信號分析與處理

目錄

第一部分確定性信號分析與處理

第1章緒論

1.1信號分析與處理

1.1.1信號的概念

1.1.2信號分析

1.1.3信號處理

1.2信號的描述和分類

1.2.1信號的描述

1.2.2信號的分類

第二部分確定性信號分析基礎

第2章確定性信號的時域分析

2.1典型的連續(xù)時間信號與離散
時間信號

2.1.1典型的連續(xù)時間信號

2.1.2典型的離散時間信號

2.2信號的基本運算

2.2.1連續(xù)信號的基本運算

2.2.2離散時間信號的運算

2.3信號的分解

2.4相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習題

上機習題

第3章信號的頻域分析

3.1引言

3.2連續(xù)周期信號的頻譜分析
——傅里葉級數(shù)

3.2.1連續(xù)周期信號的單邊譜分
析——三角形式的傅里葉
級數(shù)

3.2.2連續(xù)周期信號的雙邊譜分
析——指數(shù)形式的傅里葉
級數(shù)

3.2.3周期信號功率特性的頻域
描述

3.2.4信號波形的對稱性與傅里葉
系數(shù)的關(guān)系

3.2.5實際應用中的傅里葉級數(shù)
有限項逼近

3.3連續(xù)非周期信號的頻譜分析
——傅里葉變換

3.3.1傅里葉正變換和逆變換

3.3.2典型非周期信號的頻譜

3.3.3傅里葉變換的性質(zhì)

3.3.4周期信號的傅里葉變換
（頻譜密度函數(shù)）

3.4抽樣信號的頻譜

3.4.1信號的時域抽樣

3.4.2時域抽樣定理

3.4.3信號的頻域抽樣與頻域
抽樣定理

3.5離散時間信號頻譜分析

3.5.1非周期離散時間信號頻譜
分析——離散時間傅里葉
變換

3.5.2離散時間傅里葉變換的
性質(zhì)

3.5.3典型離散時間序列
——窗函數(shù)及其頻譜

3.6周期離散時間信號的頻譜
分析——離散傅里葉級數(shù)

3.6.1離散傅里葉級數(shù)變換

3.6.2離散傅里葉級數(shù)的
性質(zhì)

3.7離散時間信號頻譜的離散化
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際應用
中需注意的問題——混疊、
泄漏與柵欄效應

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按時間抽取的快速傅里葉
變換算法DITFFT（庫利
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用
實例

3.9無線電頻率劃分及典型信號
的頻率范圍

3.10民航飛機通信、導航、監(jiān)視信號
頻譜及系統(tǒng)工作頻段

3.11相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習題

上機習題

第4章信號的復頻域分析

4.1連續(xù)信號的復頻域分析

4.1.1拉普拉斯變換

4.1.2常用信號的拉普拉斯
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離散時間信號的復頻域分析
——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)

習題

上機習題






第三部分線性系統(tǒng)分析基礎

第5章線性系統(tǒng)的時域分析

5.1系統(tǒng)的概念、描述及分類

5.1.1系統(tǒng)的概念

5.1.2系統(tǒng)的分類

5.2線性時不變系統(tǒng)的描述

5.2.1連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
與結(jié)構(gòu)框圖描述

5.2.2離散時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
與結(jié)構(gòu)框圖表示

5.2.3線性時不變系統(tǒng)的
特性

5.3連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析

5.3.1系統(tǒng)響應的經(jīng)典求解
方法

5.3.2線性時不變系統(tǒng)零狀態(tài)
響應的近代解法——
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線性時不變離散時間系統(tǒng)的
時域分析

5.4.1差分方程的時域解法

5.4.2LTI離散系統(tǒng)的零輸入
響應和零狀態(tài)響應

5.4.3離散系統(tǒng)的時域特性
——單位樣值響應

5.4.4離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應的近
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)

習題

上機習題

第6章線性系統(tǒng)的頻域分析

6.1系統(tǒng)的頻率響應特性(H(jω)
與H(ejω))

6.1.1連續(xù)系統(tǒng)的頻率響應及
求解方法

6.1.2離散系統(tǒng)的頻率響應及
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)響應的頻域求解
方法

6.2.1連續(xù)系統(tǒng)零狀態(tài)響應的
頻域求解方法

6.2.2離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應的
頻域求解方法

6.2.3頻域分析在通信系統(tǒng)中
的應用

6.2.4從抽樣信號恢復連續(xù)時間
信號

6.3相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習題

上機習題

第7章線性系統(tǒng)的復頻域分析

7.1系統(tǒng)的復頻域特性——
系統(tǒng)函數(shù)

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


7.1.2系統(tǒng)的零極點與零極圖

7.2系統(tǒng)函數(shù)零極點分布與系統(tǒng)
時域特性的關(guān)系

7.2.1連續(xù)系統(tǒng)的零極點分布與
系統(tǒng)時域特性的關(guān)系

7.2.2離散系統(tǒng)的零極點分布與
系統(tǒng)時域特性關(guān)系

7.3零極點分布與系統(tǒng)頻域特性
關(guān)系

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

7.3.2離散系統(tǒng)的零極點分布與
頻率特性的關(guān)系

7.4零極點分布與系統(tǒng)穩(wěn)定性的
關(guān)系

7.4.1用零極點分布判斷連續(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
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)的時域特性、頻域特性與
復頻域特性之間的關(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)響應的復頻域求解

7.7.1連續(xù)時間系統(tǒng)響應的復頻
域求解方法

7.7.2離散時間系統(tǒng)響應的復頻
域求解方法

7.8相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習題

上機習題

第8章濾波器的設計

8.1引言

8.2基于幅度平方響應的模擬濾波
器的設計

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模擬低通濾波器設計舉例

8.5數(shù)字濾波器設計

8.6無限長沖激響應數(shù)字濾波器
設計

8.6.1脈沖響應不變變換法

8.6.2雙線性變換法

8.6.3由模擬低通IIR濾波器設
計數(shù)字高通、帶通和帶阻
濾波器

8.7有限長沖激響應數(shù)字濾波器
設計

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)
設計法

8.7.3頻率取樣設計法

8.8相關(guān)的MATLAB函數(shù)

習題

上機習題

第9章數(shù)字濾波器實現(xiàn)

9.1IIR數(shù)字濾波器的各種典型

實現(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)的應用實例

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

9.2.1直接型結(jié)構(gòu)

9.2.2級聯(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)的應用實例

習題

第10章數(shù)字信號處理技術(shù)應用

10.1數(shù)字音響效果

10.1.1回聲信號產(chǎn)生器

10.1.2音樂信號均衡器

10.2信號的去噪與增強

10.2.1直流信號提取

10.2.2高頻信號提取

10.2.3周期噪聲信號的濾除

10.2.4周期有用信號的提取

10.3數(shù)字濾波器在雷達信號處理
中的應用

10.3.1FIR數(shù)字濾波器的
應用

10.3.2IIR數(shù)字濾波器的
應用

10.4數(shù)字濾波器在通信信號處理
中的應用

10.5相關(guān)的MATLAB函數(shù)

第11章隨機信號的時頻域分析

11.1隨機過程的基本概念

11.1.1隨機過程的定義

11.1.2隨機過程的分類

11.2隨機過程的統(tǒng)計特性

11.2.1隨機過程的概率分布

11.2.2隨機過程的數(shù)字特征

11.3平穩(wěn)隨機過程

11.3.1嚴平穩(wěn)隨機過程

11.3.2寬平穩(wěn)隨機過程

11.3.3平穩(wěn)隨機過程的相關(guān)系
數(shù)和相關(guān)時間

11.4各態(tài)歷經(jīng)過程

11.5高斯隨機過程

11.5.1高斯過程的概念

11.5.2高斯過程的重要性質(zhì)

11.6隨機過程的頻域分析

11.6.1實隨機過程的功率譜
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章隨機信號通過線性系統(tǒng)的
分析
12.1隨機信號通過線性系統(tǒng)

12.1.1沖激響應法

12.1.2物理可實現(xiàn)系統(tǒng)輸出的
統(tǒng)計特性

12.1.3頻域法

12.2白噪聲通過線性系統(tǒng)的
分析

12.2.1白噪聲

12.2.2白噪聲通過線性系統(tǒng)

12.2.3等效噪聲帶寬

12.2.4白噪聲通過理想線性
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章窄帶隨機過程

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隨機過程的解析形式及
性質(zhì)

13.2.1解析信號

13.2.2復隨機變量

13.2.3復隨機過程

13.2.4隨機過程的解析形式

13.3窄帶隨機過程

13.3.1窄帶隨機過程的
表達式

13.3.2窄帶隨機過程的統(tǒng)計
分析

13.4窄帶高斯過程包絡與相位
的分布

13.4.1窄帶高斯過程的包絡和
相位的一維概率分布

13.4.2窄帶高斯過程包絡和相
位的二維概率分布

13.5窄帶高斯過程包絡平方的概
率分布

附錄習題答案

參考文獻