数字信号处理理论及应用基础

　　《数字信号处理理论及应用基础》是校级教学改革项目的阶段性成果之一，是为配合“以问题为中心”的教学方法而编写的，与别的教材相比，在体例和结构上都有所突破，别具特色。教材以专题为基本的组织形式，共分15个专题。每个专题集中阐述数字信号处理中的一个知识点，大概占一次课（两个课时）的分量，目的是希望每堂课能真正解决一个问题，切实发挥课堂教学的作用，提高教学效率。若干个专题围绕一个主题展开，这些专题将组成一章。正因如此，在《数字信号处理理论及应用基础》中，章的结构是松散的，专题才是核心。专题按照“理论基础-应用基础-问题讨论-知识运用-实战演练”五段式结构来编写。理论基础介绍每个专题所涉及的基本理论，本着“够用”的目的，《数字信号处理理论及应用基础》只对*基本的理论做了介绍，基本不做深入的原理推导。应用基础介绍相关应用技能，特别是运用MATLAB进行信号处理的相关函数和命令。问题讨论则注重于对理论的理解，围绕专题中的理论知识，以提问的形式来对理论进行阐释。值得指出的是，《数字信号处理理论及应用基础》所列的问题，仅仅起到抛砖引玉的作用，对于“以问题为中心”的教学模式，多的问题要留待读者来提出，并通过课堂讨论来解决问题，从而获得知识。知识运用聚焦于运用理论知识和应用技能来解决实际问题。《数字信号处理理论及应用基础》着重点在于应用技能的培养，所以这一部分着力较多，用了大量篇幅来演示如何实际进行频谱计算和滤波器设计；而反过来，实际的应用过程，也有助于读者加深对理论知识的理解。后一部分实战演练是留给读者的，希望读者能学以致用，在理解的基础上独立完成这一部分所留的问题。作为应用技能训练的一环，希望在解决这些问题的时候，能够按照工程要求进行，说理清楚，步骤详细，有数据，有分析，有结论。

暂缺《数字信号处理理论及应用基础》作者简介

第一章 绪论
专题1 数字信号处理基本概念
理论基础
1 信号与系统
2 典型的信号处理
3 数字信号处理系统
问题讨论
第二章 离散时间信号与系统的时域分析
专题2 序列
理论基础
1 序列的时域表示
2 典型序列
3 序列的运算
应用基础
1 利用MATLAB产生序列
2 利用MATLAB进行序列的基本运算
3 利用MATLAB计算卷积和
问题讨论
知识运用
实战演练
专题3 离散时间系统的时域特性及其描述
理论基础
1 离散时间系统的时域特性
2 离散时间系统的时域描述方法
应用基础
1 利用MATLAB求解差分方程
2 利用MATLAB计算单位冲激响应
3 利用MATLAB求解特征方程
问题讨论
知识运用
实战演练
专题4 模拟信号的采样与恢复
理论基础
1 模拟信号的采样
2 信号的恢复
应用基础
1 利用sinc函数恢复信号
2 利用MATLAB画图函数恢复信号
问题讨论
知识运用
实战演练
第三章 离散时间信号与系统的频域分析
专题5 离散时间傅里叶变换（DTFT）
理论基础
1 非周期序列的傅里叶变换
2 周期序列的傅里叶级数
3 单位冲激响应的傅里叶变换
应用基础
1 利用MATLAB计算序列的DTFT
2 利用MATLAB计算DFS
3 利用MATLAB计算IDFS
问题讨论
知识运用
实战演练
专题6 Z变换
理论基础
1 Z变换
2 Z反变换
3 单位冲激响应的Z变换
应用基础
1 利用MATLAB进行Z变换有理多项式的部分分式展开
2 利用MATLAB计算因果序列的Z反变换
3 利用MATLAB计算Z变换的零极点
4 利用MATLAB实现LTI系统函数表达式的转换
问题讨论
知识运用
实战演练
专题7 离散傅里叶变换（DFT）
理论基础
1 离散傅里叶变换
2 频率采样定理
应用基础
1 利用MATLAB计算DFT和IDFT
2 利用MATLAB计算圆周卷积
问题讨论
知识运用
实战演练
专题8 离散傅里叶变换快速算法（FFT）
理论基础
1 DFT的计算量
2 提高运算速度的途径
3 基2 DFI-FFT算法
4 FFT的运算规律
应用基础
1 码位倒序的MATLAB实现
2 程序运算时间的测定
3 快速傅里叶变换的MATLAB实现
4利用MATLAB求2 的整数次幂
问题讨论
知识运用
实战演练
第四章 IIR数字滤波器的设计
专题9模拟原型滤波器的设计
理论基础
1 模拟低通滤波器的技术指标
2 典型模拟原型滤波器的设计
应用基础
1 利用MATLAB设计butterworth原型滤波器
2 利用MATLAB设计Chebyshev I型原型滤波器
3 利用MATLAB设计ChebyshevⅡ型原型滤波器
4利用MATLAB设计椭圆原型滤波器
问题讨论
知识运用
实战演练
专题10 模拟滤波器到数字滤波器的映射
理论基础
1 IIR数字滤波器设计的一般方法
2 冲激响应不变法
3 双线性变换法
应用基础
1 冲激响应不变法的MATLAB实现
2 双线性变换法的MATLAB实现
问题讨论
知识运用
实战演练
专题11 频率变换
理论基础
1 模拟域频率变换
2 数字域频率变换
应用基础
1 模拟域频率变换的MATLAB实现
2 数字域频率变换的MATLAB实现
3 利用MATLAB直接设计IIR数字滤波器
问题讨论
知识运用
实战演练
第五章 FIR数字滤波器的设计
专题12 线性相位FIR滤波器的特点
理论基础
1 线性相位的定义
2 线性相位FIR滤波器的条件
3 线性相位FIR滤波器的振幅响应
应用基础
1 利用MATLAB计算振幅响应和相位响应
2 利用MATLAB计算相延时和群延时
问题讨论
知识运用
实战演练
专题13 窗函数设计法
理论基础
1 基本思想
2 加窗对频率特性的影响
3 常用窗函数
4窗函数法设计步骤
应用基础
1 利用MATLAB产生窗函数序列
2 利用MATLAB产生理想低通滤波器单位冲激响应
3 窗函数设计法的MATLAB直接实现
问题讨论
知识运用
实战演练
专题14 频率采样设计法
理论基础
1 基本思想
2 线性相位对频率采样的约束
3 频率采样法设计步骤
应用基础
1 利用MATLAB计算单位冲激响应h（n）
2 频率采样法的MATLAB直接实现
问题讨论
知识运用
实战演练
第六章 数字滤波器的实现
专题15 数字滤波器的结构
理论基础
1 基本单元
2 IIR滤波器的结构
3 FIR滤波器的结构
4 数字滤波器的有限字长效应
应用基础
1 级联结构的MATLAB实现
2 IIR滤波器并联结构的MATLAB实现
3 FIR滤波器频率采样结构的MATLAB实现
问题讨论
知识运用
实战演练
附录数字信号处理综合训练课题
课题1 基于MATLAB的语音信号分析与处理-
课题2 信号谐波分析
课题3 信号频分复用的MATLAB实现
课题4噪声污染信号的处理
参考文献