數(shù)字信號處理基礎入門

第1章 數(shù)字信號處理基礎1
1.1 什么是信號 2
1.2 什么是電信號 2
1.3 什么是模擬信號 3
1.4 什么是數(shù)字信號 4
1.5 什么是數(shù)字信號處理 5
第2章 信號與函數(shù) 7
2.1 什么是函數(shù) 8
2.2 正余弦信號的公式表示法 10
2.3 正余弦信號的向量表示法 13
2.4 正余弦信號的復指數(shù)表示法 15
第3章 信號與傅里葉級數(shù) 19
3.1 信號的分解與合成 20
3.2 向量與正交基 24
3.2.1 向量的概念和重要性質(zhì) 24
3.2.2 向量內(nèi)積的線性表示 25
3.2.3 多維向量的內(nèi)積 26
3.2.4 正交組與正交基 27
3.2.5 多維向量的正交分解 28
3.3 向量與函數(shù) 30
3.3.1 向量與函數(shù)的比較 30
3.3.2 函數(shù)的內(nèi)積 32
3.3.3 函數(shù)內(nèi)積的性質(zhì) 33
3.4 如何理解傅里葉級數(shù) 35
3.4.1 傅里葉級數(shù)的定義 35
3.4.2 三角函數(shù)集的正交性 35
3.4.3 傅里葉級數(shù)展開 37
第4章 信號與頻譜 41
4.1 信號的幅度譜與相位譜 42
4.2 傅里葉級數(shù)的復指數(shù)形式 49
4.2.1 復數(shù)及其性質(zhì) 49
4.2.2 虛數(shù)及其性質(zhì) 51
4.2.3 復向量的內(nèi)積 52
4.2.4 復指數(shù)函數(shù)與復指數(shù)信號 54
4.2.5 傅里葉級數(shù)的復指數(shù)形式 57
4.3 復指數(shù)形式的傅里葉頻譜 58
4.3.1 正余弦信號的傅里葉級數(shù)展開 58
4.3.2 復指數(shù)信號的幅度譜和相位譜 59
第5章 傅里葉級數(shù)與傅里葉變換 65
5.1 周期矩形脈沖信號的頻譜 66
5.2 非周期信號的頻譜 69
5.2.1 信號的頻譜密度 69
5.2.2 非周期信號的傅里葉變換 71
5.2.3 函數(shù)的連續(xù)性 72
5.2.4 函數(shù)的微分 73
5.2.5 函數(shù)的積分 74
5.2.6 非周期信號的傅里葉逆變換 75
5.3 傅里葉級數(shù)與傅里葉變換的關(guān)系 75
第6章 信號的卷積 77
6.1 什么是卷積 78
6.1.1 卷積的定義 78
6.1.2 卷積的計算過程 79
6.1.3離散序列的卷積 84
6.2 卷積積分 84
6.2.1沖激函數(shù) 84
6.2.2沖激函數(shù)的移位 85
6.2.3信號的時域分解 87
6.2.4卷積積分的定義及物理意義 88
6.3 卷積積分的應用 90
6.3.1時域卷積定理 91
6.3.2 沖激響應 92
6.3.3系統(tǒng)的頻率響應 93
6.3.4時域卷積定理的應用-數(shù)字濾波器 95
6.3.5頻域卷積定理及應用 96
第7章 信號的采樣 99
7.1 采樣與傅里葉變換 100
7.1.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換 100
7.1.2 沖激信號的傅里葉變換 102
7.1.3 直流信號的傅里葉變換 103
7.1.4 復指數(shù)信號的傅里葉變換 104
7.1.5 正余弦信號的傅里葉變換 105
7.1.6 一般周期信號的傅里葉變換 108
7.1.7 周期沖激信號的傅里葉變換 111
7.1.8 采樣的頻域分析 112
7.2 低通采樣定理 113
7.3 帶通采樣定理 119
第8章 信號的調(diào)制與解調(diào) 127
8.1 調(diào)制的必要性 128
8.2 余弦信號的調(diào)制 128
8.2.1 余弦信號的雙邊帶調(diào)制 128
8.2.2 余弦信號的單邊帶調(diào)制 130
8.2.3 余弦信號的IQ調(diào)制 133
8.3 基帶信號的調(diào)制與解調(diào) 135
8.3.1 基帶信號的調(diào)制原理 135
8.3.2 BPSK調(diào)制過程 136
8.3.3 基帶信號的正交調(diào)制 139
8.3.4 基帶信號的正交解調(diào) 141
第9章 信號的上下變頻 143
9.1 余弦信號的上下變頻 144
9.2 基帶信號的上下變頻 146
9.3 數(shù)字控制振蕩器原理 151
9.4 CORDIC算法原理 157
第10章 信號的抽取與插值 161
10.1 信號的采樣頻率變換 162
10.2 信號的抽取 167
10.3 信號的插值 174
第11章 離散傅里葉變換 183
11.1 離散傅里葉級數(shù) 184
11.1.1 離散時間周期矩形脈沖信號的頻譜 184
11.1.2 離散復指數(shù)信號 185
11.1.3 離散傅里葉級數(shù)及其物理意義 188
11.2 離散時間傅里葉變換 189
11.3 離散傅里葉變換 192
11.3.1 離散傅里葉變換公式 192
11.3.2 對離散傅里葉變換的理解 194
第12章 快速傅里葉變換 197
12.1 旋轉(zhuǎn)矢量的表示方法及性質(zhì) 198
12.1.1 旋轉(zhuǎn)矢量的表示方法 198
12.1.2 旋轉(zhuǎn)矢量的性質(zhì) 200
12.2 快速傅里葉變換 202
12.2.1 從DFT到FFT 202
12.2.2 時間抽取FFT算法 207
12.2.3 頻率抽取FFT算法 208
12.3 傅里葉變換的應用 209
12.3.1 DFT的應用舉例 209
12.3.2 FFT的應用舉例 214
第13章 拉普拉斯變換與z變換 217
13.1 拉普拉斯變換 218
13.2 z變換 222
13.3 z變換的性質(zhì)和應用 227
13.3.1 z變換的延遲特性 227
13.3.2 離散系統(tǒng)的單位脈沖響應 229
13.3.3 離散系統(tǒng)的表示方法 231
第14章 數(shù)字濾波器 235
14.1 數(shù)字系統(tǒng)的頻率響應 236
14.1.1 頻率響應-繪圖法 237
14.1.2 頻率響應-公式法 238
14.1.3 頻率響應-零極點法 239
14.2 數(shù)字濾波器原理 240
14.2.1 數(shù)字濾波器舉例 241
14.2.2 數(shù)字濾波器分析 242
14.2.3 數(shù)字濾波器的類型 244
14.3 線性相位系統(tǒng) 244
14.3.1 線性相位 244
14.3.2 線性相位系統(tǒng)舉例 247
14.4 FIR濾波器 248
14.5 插值和抽取濾波器 251
14.5.1 HB濾波器 252
14.5.2 CIC濾波器 256
第15章 數(shù)字信號處理的實現(xiàn) 261
15.1 二進制數(shù)的表示與運算 262
15.1.1二進制數(shù)的格式 262
15.1.2 二進制數(shù)的運算 263
15.1.3二進制數(shù)的定點表示 264
15.1.4二進制數(shù)的定點運算 265
15.2 數(shù)字信號處理的MATLAB實現(xiàn) 266
15.2.1信號的生成 266
15.2.2基于MATLAB的信號運算 269
15.2.3 基于MATLAB的FIR濾波器實現(xiàn) 274
15.3 數(shù)字信號處理的FPGA實現(xiàn) 277
15.3.1FPGA的原理與設計流程 277
15.3.2 基于FPGA的信號運算 279
15.3.3 基于FPGA的FIR濾波器實現(xiàn) 284