本書是Sanjit K. Mitra所著的《數(shù)字信號(hào)處理——基于計(jì)算機(jī)的方法》一書的配套實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。本書內(nèi)容涵蓋了信號(hào)與信號(hào)處理、時(shí)域中的離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)、變換域中的離散時(shí)間信號(hào)、變換域中的LTI離散時(shí)間系統(tǒng)、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的數(shù)字處理、數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、DSP算法實(shí)現(xiàn)、有限字長(zhǎng)效應(yīng)分析、多速數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用等方面。本書的特點(diǎn)在于講解上述內(nèi)容的同時(shí),給出了MATLAB程序驗(yàn)證,并列舉了多達(dá)231個(gè)示例。
Sanjit K. Mitra:美國(guó)南加州大學(xué)洛杉磯分校謝明電氣工程學(xué)系的Stephen和Etta Varra教授,加州大學(xué)圣巴巴拉分校電氣與計(jì)算機(jī)工程系研究員。分別于1960年和1962年獲得加州大學(xué)伯克利分校電氣工程專業(yè)碩士學(xué)位和博士學(xué)位。曾任IEEE電路域系統(tǒng)學(xué)會(huì)主席、IEEE信號(hào)處理學(xué)會(huì)主席團(tuán)成員。他在模擬與數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理領(lǐng)域發(fā)表了660多篇論文,出版了12本圖書,并擁有5項(xiàng)專利。在工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域,Mitra博士獲得了許多榮譽(yù)。Mitra博士還是美國(guó)工程院院士,芬蘭科學(xué)院院士,挪威科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院士,克羅地亞科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院外籍成員,墨西哥工程院外籍成員,印度工程院外籍院士,印度科學(xué)院外籍院士,IEEE、AAAS、SPIE會(huì)士, EURASIP會(huì)員。
第1章 離散時(shí)間信號(hào)的時(shí)域分析
1.1 導(dǎo)言
1.2 入門
1.3 基礎(chǔ)知識(shí)回顧
1.4 用到的MATLAB命令
1.5 序列的產(chǎn)生
1.6 序列的簡(jiǎn)單運(yùn)算
1.7 工作區(qū)信息
1.8 其他類型的信號(hào)(可選)
1.9 基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第2章 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析
2.1 導(dǎo)言
2.2 基礎(chǔ)知識(shí)回顧
2.3 用到的MATLAB命令
2.4 離散時(shí)間系統(tǒng)的仿真
2.5 線性時(shí)不變離散時(shí)間系統(tǒng)
2.6 基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第3章 離散時(shí)間信號(hào)的頻域分析
3.1 導(dǎo)言
3.2 基礎(chǔ)知識(shí)回顧
3.3 用到的MATLAB命令
3.4 離散時(shí)間傅里葉變換
3.5 Z變換
3.7 基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第4章 線性時(shí)不變離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析
4.1 導(dǎo)言
4.2 基礎(chǔ)知識(shí)回顧
4.3 用到的MATLAB命令
4.4 傳輸函數(shù)和頻率響應(yīng)
4.5 傳輸函數(shù)和頻率響應(yīng)
4.6 傳輸函數(shù)的類型
4.7 穩(wěn)定性測(cè)試
第5章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的數(shù)字處理
5.1 導(dǎo)言
5.2 基礎(chǔ)知識(shí)回顧
5.3 用到的MATLAB命令
5.4 時(shí)域中的抽樣過(guò)程
5.5 頻域中抽樣的效果
5.6 模擬低通濾波器
5.7 模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換
5.8 基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第6章 數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)
6.1導(dǎo)言
6.2基礎(chǔ)知識(shí)回顧
6.3用到的MATLAB命令
6.4有限沖激響應(yīng)傳輸函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
6.5無(wú)限沖激響應(yīng)傳輸函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
6.6基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第7章數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
7.1導(dǎo)言
7.2基礎(chǔ)知識(shí)回顧
7.3用到的MATLAB命令
7.4無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)
7.5有限沖激響應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)
7.6基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第8章數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)
8.1導(dǎo)言
8.2基礎(chǔ)知識(shí)回顧
8.3用到的MATLAB命令
8.4無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器的仿真
8.5有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的仿真
8.6可調(diào)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
8.7離散傅里葉變換計(jì)算
8.8函數(shù)逼近
8.9基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第9章有限字長(zhǎng)效應(yīng)分析
9.1導(dǎo)言
9.2基礎(chǔ)知識(shí)回顧
9.3用到的MATLAB命令
9.4二進(jìn)制數(shù)的產(chǎn)生和量化
9.5系數(shù)量化效應(yīng)
9.6模數(shù)轉(zhuǎn)換噪聲分析
9.7運(yùn)算舍人誤差分析
9.8低靈敏度數(shù)字濾波器
9.9極限環(huán)
9.10基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第10章多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理
10.1導(dǎo)言
10.2基礎(chǔ)知識(shí)回顧
10.3用到的MATLAB命令
10.4基本抽樣率改變器件
10.5抽取器和內(nèi)插器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
10.6濾波器組的設(shè)計(jì)
10.7奈奎斯特濾波器的設(shè)計(jì)
10.8基礎(chǔ)知識(shí)閱讀
第11章高級(jí)主題
11.1導(dǎo)言
11.2離散變換
11.3有限沖激響應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
11.4濾波器組的應(yīng)用
11.5調(diào)制和解調(diào)
11.6數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸
附錄AMATLAB簡(jiǎn)介
附錄B用到的MATLAB命令總結(jié)
參考文獻(xiàn)
索引
序言
數(shù)字信號(hào)處理(DSP)研究數(shù)字序列信號(hào)的表示方法,并對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,以提取包含在其中的特殊信息。近30年來(lái),由于在研究及應(yīng)用兩方面均取得了進(jìn)展,數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域已經(jīng)日趨成熟。如今,幾乎所有大學(xué)在本科高年級(jí)及研究生一年級(jí)都開(kāi)設(shè)了本主題至少一門或更多的課程。由于計(jì)算機(jī)的佳哥更加合理,這促使了高性能個(gè)人電腦機(jī)工作站的普及,從而很容易向?qū)W生提供實(shí)際環(huán)境,以驗(yàn)證所學(xué)的概念和算法。
本書適用于基于計(jì)算機(jī)的DSP實(shí)驗(yàn)課程,以補(bǔ)充該主題的講授課程。它包括11個(gè)實(shí)驗(yàn)練習(xí),而每一個(gè)練習(xí)又包含許多在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的例子。若每周有三個(gè)小時(shí)實(shí)驗(yàn),則完成全部例子所需要的課程可能會(huì)超過(guò)一個(gè)季度或一個(gè)學(xué)期。這里建議教師挑選與其所授課程相關(guān)的例子。若有充裕的時(shí)間用于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課,則應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室待更長(zhǎng)的時(shí)間,以便能夠完成全部例子。
本書所用的匯編語(yǔ)言是MATLAB,它廣泛用于高性能數(shù)值計(jì)算和可視化。本書假定讀者不具備MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí),而是通過(guò)本書前半部分所測(cè)試過(guò)的程序,使他們理解這種在信號(hào)處理方面能解決重要問(wèn)題的實(shí)用語(yǔ)言。本書的后半部要求學(xué)生編寫必要的MATLAB撐血來(lái)完成例子。我相信學(xué)生通過(guò)利用測(cè)試過(guò)的、完整的程序,編寫解決特定問(wèn)題的簡(jiǎn)易程序,能很快地學(xué)會(huì)利用MATLAB來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題的方法。附錄A簡(jiǎn)要回顧了MATLAB的一些重要概念和特性。
本書中的全部75個(gè)MATLAB程序已經(jīng)在MATLAB 5.2版及信號(hào)處理工具箱4.2版中測(cè)試過(guò)了。本書列出的程序在執(zhí)行速度上不一定是最快的,也不一定是最簡(jiǎn)潔的。在未詳細(xì)解釋的情況下,我們將盡量清晰地將它們寫出。本書包含一張磁盤,磁盤的內(nèi)容是本書中所有的MATLAB程序,它適用于運(yùn)行Windows 95/98的個(gè)人電腦或更高版本的Macintosh PowerPC以及UNIX工作站。所有程序也通過(guò)匿名FTP存儲(chǔ)于互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)iplserv.ece.ucsb.edu的目錄/pub/mitra/Labs中。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)練習(xí)包含許多適于學(xué)生在電腦上實(shí)現(xiàn)的例子。每個(gè)例子后面都附有在進(jìn)行隨后例子之前學(xué)生必須回答的一系列習(xí)題。這些習(xí)題用于讓學(xué)生理解MATLAB的基本原理以及數(shù)字信號(hào)處理的重要概念。對(duì)于后面的部分,每個(gè)練習(xí)都有一節(jié)簡(jiǎn)單回顧,用于總結(jié)所需要的DSP材料,以便學(xué)生實(shí)現(xiàn)包含在該練習(xí)的例子。為了了解詳情和說(shuō)明,在每個(gè)練習(xí)的結(jié)尾還包含有數(shù)字信號(hào)處理課本的清單,列出了明確的章節(jié)數(shù)。每個(gè)練習(xí)還包含有用來(lái)總結(jié)所用到的MATLAB命令的小節(jié),以使學(xué)生在需要時(shí)通過(guò)help命令就能夠更好地掌握這些命令。附錄B給出了本書中用到的所有MATLAB函數(shù)的簡(jiǎn)要解釋。
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