信號(hào)分析與處理

目錄

第一部分確定性信號(hào)分析與處理

第1章緒論

1.1信號(hào)分析與處理

1.1.1信號(hào)的概念

1.1.2信號(hào)分析

1.1.3信號(hào)處理

1.2信號(hào)的描述和分類(lèi)

1.2.1信號(hào)的描述

1.2.2信號(hào)的分類(lèi)

第二部分確定性信號(hào)分析基礎(chǔ)

第2章確定性信號(hào)的時(shí)域分析

2.1典型的連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散
時(shí)間信號(hào)

2.1.1典型的連續(xù)時(shí)間信號(hào)

2.1.2典型的離散時(shí)間信號(hào)

2.2信號(hào)的基本運(yùn)算

2.2.1連續(xù)信號(hào)的基本運(yùn)算

2.2.2離散時(shí)間信號(hào)的運(yùn)算

2.3信號(hào)的分解

2.4相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第3章信號(hào)的頻域分析

3.1引言

3.2連續(xù)周期信號(hào)的頻譜分析
——傅里葉級(jí)數(shù)

3.2.1連續(xù)周期信號(hào)的單邊譜分
析——三角形式的傅里葉
級(jí)數(shù)

3.2.2連續(xù)周期信號(hào)的雙邊譜分
析——指數(shù)形式的傅里葉
級(jí)數(shù)

3.2.3周期信號(hào)功率特性的頻域
描述

3.2.4信號(hào)波形的對(duì)稱(chēng)性與傅里葉
系數(shù)的關(guān)系

3.2.5實(shí)際應(yīng)用中的傅里葉級(jí)數(shù)
有限項(xiàng)逼近

3.3連續(xù)非周期信號(hào)的頻譜分析
——傅里葉變換

3.3.1傅里葉正變換和逆變換

3.3.2典型非周期信號(hào)的頻譜

3.3.3傅里葉變換的性質(zhì)

3.3.4周期信號(hào)的傅里葉變換
（頻譜密度函數(shù)）

3.4抽樣信號(hào)的頻譜

3.4.1信號(hào)的時(shí)域抽樣

3.4.2時(shí)域抽樣定理

3.4.3信號(hào)的頻域抽樣與頻域
抽樣定理

3.5離散時(shí)間信號(hào)頻譜分析

3.5.1非周期離散時(shí)間信號(hào)頻譜
分析——離散時(shí)間傅里葉
變換

3.5.2離散時(shí)間傅里葉變換的
性質(zhì)

3.5.3典型離散時(shí)間序列
——窗函數(shù)及其頻譜

3.6周期離散時(shí)間信號(hào)的頻譜
分析——離散傅里葉級(jí)數(shù)

3.6.1離散傅里葉級(jí)數(shù)變換

3.6.2離散傅里葉級(jí)數(shù)的
性質(zhì)

3.7離散時(shí)間信號(hào)頻譜的離散化
和非周期化——離散傅里葉
變換

3.7.1離散傅里葉變換

3.7.2離散傅里葉變換的
性質(zhì)

3.7.3離散傅里葉變換在實(shí)際應(yīng)用
中需注意的問(wèn)題——混疊、
泄漏與柵欄效應(yīng)

3.8離散傅里葉變換的快速算法
——快速傅里葉變換

3.8.1引言

3.8.2按時(shí)間抽取的快速傅里葉
變換算法DITFFT（庫(kù)利
圖基法）

3.8.3按頻率抽取的快速傅里葉變
換算法（桑德圖基法）

3.8.4快速傅里葉變換的應(yīng)用
實(shí)例

3.9無(wú)線電頻率劃分及典型信號(hào)
的頻率范圍

3.10民航飛機(jī)通信、導(dǎo)航、監(jiān)視信號(hào)
頻譜及系統(tǒng)工作頻段

3.11相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第4章信號(hào)的復(fù)頻域分析

4.1連續(xù)信號(hào)的復(fù)頻域分析

4.1.1拉普拉斯變換

4.1.2常用信號(hào)的拉普拉斯
變換

4.1.3拉普拉斯變換性質(zhì)

4.1.4拉普拉斯逆變換

4.2離散時(shí)間信號(hào)的復(fù)頻域分析
——z變換

4.2.1z變換的定義及收斂域

4.2.2常用序列的z變換

4.2.3逆z變換

4.2.4z變換的性質(zhì)

4.3相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題






第三部分線性系統(tǒng)分析基礎(chǔ)

第5章線性系統(tǒng)的時(shí)域分析

5.1系統(tǒng)的概念、描述及分類(lèi)

5.1.1系統(tǒng)的概念

5.1.2系統(tǒng)的分類(lèi)

5.2線性時(shí)不變系統(tǒng)的描述

5.2.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
與結(jié)構(gòu)框圖描述

5.2.2離散時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
與結(jié)構(gòu)框圖表示

5.2.3線性時(shí)不變系統(tǒng)的
特性

5.3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析

5.3.1系統(tǒng)響應(yīng)的經(jīng)典求解
方法

5.3.2線性時(shí)不變系統(tǒng)零狀態(tài)
響應(yīng)的近代解法——
卷積積分

5.3.3利用h(t)分析連續(xù)系統(tǒng)
因果性和穩(wěn)定性


5.4線性時(shí)不變離散時(shí)間系統(tǒng)的
時(shí)域分析

5.4.1差分方程的時(shí)域解法

5.4.2LTI離散系統(tǒng)的零輸入
響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)

5.4.3離散系統(tǒng)的時(shí)域特性
——單位樣值響應(yīng)

5.4.4離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的近
代解法——卷積和

5.4.5用h(n)分析離散系統(tǒng)的
因果性和穩(wěn)定性

5.5相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第6章線性系統(tǒng)的頻域分析

6.1系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性(H(jω)
與H(ejω))

6.1.1連續(xù)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及
求解方法

6.1.2離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)及
求解方法

6.1.3典型系統(tǒng)的頻率特性

6.2系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的頻域求解
方法

6.2.1連續(xù)系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的
頻域求解方法

6.2.2離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的
頻域求解方法

6.2.3頻域分析在通信系統(tǒng)中
的應(yīng)用

6.2.4從抽樣信號(hào)恢復(fù)連續(xù)時(shí)間
信號(hào)

6.3相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第7章線性系統(tǒng)的復(fù)頻域分析

7.1系統(tǒng)的復(fù)頻域特性——
系統(tǒng)函數(shù)

7.1.1連續(xù)與離散系統(tǒng)的復(fù)頻域
特性——系統(tǒng)函數(shù)


7.1.2系統(tǒng)的零極點(diǎn)與零極圖

7.2系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)
時(shí)域特性的關(guān)系

7.2.1連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布與
系統(tǒng)時(shí)域特性的關(guān)系

7.2.2離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布與
系統(tǒng)時(shí)域特性關(guān)系

7.3零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)頻域特性
關(guān)系

7.3.1連續(xù)系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布與
頻率特性關(guān)系

7.3.2離散系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布與
頻率特性的關(guān)系

7.4零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)穩(wěn)定性的
關(guān)系

7.4.1用零極點(diǎn)分布判斷連續(xù)
系統(tǒng)的穩(wěn)定性

7.4.2離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的
判定

7.5幾種典型系統(tǒng)的零極點(diǎn)
分布

7.5.1連續(xù)全通系統(tǒng)、最小相移
系統(tǒng)和最大相移系統(tǒng)

7.5.2離散最小相移系統(tǒng)、最大
相移系統(tǒng)和全通系統(tǒng)

7.6系統(tǒng)的時(shí)域特性、頻域特性與
復(fù)頻域特性之間的關(guān)系

7.6.1連續(xù)系統(tǒng)H（t）、H（jω）和
H(s)之間的關(guān)系

7.6.2離散系統(tǒng)h(n)、H(ejω)和
H(z)之間的關(guān)系

7.7系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域求解

7.7.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻
域求解方法

7.7.2離散時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻
域求解方法

7.8相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第8章濾波器的設(shè)計(jì)

8.1引言

8.2基于幅度平方響應(yīng)的模擬濾波
器的設(shè)計(jì)

8.3幾種常用的模擬低通濾
波器

8.3.1巴特沃斯低通濾波器

8.3.2切比雪夫低通濾波器

8.4模擬低通濾波器設(shè)計(jì)舉例

8.5數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

8.6無(wú)限長(zhǎng)沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器
設(shè)計(jì)

8.6.1脈沖響應(yīng)不變變換法

8.6.2雙線性變換法

8.6.3由模擬低通IIR濾波器設(shè)
計(jì)數(shù)字高通、帶通和帶阻
濾波器

8.7有限長(zhǎng)沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器
設(shè)計(jì)

8.7.1具有線性相位的FIR數(shù)字
濾波器

8.7.2FIR數(shù)字濾波器的窗函數(shù)
設(shè)計(jì)法

8.7.3頻率取樣設(shè)計(jì)法

8.8相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習(xí)題

上機(jī)習(xí)題

第9章數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)

9.1IIR數(shù)字濾波器的各種典型

實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

9.1.1直接Ⅰ型結(jié)構(gòu)

9.1.2直接Ⅱ型結(jié)構(gòu)

9.1.3級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)

9.1.4并聯(lián)型結(jié)構(gòu)

9.1.5IIR數(shù)字濾波器各種典型
結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例

9.2FIR數(shù)字濾波器的各種典型
實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

9.2.1直接型結(jié)構(gòu)

9.2.2級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)

9.2.3線性相位型結(jié)構(gòu)

9.2.4頻率取樣型結(jié)構(gòu)

9.2.5FIR數(shù)字濾波器各種典型
結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第10章數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用

10.1數(shù)字音響效果

10.1.1回聲信號(hào)產(chǎn)生器

10.1.2音樂(lè)信號(hào)均衡器

10.2信號(hào)的去噪與增強(qiáng)

10.2.1直流信號(hào)提取

10.2.2高頻信號(hào)提取

10.2.3周期噪聲信號(hào)的濾除

10.2.4周期有用信號(hào)的提取

10.3數(shù)字濾波器在雷達(dá)信號(hào)處理
中的應(yīng)用

10.3.1FIR數(shù)字濾波器的
應(yīng)用

10.3.2IIR數(shù)字濾波器的
應(yīng)用

10.4數(shù)字濾波器在通信信號(hào)處理
中的應(yīng)用

10.5相關(guān)的MATLAB函數(shù)

第11章隨機(jī)信號(hào)的時(shí)頻域分析

11.1隨機(jī)過(guò)程的基本概念

11.1.1隨機(jī)過(guò)程的定義

11.1.2隨機(jī)過(guò)程的分類(lèi)

11.2隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性

11.2.1隨機(jī)過(guò)程的概率分布

11.2.2隨機(jī)過(guò)程的數(shù)字特征

11.3平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程

11.3.1嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程

11.3.2寬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程

11.3.3平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的相關(guān)系
數(shù)和相關(guān)時(shí)間

11.4各態(tài)歷經(jīng)過(guò)程

11.5高斯隨機(jī)過(guò)程

11.5.1高斯過(guò)程的概念

11.5.2高斯過(guò)程的重要性質(zhì)

11.6隨機(jī)過(guò)程的頻域分析

11.6.1實(shí)隨機(jī)過(guò)程的功率譜
密度

11.6.2維納辛欽定理

11.6.3功率譜密度的性質(zhì)

第12章隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)的
分析
12.1隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)

12.1.1沖激響應(yīng)法

12.1.2物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出的
統(tǒng)計(jì)特性

12.1.3頻域法

12.2白噪聲通過(guò)線性系統(tǒng)的
分析

12.2.1白噪聲

12.2.2白噪聲通過(guò)線性系統(tǒng)

12.2.3等效噪聲帶寬

12.2.4白噪聲通過(guò)理想線性
系統(tǒng)

12.3最佳接收理論

12.3.1匹配濾波理論

12.3.2維納濾波理論


第13章窄帶隨機(jī)過(guò)程

13.1希爾伯特變換及性質(zhì)

13.1.1希爾伯特變換

13.1.2希爾伯特變換的性質(zhì)

13.2隨機(jī)過(guò)程的解析形式及
性質(zhì)

13.2.1解析信號(hào)

13.2.2復(fù)隨機(jī)變量

13.2.3復(fù)隨機(jī)過(guò)程

13.2.4隨機(jī)過(guò)程的解析形式

13.3窄帶隨機(jī)過(guò)程

13.3.1窄帶隨機(jī)過(guò)程的
表達(dá)式

13.3.2窄帶隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)
分析

13.4窄帶高斯過(guò)程包絡(luò)與相位
的分布

13.4.1窄帶高斯過(guò)程的包絡(luò)和
相位的一維概率分布

13.4.2窄帶高斯過(guò)程包絡(luò)和相
位的二維概率分布

13.5窄帶高斯過(guò)程包絡(luò)平方的概
率分布

附錄習(xí)題答案

參考文獻(xiàn)