《信号处理原理与套用》简明扼要地介绍了信号处理与线性系统的理论和分析方法。《信号处理原理与套用》共分9章，内容包括信号分析的基本概念、傅立叶变换、序列及其Z变换、离散时间系统、离散傅立叶变换、滤波器原理与设计、数位讯号处理器(DSP)原理、数位讯号处理技术的套用及MATLAB在信号处理中的套用等内容。书中第1～6章配有习题，第9章配有上机练习题，书末附有部分参考答案。《信号处理原理与套用》可作为电气工程及其自动化专业的本科教材，也可作为电子信息工程、自动控制、计算机套用等专业的教材或参考书，同时也可供有关科技与工程技术人员自学参考。

第1章信号分析的基本概念

1.1引言

1.2信号的概念及分类

1.2.1信号的概念

1.2.2信号的描述与分类

1.3典型信号与奇异信号

1.3.1正弦、余弦信号(sine&cosinesignals)

1.3.2指数信号(exponentialsignal)

1.3.3复指数信号(complexexponentialsignal)

1.3.4抽样信号(samplingsignal)

1.3.5奇异信号(singularitysignal)

1.4信号的分解

1.4.1直流分量与交流分量(direct&alternatingcomponents)

1.4.2偶分量与奇分量(even&oddcomponents)

1.4.3实部分量与虚部分量(real&imaginarycomponents)

1.4.4脉冲分量(pulsecomponent)

1.4.5正交函式分量(orthogonalfunctioncomponent)

1.5信号的基本运算

1.5.1信号的叠加与相乘(additivityandmultiplicationofsignal)

1.5.2信号的反褶(reversalofsignal)

1.5.3信号的时间平移(timeshiftingofsignal)

1.5.4信号的时间展缩(尺度变换)(scalingofsignal)

1.5.5卷积运算(convolutioncomputation)

1.5.6信号相关分析与运算

习题

第2章傅立叶变换

2.1周期信号的频谱分析——傅立叶级数

2.1.1三角形式的傅立叶级数

2.1.2复指数形式的傅立叶级数

2.1.3函式的对称性与傅立叶係数的关係

2.2周期矩形脉冲信号的频谱

2.2.1展开成三角形式的傅立叶级数

2.2.2展开成复指数形式的傅立叶级数

2.2.3频谱的特点

2.2.4傅立叶有限项级数

2.2.5周期信号的功率分配

2.3非周期信号的频谱分析——傅立叶变换

2.3.1傅立叶变换的定义

2.3.2典型非周期信号的傅立叶变换

◆信号处理原理与套用（第2版）

目录◆

2.4傅立叶变换的基本性质

2.4.1线性(linearproperty)

2.4.2奇偶虚实性

2.4.3对偶(对称)性

2.4.4尺度变换特性

2.4.5时域平移性

2.4.6频域平移(频移)性

2.4.7微分性

2.4.8积分性(integralproperty)

2.5卷积定理

2.5.1时域卷积定理

2.5.2频域卷积定理

2.6周期信号的傅立叶变换

2.6.1正、余弦信号的傅立叶变换

2.6.2一般周期信号的傅立叶变换

2.7抽样信号的傅立叶变换

2.7.1抽样信号的频谱

2.7.2抽样定理

习题

第3章序列及其Z变换

3.1离散时间信号——序列

3.1.1序列的定义

3.1.2常用序列介绍

3.1.3序列的运算

3.2序列的Z变换

3.2.1Z变换的定义

3.2.2Z变换的收敛域

3.2.3Z变换的收敛域与零、极点关係

3.2.4常用单边序列的Z变换

3.3Z变换的性质和定理

3.3.1线性性质

3.3.2位移性质

3.3.3z域微分性(序列线性加权)

3.3.4z域尺度变换(序列指数加权)

3.3.5时域卷积定理

3.3.6z域卷积定理(序列相乘)

*3.3.7帕塞瓦尔定理

3.4Z反变换

3.4.1部分分式展开法(partialfractionexpansionmethod)

3.4.2长除法(幂级数法)(powerseriesexpansionmethod)

3.4.3围线积分法(留数法)(contourintegralmethod)

3.5Z变换与拉普拉斯变换

3.5.1z平面与s平面的映射关係

3.5.2Z变换与拉普拉斯变换关係

习题

第4章离散时间系统

4.1线性时（移）不变离散系统及其数学模型

4.1.1离散时间系统及分类

4.1.2差分方程数学表示法

4.2离散系统时域分析

4.2.1差分方程的递推解法

4.2.2离散卷积法

4.3离散系统z域分析

4.3.1利用Z变换解差分方程

4.3.2离散系统的系统函式

4.4离散系统的因果性、稳定性

4.4.1因果系统与稳定系统

4.4.2系统函式与系统的因果性、稳定性

4.5离散系统的频率回响

4.5.1序列的傅立叶变换

4.5.2频率回响特性

4.5.3频率特性的几何表示法

习题

第5章离散傅立叶变换

5.1离散傅立叶级数(DFS)

5.2离散傅立叶变换(DFT)的基本概念

5.2.1主值序列

5.2.2离散傅立叶变换(DFT)定义

5.3离散傅立叶变换的性质

5.3.1线性性质

5.3.2位移性质

5.3.3频移性质

5.3.4时域圆周卷积(圆卷积)

5.3.5频域圆卷积

5.3.6奇偶虚实性

*5.3.7相关特性

5.4离散傅立叶变换与Z变换的关係

5.4.1X(z)的抽样

5.4.2X(z)的恢复

5.4.3以X(k)表示的频率回响特性

5.5快速傅立叶变换(FFT)

5.5.1减少DFT运算次数的途径

5.5.2W矩阵因子化

5.5.3基2时间抽取FFT算法基本原理

*5.6FFT的套用

5.6.1快速卷积(fastconvolution)

5.6.2快速相关(功率谱计算)

习题

第6章滤波器原理与设计

6.1模拟滤波器原理

6.1.1模拟滤波器概述

6.1.2信号不失真传输条件

6.1.3滤波器的理想特性与实际特性

6.2模拟滤波器设计

6.2.1幅度平方函式

6.2.2由幅度平方函式求系统函式

6.3巴特沃思滤波器

6.3.1巴特沃思滤波器的幅频特性

6.3.2巴特沃思滤波器系统函式与极点分布关係

6.4切比雪夫滤波器

6.4.1切比雪夫多项式

6.4.2切比雪夫滤波器的幅频特性

6.4.3切比雪夫滤波器系统函式与极点分布

6.5模拟滤波器的频率变换

6.6数字滤波器概述

6.6.1数字滤波器基本工作原理

6.6.2数字滤波器分类

6.6.3数字滤波器特点及功能

6.7IIR数字滤波器设计

6.7.1冲激回响不变法

6.7.2双线性变换法

6.7.3IIR数字滤波器结构

6.8FIR数字滤波器设计

6.8.1FIR数字滤波器特点

6.8.2FIR滤波器设计的窗函式法

6.8.3FIR数字滤波器结构

6.9有限字长效应的影响

6.9.1A/D转换的量化误差

6.9.2滤波係数量化的影响

6.9.3数字运算过程中有限字长效应的影响

6.10数字滤波器的实现

6.10.1软体实现与硬体实现

6.10.2数字滤波器类型的选择

习题

第7章数位讯号处理器（DSP）原理

7.1概述

7.2TMS320F240DSP总体结构

7.2.1基本结构和主要特徵

7.2.2DSP的汇流排结构

7.2.3中央处理单元

7.2.4存储器

7.2.5程式控制

7.3片内外设

7.3.1事件管理模组

7.3.2数模转换模组

7.3.3SCI串列通信模组

7.3.4SPI串列外设接口模组

7.3.5数字I/O连线埠

7.3.6中断系统

7.4指令系统

7.4.1定址方式

7.4.2DSP指令集

第8章数位讯号处理技术的套用

8.1DSP在电气工程中的套用

8.1.1DSP在电机控制方面的套用

8.1.2DSP在继电保护方面的套用

8.1.3DSP在变电站自动化方面的套用

8.1.4DSP在电气工程其他方面的套用

8.2DSP套用实例

8.2.1DSP在有源电力滤波器中的套用

8.2.2信号调理、採样保持及模数转换

8.2.3数字滤波器的设计

8.2.4滤波前后的电流波形比较

8.2.5三相高功率因数变流器[25~27]

第9章MATLAB在信号处理中的套用

9.1MATLAB使用初步及信号描述与变换

9.1.1实验目的

9.1.2实验原理

9.1.3仿真实验参考程式

9.1.4实验要求

9.1.5实验準备

9.1.6实验步骤

9.1.7实验报告要求

9.2连续时间信号卷积运算的MATLAB实现

9.2.1实验目的

9.2.2实验原理

9.2.3实验参考程式

9.2.4实验要求

9.2.5实验準备

9.2.6实验步骤

9.2.7实验报告要求

9.3离散系统的频率回响和输出回响

9.3.1实验目的

9.3.2实验原理

9.3.3实验参考程式

9.3.4实验要求

9.3.5实验準备

9.3.6实验步骤

9.3.7实验报告要求

9.4用FFT实现信号谱分析

9.4.1实验目的

9.4.2实验原理

9.4.3实验举例

9.4.4实验参考程式

9.4.5实验準备

9.4.6实验步骤

9.4.7实验报告要求

9.4.8思考题

9.5循环卷积与线性卷积的实现

9.5.1实验目的

9.5.2实验原理

9.5.3实验参考程式

9.5.4实验要求

9.5.5实验準备

9.5.6实验步骤

9.5.7实验报告要求

9.6IIR数字巴特沃思滤波器的设计

9.6.1实验目的

9.6.2实验原理

9.6.3实验例题与实验参考程式

9.6.4实验前準备及要求

9.6.5实验步骤

9.6.6实验报告要求

9.6.7思考题

9.6.8上机练习例题

上机练习题

附录

A卷积表

B常用周期信号的傅立叶级数表

C常用信号的傅立叶变换表

D几何级数的求值公式表

E序列的Z变换表

FTMS320F240晶片管脚

GTMS320F240晶片内部模组

习题答案

参考文献