數字濾波器——分析、設計與信號處理應用

目 錄

第1章 數字信號處理(DSP)概述 1
1.1 引言 1
1.2 信號 1
1.3 頻域表示 3
1.4 符號 5
1.5 信號處理 5
1.6 模擬濾波器 9
1.7 模擬濾波器的應用 10
1.8 數字濾波器 12
1.9 DSP應用的三個實例 15
第2章 離散時間系統 22
2.1 引言 22
2.2 系統的基本性質 22
2.3 離散時間系統的特征 28
2.4 離散時間網絡 29
2.5 時域分析概述 38
2.6 卷積和 43
2.7 穩定性 49
2.8 狀態空間表示 51
2.9 習題 59
第3章 傅裏葉級數與傅裏葉變換 70
3.1 引言 70
3.2 傅裏葉級數 70
3.3 傅裏葉變換 82
3.4 傅裏葉級數與傅裏葉變換的關系 110
3.5 泊松求和公式 114
3.6 拉普拉斯變換 116
3.7 習題 116
第4章 z變換 123
4.1 引言 123
4.2 z變換定義 123
4.3 收斂性 124
4.4 z變換的級數形式 126
4.5 z逆變換 127
4.6 定理與性質 128
4.7 基本離散時間信號的z變換 131
4.8 z變換反演方法 134
4.9 離散時間信號的頻譜表示 145
4.10 習題 150
第5章 變換理論在系統中的應用 155
5.1 引言 155
5.2 離散時間系統的傳遞函數 155
5.3 穩定性 159
5.4 時域分析 170
5.5 頻域分析 170
5.6 數字濾波器的傳遞函數 186
5.7 幅度失真和延遲失真 191
5.8 連續時間系統 193
5.9 習題 196
第6章 采樣過程 202
6.1 引言 202
6.2 脈沖調制信號 203
6.3 采樣定理 208
6.4 混疊 210
6.5 頻譜關系的圖形解釋 211
6.6 應用數字濾波器處理連續時間信號 211
6.7 A/D轉換器和D/A轉換器 216
6.8 習題 220
第7章 離散傅裏葉變換(DFT) 225
7.1 引言 225
7.2 定義 225
7.3 逆DFT 226
7.4 性質 226
7.5 DFT和z變換的關系 228
7.6 DFT和連續傅裏葉變換(CFT)的關系 233
7.7 DFT和傅裏葉級數的關系 234
7.8 簡化符號表示 235
7.9 周期卷積 236
7.10 快速傅裏葉變換(FFT)算法 238
7.11 FFT在信號處理中的應用 248
7.12 習題 253
第8章 加窗技術 257
8.1 引言 257
8.2 基本原理 257
8.3 離散時間信號加窗 261
8.4 習題 283
第9章 數字濾波器設計 286
9.1 引言 286
9.2 實現結構 287
9.3 實現 302
9.4 習題 305
第10章 非遞歸濾波器設計 311
10.1 引言 311
10.2 恒延遲非遞歸濾波器的性質 311
10.3 利用傅裏葉級數進行設計 316
10.4 加窗技術 318
10.5 指定濾波器技術指標 321
10.6 基於數值分析的設計 340
10.7 習題 345
第11章 模擬濾波器的逼近 350
11.1 引言 350
11.2 基本概念 351
11.3 巴特沃思逼近 354
11.4 切比雪夫逼近 359
11.5 逆切比雪夫逼近 365
11.6 橢圓逼近 368
11.7 貝塞爾-湯姆孫逼近 373
11.8 轉換 375
11.9 習題 378
第12章 遞歸濾波器設計 385
12.1 引言 385
12.2 可實現的約束條件 385
12.3 脈沖響應不變法 385
12.4 改進的脈沖響應不變法 388
12.5 匹配z變換法 392
12.6 雙線性變換法 394
12.7 數字濾波器的轉換 400
12.8 遞歸與非遞歸設計的比較 404
12.9 習題 405
第13章 遞歸濾波器設計實例 410
13.1 引言 410
13.2 設計步驟 410
13.3 設計公式 411
13.4 使用公式和表格進行設計 420
13.5 恒定群延遲 426
13.6 幅頻響應均衡 428
13.7 習題 428
第14章 數字濾波器的有限字長效應 431
14.1 引言 431
14.2 數字表示法 431
14.3 系數量化 438
14.4 低靈敏度結構 440
14.5 乘積量化 444
14.6 信號縮放 450
14.7 最小化舍入噪聲 456
14.8 極限環 459
14.9 習題 466
第15章 非遞歸濾波器的優化設計 471
15.1 引言 471
15.2 問題的提出 471
15.3 Remez算法 474
15.4 改進的搜索算法 478
15.5 有效Remez算法 484
15.6 梯度信息 487
15.7 技術指標設定 491
15.8 其他情況 493
15.9 數字微分器 496
15.10 任意幅度響應 500
15.11 多頻帶濾波器 500
15.12 習題 501
第16章 無約束優化遞歸濾波器設計 505
16.1 引言 505
16.2 問題的提出 505
16.3 牛頓算法 507
16.4 準牛頓算法 509
16.5 最小最大算法 519
16.6 改進的最小最大算法 521
16.7 遞歸濾波器設計 524
16.8 遞歸延遲均衡器設計 530
16.9 習題 533
第17章 基於約束優化的遞歸濾波器設計 538
17.1 引言 538
17.2 設計問題 539
17.3 約束優化問題 540
17.4 設計方法 548
17.5 其他初始化方法 558
17.6 遞歸與非遞歸數字濾波器的比較 558
17.7 習題 562
第18章 波數字濾波器 567
18.1 引言 567
18.2 靈敏度 567
18.3 波網絡特性 568
18.4 元件的實現 570
18.5 格形數字濾波器 579
18.6 梯形數字濾波器 584
18.7 滿足技術指標的濾波器 587
18.8 頻域分析 589
18.9 縮放 591
18.10 消除極限環 591
18.11 其他綜合方法 593
18.12 基於波網絡特性的級聯綜合 594
18.13 結構選擇 600
18.14 習題 601
第19章 信號處理的應用 605
19.1 引言 605
19.2 采樣頻率轉換 605
19.3 正交鏡像濾波器組 612
19.4 希爾伯特變換器 619
19.5 二維數字濾波器 628
19.6 自適應數字濾波器 634
19.7 習題 634
附錄A 復分析 638
原著參考文獻 662