信号处理原理与应用

　　本书简明扼要地介绍了信号处理与线性系统的理论和分析方法。全书共分9章，内容包括信号处理的基本概念及运算、连续信号的傅里叶变换、序列及其Z变换、离散时间系统、离散傅里叶变换、滤波器原理与设计、数字信号处理器（DSP）原理、数字信号处理技术的应用及MATLAB软件包在信号处理中的应用等内容。书中第l～6章配有习题，第9章配有上机练习题，书末附有部分参考答案。本书可作为电气工程及其自动化专业的本科教材，也可作为电子信息工程、自动控制、计算机应用等专业的教材或参考书，同时也可供有关科技、工程技术人员自学参考。近几十年来，微电子技术及电子计算机技术的飞速发展与进步带动了通信、网络、信息等技术在各个行业得到广泛应用。信号处理与系统理论的基本概念和研究方法几平毫无例外地进入了电气技术中的各个领域，促进了包括通信工程、信息工程、自动控制以及电力工程等学科之间的相互渗透和共同发展。事实上，信号处理与系统理论的引入已经使上述学科发生了深刻的变化，新概念、新理论、新技术和新方法大量涌现。信号处理及系统理论方面的课程目前已成为电子信息技术与电气学科的共同的基础理论课程。本书主要介绍信号处理及其在电气工程中应用的理论及分析方法。连续时间信号分析和离散时间信号分析是信号处理的基础，书中先进行连续信号处理的分析并介绍连续系统的基本概念，然后分析离散信号及离散系统的基本概念和理论。通过相互对照，使读者对连续系统和离散系统进行信号处理的概念及方法有较深入的理解和认识。对于线性系统中的信号处理，无论是连续系统还是离散系统其所处理的信号都可分解为一系列基本信号分量的线性组合；而线性系统对任一输入信号的响应是系统对许多不同基本信号分量分别作用产生响应的叠加；不同的信号分解方式会导致不同的系统分析方法。无论是连续系统的时间域、（复）频率域分析法，还是离散系统的时间域和z域分析法，本质上都是“时间域”的。书中采用统一的观点和方法对信号处理及线性系统进行阐述，从而使读者更易于掌握本课程中的许多抽象的概念和分析方法。针对数字信号处理的广泛应用，本书介绍了模拟滤波器和数字滤波器的原理及分析方法，简要介绍在电气工程中的数字信号处理（digitalsignalprocessing，DSP）芯片的总体结构和基本工作原理，及其在电气工程中的一些应用实例，并辅以MATLAB软件在信号处理中的应用实验，使读者对于现代信号处理技术的进展与应用有进一步的了解。本书共分9章。第1章介绍了信号的一般概念和特性以及在时间域中常用的处理方法；第2章阐述了连续信号的频域分析方法，着重介绍傅里叶变换应用于连续时间信号处理和分析时的原理和方法；第3、第4章介绍离散信号及序列的概念、Z变换应用于离散信号处理和分析时的方法及离散时间系统的概念和分析方法；第5章介绍离散信号的频率域分析方法即离散傅里叶变换的概念和分析；第6章阐述模拟滤波器和数字滤波器的原理和分析方法；第7、第8章介绍数字信号处理芯片及其在电气工程中的应用；第9章介绍MATLAB软件包在信号处理中的应用及上机练习指导。本书是按课程总学时数约60学时而编写的，书中标有“*”的内容为选学内容，教师可根据具体学时数灵活安排学习内容。为使学生能及时对所学的知识进行检查并理解各章节的基本概念和分析方法，在大部分章节后都编有一定量的习题，其中包括一定量的上机练习，并在书末附有大部分习题的答案。课程中的各个教学环节的配合十分重要，除了课堂讲授外，须通过习题和上机练习加以补充。目前应用小波变换、神经网络进行信号分析与处理以及信号处理在自适应控制等方面的应用都有较快的发展，本书限于篇幅，未作介绍，有兴趣的读者可查阅有关的教科书或参考资料。本书作为上海市教育委员会高校重点教材建设项目，由靳希教授、杨尔滨、赵玲副教授共同编著，靳希教授任主编。杨尔滨编写了第1章到第6章，靳希编写了第7、第8章，赵玲编写了第9章及全部习题答案。在本书的编写过程中，鲁炜参与了本书原稿的整理和部分插图的计算机绘制工作，编者在此表示感谢。本书由上海大学谢贤亚教授、上海交通大学程浩忠教授及上海海运学院郑华耀教授共同参与审阅并提出许多有益的修改意见和建议，在此编者对各位专家教授一并致以衷心的谢意。由于时间较为紧张，编者的水平有限，对于本书出现的不足之处，恳请读者不吝批评指正。编者2004年2月

暂缺《信号处理原理与应用》作者简介

第1章 信号分析的基本概念
1．1 引言-
1．2 信号的概念及分类
1．3 典型信号与奇异信号
1．4 信号的分解
1．5 信号的基本运算
习题
第2章 傅里叶变换
2．1 周期信号的频谱分析--傅里叶级数(FS)
2．2 周期矩形脉冲信号的频谱
2．3 非周期信号的频谱分析--傅里叶变换(FT
2．4 傅里叶变换的基本性质
2．5 卷积定理
2．6 周期信号的傅里叶变换
2．7 抽样信号的傅里叶变换
习题
第3章 序列及其Z变换
3．1 离散时间信号--序列
3．2 序列的Z变换
3．3 Z变换的性质和定理
3．4 Z反变换
3．5 Z变换与拉普拉斯变换
习题
第4章 离散时间系统
4．1 线性时(移)不变离散系统及其数学模型
4．2 离散系统时域分析
4．3 离散系统z域分析
4．4 离散系统的因果性、稳定性
4．5 离散系统的频率响应
习题
第5章 离散傅里叶变换
5．1 离散傅里叶级数(DFS)
5。2 离散傅里叶变换(DFT)的基本概念
5．3 离散傅里叶变换的性质
5．4 离散傅里叶变换与Z变换的关系
5．5 快速傅里叶变换(FFT)
5．6 FFT的应用
习题
第6章 滤波器原理与设计
6．1 模拟滤波器原理
6．2 模拟滤波器设计
6．3 巴特沃思滤波器
6．4 切比雪夫滤波器
6．5 模拟滤波器的频率变换
6．6 数字滤波器概述
6．7 11R数字滤波器设计
6．8 FIR数字滤波器设计
6．9 有限字长效应的影响
6．10 数字滤波器的实现
习题
第7章 数字信号处理器(DSP)原理
7．1 概述
7．2 TMS320F240DSP总体结构
7．3 片内外设
7．4 指令系统．
第8章 数字信号处理技术的应用
8．1 DSP在电气工程中的应用
8. 2 应用实例--基于DSP的电能质量调节器
第9章 MATLAB在信号处理中的应用
9. 1 信号描述与变换中的MATLAB应用
9. 2 连续时间信号卷积运算的MATLAB实现
9. 3 离散系统的频率响应和输出响应
9. 4 用FFT实现信号谱分析
9. 5 循环卷积与线性卷积的实现
9. 6 11R数字巴特沃思滤波器的设计
上机练习题
习题答案
附录一 卷积表
附录二 常用周期信号的傅里叶级数表
附录三 常用信号的傅里叶变换表
附录四 几何级数的求值公式表
附录五 序列的Z变换表
附录六 TMS320F240芯片管脚
附录七 TMS320F240芯片内部模块
参考文献