

3.5.5 任意基FPT算法

3.5.6 Chirp-z变换

 习题

4 数字滤波器的基本结构和状态变量分析法

 4.1 数字滤波器的表示方法

 4.2 IIR数字滤波器的基本网络结构

4.2.1 直接型IIR网络

4.2.2 级联型IIR网络

4.2.3 并联型1IR网络

 4.3 FIR数字滤波器的基本网络结构

4.3.1 直接型FIR网络

4.3.2 级联型FIR网络

4.3.3 线性相位型FIR网络

 4.4 状态变量分析法

 习题

5 IIR数字滤波器的设计

 5.1 数字滤波器的基本概念

5.1.1 数字滤波器的分类

5.1.2 数字滤波器的技术指标

5.1.3 数字滤波器的设计步骤

 5.2 模拟低通滤波器的设计

5.2.1 由幅度平方函数确定系统函数

5.2.2 巴特沃斯低通滤波器

5.2.3 切比雪夫低通滤波器

5.2.4 模拟高通、带通及带阻滤波器的设计

 5.3 根据模拟滤波器设计IIR滤波器

5.3.1 脉冲响应不变法

5.3.2 双线性变换法

 5.4 从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换

5.4.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器

5.4.2 数字高通、带通和带阻滤波器的设计

 习题

6 FIR数字滤波器的设计

 6.1 线性相位FIR数字滤波器的条件和特点

6.1.1 线性相位条件

6.1.2 线性相位FIR数字滤波器幅频特性的特点

6.1.3 线性相位FIR数字滤波器零点分布特点

 6.2 窗函数法设计FIR滤波器

6.2.1 设计原理

6.2.2 窗函数设计法的截断效应

6.2.3 常用窗函数

6.2.4 窗函数法设计步骤

 6.3 频率采样设计法

6.3.1 设计原理

6.3.2 线性相位的约束条件

6.3.3 逼近误差及其改进措施

 6.4 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较

 习题

7 数字信号处理中有限字长效应

 7.1 数的表示

 7.2 定点制数的量化误差

 7.3 数字信号处理中的量化效应

7.3.1 A/D转换时的量化效应

7.3.2 数字滤波器的系数量化效应

7.3.3 数字滤波器的运算量化效应

 习 题

8 数字信号处理的实现

 8.1 DSP系统

8.1.1 DSP系统的构成

8.1.2 DSP系统的特点

8.1.3 DSP系统的设计过程

 8.2 DSP芯片

 8.3 TMS320系列数字信号处理器

8.3.1 TMS320C22000系列

8.3.2 TMS320C25000系列

8.3.3 TMS320C6000系列

 8.4 TMS3205000的结构和组成

 8.5 TMS3205000的指令系统

 8.6 DSP芯片的开发工具

8.6.1 代码生成工具

8.6.2 代码调试工具

9 MATLAB在信号处理中的应用和实验

 9.1 MATLAB语言在信号处理中的应用

9.1.1 基本数值运算

9.1.2 基本语句

9.1.3 MATLAB函数

9.1.4 应用举例

 9.2 实验

9.2.1(实验1) 用于数字信号处理的MATLAB基本操作

9.2.2(实验2) 信号、系统和系统响应

9.2.3(实验3) FFT及其应用

9.2.4(实验4) IIR数字滤波器的设计

9.2.5(实验5) 用窗函数法设计FIR数字滤波器

参考文献