数字滤波器与信号处理 (2010 年度畅销榜NO.20756 )

本书是“数字信号处理参考教材系列”之一。该系列共分三部分，即基础部分、提高部分和应用部分。本书属于基础部分。\r\n\r\n 书中以数字滤波器为中心，介绍滤波器的种类、功能、特点及设计方法等。特别详细介绍有限长冲激响应(FIR)滤波器及无限长冲激响应(IIR)滤波器的多种设计方法；最后介绍部分特殊滤波器。作为数字滤波器基础，书中也介绍巴特沃思滤波器、椭圆滤波器等模拟滤波器的特点及设计方法。\r\n\r\n 本书可作为大学相关专业的本科生及研究生的教材或参考用书，亦可供相关领域的技术人员及研究人员参考。 \r\n
\r\n

第1章 模拟滤波器概要 \r\n\r\n 1. 1 模拟滤波器的种类 \r\n\r\n 1. 1. 1 模拟滤波器的频率特性 \r\n\r\n 1. 1. 2 无源滤波器与有源滤波器 \r\n\r\n 1. 2 巴特沃思滤波器 \r\n\r\n 1. 2. 1 巴特沃思滤波器的定义 \r\n\r\n 1. 2. 2 巴特沃思滤波器的传递函数 \r\n\r\n 1. 2. 3 巴特沃思滤波器的幅频特性 \r\n\r\n 1. 2. 4 巴特沃思滤波器的相频特性 \r\n\r\n 1. 2. 5 巴特沃思滤波器的设计指标 \r\n\r\n 1. 2. 6 利用频率变换设计滤波器 \r\n\r\n 1. 3 切比雪夫滤波器 \r\n\r\n 1. 3. 1 切比雪夫多项式 \r\n\r\n 1. 3. 2 切比雪夫Ⅰ型滤波器 \r\n\r\n 1. 3. 3 切比雪夫Ⅱ型滤波器 \r\n\r\n 1. 3. 4 切比雪夫滤波器的设计指标 \r\n\r\n 1. 4 椭圆滤波器 \r\n\r\n 1. 4. 1 椭圆函数 \r\n\r\n 1. 4. 2 椭圆滤波器的概念 \r\n\r\n 1. 4. 3 椭圆滤波器的设计 \r\n\r\n 第2章 数字滤波器概要 \r\n\r\n 2. 1 用数字滤波器进行信号处理 \r\n\r\n 2. 1. 1 数字滤波器与信号处理过程 \r\n\r\n 2. 1. 2 数字滤波器的种类 \r\n\r\n 2. 2 数字滤波器的频率特性 \r\n\r\n 2. 2. 1 幅频特性 \r\n\r\n 2. 2. 2 相频特性 \r\n\r\n 2. 3 数字滤波器的时间响应 \r\n\r\n 2. 3. 1 单位冲激响应 \r\n\r\n 2. 3. 2 单位冲激响应的近似 \r\n\r\n 2. 3. 3 各种数字滤波器的单位冲激响应 \r\n\r\n 2. 4 数字滤波器的结构 \r\n\r\n 2. 4. 1 有限长单位冲激响应(FIR)滤波器 \r\n\r\n 2. 4. 2 无限长单位冲激响应(IIR)滤波器 \r\n\r\n 2. 5 格型滤波器 \r\n\r\n 2. 5. 1 格型滤波器的导出 \r\n\r\n 2. 5. 2 格型滤波器的稳定性 \r\n\r\n 2. 6 数字滤波器与量化 \r\n\r\n 2. 6. 1 系数的量化 \r\n\r\n 2. 6. 2 数值的量化 \r\n\r\n 2. 6. 3 极限环 \r\n\r\n 2. 6. 4 输入的量化 \r\n\r\n 第3章 有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器 \r\n\r\n 3. 1 FIR滤波器的窗函数法设计 \r\n\r\n 3. 1. 1 窗函数的引入 \r\n\r\n 3. 1. 2 窗函数的种类 \r\n\r\n 3. 1. 3 窗函数的比较 \r\n\r\n 3. 1. 4 窗函数的应用 \r\n\r\n 3. 2 FIR滤波器的均方误差最小准则设计 \r\n\r\n 3. 3 FIR滤波器的最大误差最小化准则设计 \r\n\r\n 3. 3. 1 最大误差最小化问题 \r\n\r\n 3. 3. 2 FIR滤波器的设计 \r\n\r\n 第4章 无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器 \r\n\r\n 4. 1 IIR滤波器的s-z变换设计 \r\n\r\n 4. 1. 1 标准z变换 \r\n\r\n 4. 1. 2 双线性z变换 \r\n\r\n 4. 2 IIR滤波器的振幅平方函数近似法设计 \r\n\r\n 4. 3 IIR滤波器的频率变换法设计 \r\n\r\n 4. 4 近似线性相位IIR滤波器的设计 \r\n\r\n 4. 4. 1 近似线性相位IIR滤波器的时域设计 \r\n\r\n 4. 4. 2 近似线性相位IIR滤波器的频域设计 \r\n\r\n 4. 4. 3 相位延迟可变的近似线性相位IIR滤波器的设计 \r\n\r\n 第5章 特殊数字滤波器 \r\n\r\n 5. 1 希尔伯特变换器 \r\n\r\n 5. 1. 1 理想希尔伯特变换器 \r\n\r\n 5. 1. 2 FIR希尔伯特变换器的设计 \r\n\r\n 5. 1. 3 IIR希尔伯特变换器的设计 \r\n\r\n 5. 2 二维数字滤波器 \r\n\r\n 5. 2. 1 FIR滤波器与IIR滤波器 \r\n\r\n 5. 2. 2 二维数字滤波器的稳定性 \r\n\r\n 5. 2. 3 二维FIR滤波器的设计 \r\n\r\n 5. 2. 4 二维IIR滤波器的设计 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 索引 \r\n
\r\n

"数字信号处理参考教材系列"序

近年来, 随着数字技术的惊人发展, 以前用模拟技术进行处理或者以往根本无法进行数字处理的问题, 都可以进行数字处理了. 因此, 数字技术越来越广泛地应用于诸多领域, 而且这些领域对数字技术的要求也变得越来越高.

最近对电气. 电子. 信息. 通信等领域进行的大规模市场调查表明, 很多企业以及研究机构都对数字信号处理技术非常重视, 他们在调查问卷的表格中, 把数字信号处理填在了"必要性"和"重要性"一栏的首位. 从这一社会现象也可以看出, 数字信号处理是当今社会急需发展的学科领域之一.

鉴于这种状况, 我们以供从事数字信号处理或者准备学习数字信号处理的社会各界人士参考阅读为目的, 从更广泛的角度对数字信号处理这一学科进行归纳整理, 编写了这套系列书.

本系列书包括以下各册：

1. 数字信号处理基础理论

2. 数字滤波器与信号处理

3. 语音与图像的数字信号处理

4. 快速算法与并行信号处理

5. 卡尔曼滤波器与自适应信号处理

6. ARMA系统与数字信号处理

7. VLSI与数字信号处理

8. 信息通信与数字信号处理

9. 人工神经网络与模糊信号处理

10. 多媒体与数字信号处理

上述各册中, 第1至第3为基础部分, 以大学三. 四年级本科生为读者对象, 第4至第6为比基础部分内容较深的提高部分, 以研究生或者具有同等学历的科研人员及技术人员为读者对象, 第7至第10为应用部分, 以大学或研究机构的研究人员为主要读者对象, 亦可供有一定基础知识的社会各界人士参考阅读.

也就是说, 读者可根据自己的兴趣和所掌握的知识基础, 有选择地阅读本系列书中的内容. 比如, 从基础知识开始学习数字信号处理的读者, 可选择基础部分的内容, 如果已具备了一定的基础知识, 则可选择提高部分或者应用部分. 从基础知识开始学习的, 可按基础部分一提高部分一应用部分的顺序, 或者按基础部分一应用部分一提高部分的顺序, 根据自己的兴趣有选择地阅读.

本系列的执笔者均为目前仍活跃在相关领域第一线的专家. 学者, 因而编者有理由相信本系列书能够满足不同层次的读者的需求.

另外, 考虑到数字信号处理的理论及应用技术的迅速发展, 今后我们会根据情况及时补充新内容, 使本系列书不断充实和完善.

最后, 时值本系列书出版之际, 谨向对本系列书的出版提供多方帮助的CORONA社的各位表示衷心的感谢.

"数字信号处理参考教材系列"策划兼主编

谷荻隆嗣

数字滤波器在需要进行数字信号处理的许多系统中起着重要作用. 实际上, 语音处理设备. 图像处理设备和数字通信系统等各种系统中都使用数字滤波器.

模拟滤波器是数字滤波器的基础. 因此, 本书将首先对具有频率选择性的各种模拟滤波器进行详细说明, 然后概要介绍数字滤波器的基本内容. 接着对有限长单位冲激响应(FIR)滤波器和无限长单位冲激响应(IIR)滤波器进行详细说明, 最后介绍几种特殊的数字滤波器.

第1章介绍模拟滤波器概况. 首先介绍频率选择性的概念及各种模拟滤波器, 作为其代表性实例, 对巴特沃思(Butterworth)滤波器. 切比雪夫(Chebyshev)滤波器. 椭圆滤波器的特点及设计方法进行详细说明.

第2章概要介绍数字滤波器. 数字滤波器的频率选择性概念与模拟滤波器是相同的, 但数字滤波器能很容易地实现线性相位特性, 并且能得到比模拟滤波器更高的精度. 另外, 本章还对数字滤波器的有关基本内容进行了简要说明.

第3章给出了FIR数字滤波器的几种有代表性的设计方法. 首先介绍利用窗函数设计线性相位FIR滤波器的方法, 将给出几个窗函数及各窗函数的特点, 并对将这些窗函数用于FIR滤波器设计时所得到的滤波器特性进行比较. 然后介绍利用均方误差最小准则和最大误差最小化准则设计线性相位FIR滤波器的最优化方法. 利用均方误差最小准则可以得到按通带和阻带平均的优化幅频特性, 但其波纹的最大值较大. 利用最大误差最小化准则可使最大波纹减至最小并得到等波纹滤波器. 但就其截止特性而言, 则不如利用均方误差最小准则的效果好.

第4章给出IIR滤波器的几种有代表性的设计方法. 首先介绍IIR滤波器的s-z变换设计法, 然后介绍振幅平方函数近似法和频率变换法. 与FIR滤波器相比, IIR滤波器的优点是能以低阶滤波器得到满意的幅频特性. 虽然IIR滤波器不能实现严格意义上的线性相位, 但只要进行合理的设计, 就能获得与实用上的线性相位滤波器几乎相同的相位特性.

第5章中, 作为特殊的数字滤波器, 介绍希尔伯特(Hilbert)变换器和二维数字滤波器的设计方法. 这些滤波器既可以用FIR滤波器来实现, 也可以用IIR滤波器实现. 希尔伯特变换器可用作数字通信中的调制解调器. 二维数字滤波器可进行各种二维图像的处理.

本书以数字滤波器为中心, 对其种类. 功能. 特点和设计方法等进行了详细说明. 书中没有讲到的有关基础知识, 请参见本系列中的《数字信号处理基础理论》一书. 关于数字

滤波器在各种领域中的应用, 请参看本系列的其他分册.

谷 隆嗣

无封面