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本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法和设计。全书内容围绕一个基础（离散时间信号与离散时间系统的时域、频域分析方法），两个支柱（离散傅里叶变换及其快速算法，数字滤波器理论及其设计方法）展开。主要特点：（1）内容充实，讨论全面，深入浅出，便于理解。（2）条理清晰，重点突出，叙述流畅，可读性强。（3）配有大量例题、习题，提高分析、计算能力。配套资源：《数字信号处理教程习题分析与解答（第五版）》（覆盖教程的全部习题，题解全面细致，附有简要分析）辅助教学软件（包括概念浏览、教学演示、辅助设计和测试等子系统，提高学习能力，增强学习效果）配套教学课件（完整的PPT，既可用来投影演示，辅助课堂教学，又可用来自习或复习，梳理知识点）
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| 內容簡介： |
本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法和设计。全书共9章，包括四个部分。*部分介绍离散时间信号（序列）与系统的时域、频域的分析，包括第1、2章的内容；第二部分介绍离散傅里叶变换及其快速算法，包括第3、4章的内容；第三部分介绍IIR及FIR数字滤波器的理论、结构与设计，包括第5~7章的内容；第四部分介绍多抽样数字信号处理的基础理论以及数字滤波器实现中的有限字长效应，包括第8、9章的内容。
本书可作为大学本专科院校电子信息类、自动化类、电气类等专业的教材，也可供从事相关专业的科研人员和工程技术人员作为参考。
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| 關於作者： |
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作者简介：程佩青，北京信息科技大学原电子技术与通信系主任。1958年毕业于清华大学无线电系无线电技术专业。19561986年在清华大学无线电系（无线电电子学系）、电子系工作。1986年到北京信息工程学院（现北京信息科技大学）创建通信工程系（后改名电子技术与通信系）并任系主任。长期从事通信、信号与信息处理的教学和科研工作。讲授过无线电基础、高频电子线路、数字滤波器、数字信号处理、电视接收机原理、数字信号处理（二）（选修）等课程。给清华大学、中国科技大学研究生院、北京广播学院（现中国传媒大学）的研究生多次讲数字信号处理原理与应用（二）（统计信号处理为主）课程。著有《信息与系统（合编）》、《数字滤波与快速傅里叶变换》、《数字信号处理教程（一、二、三版）》（此书被评为校优秀教材）、《数字信号处理分析与解答》、《晶体管电视机原理（合著）》、《高频电子线路》等教材。译有《多维数字信号处理（合译）》等4种著作。参与研发的SCA-4数据传输机曾获国防科委奖。合著：《信息与系统》，国防工业出版社，1980.12。著：《数字滤波与快速傅里叶变换》，清华大学出版社，1990.10。《数字信号处理教程（一、二、三版）》，清华大学出版社，2000.12起。译：《数字滤波器引论》，清华大学出版社，1986.9。合译：《多维数字信号处理》，科学出版社，1991.12。
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| 目錄：
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目录
绪论
第1章离散时间信号与系统
1.1离散时间信号序列
1.1.1序列
1.1.2序列的运算
1.1.3序列的卷积和
1.1.4序列的相关性
1.1.5几种常用的典型序列
1.1.6序列的周期性
1.1.7用单位抽样序列表示任意序列
1.2线性移不变系统
1.2.1离散时间线性系统
1.2.2离散时间移不变系统
1.2.3离散时间线性移不变系统（LSI系统）
1.2.4因果系统
1.2.5稳定系统
1.3常系数线性差分方程
1.4连续时间信号的抽样
1.4.1模拟信号的理想抽样
1.4.2时域抽样定理
1.4.3模拟信号的实际抽样
*1.4.4带通信号的抽样
*1.4.5连续时间信号xat、理想抽样信号x^at以及
抽样序列xn的关系
1.4.6时域信号的插值重构
1.4.7正弦型信号的抽样
习题
第2章z变换与离散时间傅里叶变换
2.1序列的z变换
2.1.1z变换的定义
2.1.2z变换的收敛域
2.1.34种典型序列的z变换的收敛域
2.1.4z反变换围线积分法（留数法）、部分分式法及长除法（幂级数法）
2.1.5z变换的性质与定理
2.1.6利用z变换求解差分方程
2.2s平面到z平面的映射关系
2.3离散时间傅里叶变换（DTFT）序列的傅里叶变换
2.3.1序列傅里叶变换的定义
2.3.2序列傅里叶变换的收敛性DTFT的存在条件
2.3.3序列傅里叶变换的主要性质
2.3.4序列及其傅里叶变换的一些对称性质
2.3.5周期性序列的傅里叶变换
2.3.6xa（t）、x^a（t）、x（n）之间及其拉普拉斯变换、
z变换、傅里叶变换之间关系的归纳
2.4离散线性移不变系统的频域表征
2.4.1LSI系统的描述
2.4.2LSI系统的因果、稳定条件
2.4.3LSI系统的频率响应H（ej）及其特点
2.4.4频率响应的几何确定法
2.4.5无限长单位冲激响应（IIR）系统与有限长单位
冲激响应（FIR）系统
习题
第3章离散傅里叶变换（DFT）
3.1傅里叶变换的四种可能形式
3.2周期序列的傅里叶级数离散傅里叶级数
3.2.1DFS的定义
3.2.2DFS的性质
3.3离散傅里叶变换有限长序列的离散频域表示
3.3.1DFT的定义，DFT与DFS、DTFT及z变换的关系
3.3.2时域、频域都抽样后fk、fs、N的关系
3.3.3DFT隐含的周期性
3.4DFT的主要性质
3.4.1线性
3.4.2序列的圆周移位性质
3.4.3圆周共轭对称性质
3.4.4圆周翻褶序列及其DFT
3.4.5对偶性
3.4.6DFT运算中的圆周共轭对称性
3.4.7DFT形式下的帕塞瓦定理
3.4.8圆周卷积和与圆周卷积和定理
3.4.9线性卷积和与圆周卷积和的关系
3.5频域抽样理论
3.5.1频域抽样与频域抽样定理，由Xk重构时间序列xn
3.5.2由X（k）插值重构Xz、X（ej）
3.6DFT的应用
3.6.1利用DFT计算线性卷积
3.6.2利用DFT计算线性相关
3.6.3利用DFT对模拟信号的傅里叶变换（级数）对的逼近
3.6.4用DFT对模拟信号作谱分析
3.6.5用DFT对模拟信号作谱分析中主要参量的选择
3.6.6用DFT对模拟信号作谱分析时的几个问题
习题
第4章快速傅里叶变换（FFT）
4.1直接计算DFT的运算量，减少运算量的途径
4.2按时间抽选（DIT）的基2 FFT算法（库利图基算法）
4.3按频率抽选（DIF）的基2 FFT算法（桑德图基算法）
4.4DITFFT与DIFFFT的异同
4.5离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法IFFT
4.6基2 FFT流程图
*4.7N为复合数的FFT算法混合基（多基多进制）FFT算法
4.8线性调频z变换（Chirpz变换或CZT）算法
4.9利用FFT（用分段处理方法）计算线性卷积
4.9.1重叠相加法
4.9.2重叠保留法
4.10利用FFT算法计算线性相关
习题
第5章数字滤波器的基本结构
5.1概述
5.2无限长单位冲激响应滤波器的基本结构
5.2.1IIR滤波器的特点
5.2.2直接型结构
5.2.3级联型结构
5.2.4并联型结构
5.2.5转置型结构
5.3有限长单位冲激响应滤波器的基本结构
5.3.1FIR滤波器的特点
5.3.2直接型（横截型、卷积型）结构
5.3.3级联型结构
5.3.4频率抽样型结构
5.3.5快速卷积结构
5.3.6线性相位FIR滤波器的结构
*5.4数字滤波器的格型及格型梯形结构
5.4.1全零点系统（FIR系统，滑动平均（MA）系统）的格型结构
5.4.2全极点系统（IIR系统，自回归（AR）系统）的格型结构
5.4.3零极点系统（IIR系统，自回归滑动平均（ARMA）系统）
的格型梯形结构
习题
第6章无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器设计方法
6.1数字滤波器的基本概念
6.2数字滤波器的技术指标
6.3全通滤波器
6.4最小相位滞后滤波器
6.4.1最小相位系统、混合相位系统、最大相位系统及其
与全通系统的关系
6.4.2最小相位系统的性质
6.4.3利用最小相位系统的逆系统补偿幅度响应的失真
6.5模拟原型低通滤波器设计
6.5.1概述
6.5.2模拟巴特沃思低通滤波器
6.5.3模拟切贝雪夫Ⅰ型、Ⅱ型低通滤波器
*6.5.4椭圆函数（考尔）低通滤波器简介
6.5.5四类模拟滤波器的比较
6.6模拟频域频带变换
6.6.1从归一化模拟低通滤波器到模拟低通滤波器的变换
6.6.2从归一化模拟低通滤波器到模拟高通滤波器的变换
6.6.3从归一化模拟低通滤波器到模拟带通滤波器的变换
6.6.4从归一化模拟低通滤波器到模拟带阻滤波器的变换
6.7间接法的IIR数字滤波器设计方案
6.8模拟滤波器到数字滤波器的映射方法
6.8.1冲激响应不变法（脉冲响应不变法）
6.8.2双线性变换法
6.9数字滤波器设计的第一种方案
6.10模拟低通滤波器直接变换成四种通带数字滤波器
6.10.1模拟低通数字带通
6.10.2模拟低通数字带阻
6.10.3模拟低通数字高通
6.11数字滤波器设计的第二种方案
6.12数字频域频带变换
6.12.1数字频域频带变换的基本要求
6.12.2数字低通数字低通
6.12.3数字低通数字高通
6.12.4数字低通数字带通
6.12.5数字低通数字带阻
6.12.6数字低通数字多通带
6.13数字滤波器设计的第三种方案
习题
第7章有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器设计方法
7.1概述
7.2线性相位FIR数字滤波器的特点
7.2.1线性相位条件
7.2.2线性相位约束对FIR数字滤波器（DF）的
单位冲激响应hn的要求
7.2.3两类线性相位约束下，FIR数字滤波器幅度函数H的特点
7.2.4线性相位FIR滤波器的零点位置
7.3窗函数设计法
7.3.1窗函数设计法的设计思路
7.3.2理想低通、带通、带阻和高通的线性相位数字滤波器的表达式
7.3.3窗函数设计法的性能分析
7.3.4各种常用窗函数
7.3.5窗函数法偶对称单位冲激响应的线性相位FIR
DF
的设计步骤及举例
*7.3.6窗函数法奇对称单位冲激响应的线性相位微分器及
希尔伯特变换器的设计
7.3.7窗函数设计法计算中的主要问题
7.4频率抽样设计法
7.4.1频率抽样设计法的基本思路
7.4.2频率抽样的设计公式
7.4.3频率抽样设计法的逼近误差及改进办法
7.4.4频率抽样设计法的设计步骤及举例
7.4.5频率抽样设计法存在的问题
*7.5设计线性相位FIR滤波器的最优化方法
7.5.1均方误差最小准则
7.5.2最大误差最小化准则加权切贝雪夫等波纹逼近
7.5.3交错定理
7.5.4最佳线性相位FIR滤波器设计算法
7.5.5ParksMcClellan算法
7.6IIR与FIR数字滤波器的比较
习题
*第8章序列的抽取与插值多抽样率数字信号处理基础
8.1概述
8.2用正整数D的抽取降低抽样率
8.3用正整数I的插值提高抽样率
8.4用正有理数ID做抽样率转换
8.5抽取、插值以及两者结合的流图结构
8.5.1抽取系统的直接型FIR结构
8.5.2插值系统的直接型FIR结构
8.5.3抽取和插值的线性相位FIR结构
8.5.4抽取器的多相FIR结构
8.5.5插值器的多相FIR结构
8.5.6正有理数ID抽样率转换系统的变系数FIR结构
8.6变换抽样率的多级实现
习题
*第9章数字滤波器实现中的有限字长效应
9.1概述
9.2二进制数的表示及其对量化的影响
9.2.1二进制的三种算术运算法
9.2.2负数的表示法原码、补码和反码
9.2.3量化方式舍入与截尾
9.3模拟数字（AD）变换的量化效应
9.3.1AD变换的非线性模型
9.3.2AD变换对输入抽样信号幅度的要求
9.3.3AD变换的量化非线性特性
9.3.4AD变换量化误差的统计分析
9.3.5量化噪声的功率谱密度
9.4白噪声AD变换的量化噪声通过线性系统
9.5数字滤波器的系数量化效应
9.5.1系统极点零点位置对系数量化的灵敏度
9.5.2系数量化对二阶子系统极点位置的影响
9.5.3系数量化效应的统计分析
9.6数字滤波器运算中的有限字长效应
9.7防止溢出的幅度加权因子
*9.8IIR滤波器的定点运算中零输入的极限环振荡
习题
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
数字信号处理已成为国内外高校电类专业普遍开设的一门专业基础课。据了解，国内许多高校的电子信息类、自动化类、电气类、生物医学、航天航空，甚至机械工程等专业都开设了这一课程。作者编著的《数字信号处理教程》从第一版到第四版已发行了22年，受到读者认可，被许多高校选用，使作者感到莫大荣幸。从本教程内容上看，经过多次增删、修改、充实、完善，作者认为第四版教材的选材内容已能满足高校本、专科生教学计划中对这一专业基础课的要求。本教程既包含了课程的基本要求部分（第1~7章）；
又含有适当扩充部分（第8章和第9章）；
既有基本概念、基本分析方法的深入分析讨论（前4章），又有实际工程技术应用中较深入的分析与设计方案（第5~7章）。
基于以上分析，这次改版将不对第四版做重大的修改、补充。编写新版的想法是：
首先，使基本概念、理论、计算、设计方法等的描述和讨论更加流畅，可读性更强，更便于教学，尤其是自学和阅读。为此，对第2章和第3章做了较多的修改、补充、重组，对第7章做了小部分的补充、修改，其他各章只做极少的补充或修改。其次，对发现的部分错误进行了订正。第三，增加了一些提高读者分析计算能力的习题。第四，将原第四版所附光盘从Windows XP操作系统中迁移到Windows 7及以上版本操作系统中，同时将原光盘中的概念浏览子系统全部按第五版教程的主要内容重写，以适应教材内容的变动。第五，制作了配套的教学课件，以辅助课堂教学。
基于以上讨论，第五版仍包括9章内容，分成4个部分，仍围绕一个基础（第1、2章）、两个支柱（一个是第3、4章，另一个是第5~7章）展开，并包括第8、9章供选择的内容。对这4部分内容的讨论与第四版的经典版前言中对4部分的论述完全一样，这里不再赘述。
第五版仍保持条目式方法的论述，对重要概念及重要描述采用黑体，对重要公式则以阴影形式加以标注，以期达到重点突出、便于理解和应用的目的。
第五版中，增加了28道习题，这些题有助于训练提高分析计算能力。配合习题，另有《数字信号处理教程习题分析与解答（第五版）》也将出版，可作为读者解题时的提示和校对工具。
考虑到不少院校在学习本课之前已经学过MATLAB，因而本书没有包括相关内容，更适于这些院校使用。
期望本版教材对有关读者有较大的帮助，并能受到广大读者的欢迎。
北京信息科技大学许淑芳老师为本书制作了配套的教学课件，在此表示感谢。
本书参考或引用了一些文献中的思路、例题和习题，在此向有关作者表示感谢。
本书仍建议学时为54或64两种，书中有*号的章节视各院校情况可选学或不学。作者一直认为，教学大纲要求的内容并不是全要讲授的，有的内容应该由学生自学来掌握。
感谢清华大学出版社一直以来对本书出版的支持，尤其是李幼哲、文怡编辑对本书出版的帮助。
限于作者水平，书中可能存在不妥之处，欢迎广大读者批评指正。
作者2017年6月
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