詳解MATLAB數位訊號處理

詳解MATLAB數位訊號處理

本書首先介紹MATLAB的發展史及影響、MATLAB的基本運算等;然後系統論述數位訊號處理的基本概念、工作原理及在工程中的算法。精選科學和工程計算中常用的多個算法,全部採用了MATLAB語言編程實現,並結合實例對算法程式進行驗證和分析。其中詳細講解了信號的分析基礎、系統模型及數據採集分析、信號的變換、模擬濾波器、IIR濾波器設計、FIR濾波器、MATLAB的其他濾波器、隨機信號及參數建模、信號在小波分析與處理中的套用等,最後舉例介紹MATLAB在數位訊號中的具體套用。

基本信息

圖書信息

書 名: 詳解MATLAB 數位訊號處理

詳解MATLAB數位訊號處理

作 者:張德豐

出版社電子工業出版社

出版時間: 2010年6月1日

ISBN: 9787121109942

開本: 16開

定價: 45.00元

內容簡介

《詳解MATLAB 數位訊號處理》可作為通信、電子等相關專業高年級本科生和研究生的學習用書,也可供從事數位訊號處理的工程設計人員參考。

圖書目錄

第1章 MATlLAB概述

1.1 MATlLAB簡介

1.1.1 MATlLAB的發展史及影響

1.1.2 MATLAB的功能特點

1.1.3 MATLABR2009a的新特點

1.2 MATLAB的用戶界面

1.2.1 MATLAB命令視窗

1.2.2 MATLAB命令歷史視窗

1.2.3 MATLAB工作記憶體瀏覽器視窗

1.2.4 MATlLAB的當前目錄視窗

1.2.5 MATLAB的M編輯視窗

1.3 變數及賦值

1.3.1 標識符與數據格式

1.3.2 矩陣及其元素的賦值

1.4 MATLAB的矩陣運算

1.4.1 矩陣的加減法

1.4.2 矩陣的乘除

1.4.3 MATLAB索引或引用

1.4.4 數組操作和矩陣操作

1.4.5布爾數組操作

1.5 M檔案的類型

1.5.1 數據檔案

1.5.2 M檔案

1.6 MATlLAB程式結構流

1.6.1 順序結構流

1.6.2 選擇結構流

1.6.3 循環結構流

1.7 MATlLAB的數據結構

1.8 MATlLAB的幫助系統

1.8.1 在線上幫助系統介紹

1.8.2 命令幫助系統介紹

第2章 信號分析基礎

2.1 時間信號及採樣定理

2.1.1 時間信號

2.1.2 採樣定理

2.2 信號的產生

2.3 連續時間信號在MATLAB中的運算

2.3.1 信號的時移、反折和尺度變換

2.3.2 連續時間信號的微分與積分運算

2.3.3 信號的相加與相乘運算

2.3.4 信號的奇偶分解

2.4 連續時間LTI系統的時域分析

2.4.1 連續時間系統零輸入回響和零狀態回響的符號求解分析

2.4.2 連續時間系統零狀態回響的數值求解分析

2.4.3 連續時間系統衝激回響和階躍回響分析

2.4.4 利用卷積積分法求系統的零狀態回響

2.5 離散時間信號在MATLAB中的運算

2.5.1 離散時間信號的基本運算

2.5.2 離散時間系統的回響

2.5.3 離散時間系統的單位取樣回響

2.5.4 離散時間信號的卷積和運算

2.6信號抽樣及抽樣定理

2.6.1 信號抽樣分析

2.6.2 抽樣定理分析

2.6.3 信號重建分析

第3章 系統模型及數據採集分析

3.1 系統數學模型

3.2 系統的狀態變數分析

3.2.1 狀態方程與系統函式之間的轉換

3.2.2 狀態方程的變換域符號求解分析

3.2.3 狀態方程的時域符號求解分析

3.2.4 系統方程的數值求解分析

3.3 數據採集過程

3.3.1 創建一個設備對象

3.3.2 獲取或輸出數據

3.4 函式參考

3.4.1 創建設備對象

3.4.2 獲取並設定屬性

3.4.3 處理數據

3.4.4.獲取信息和幫助

3.4..5 綜合套用

第4章 信號的變換

4.1 Z變換

4.1.1 z變換定義

4.1.2 z變換的性質

4.1.3 z反變換

4.1.4 z變換的MATLAB實現

4.2 離散傅立葉變換

4.2.1 周期序列和傅立葉級數

4.2.2 離散傅立葉變換介紹

4.2.3 離散傅立葉變換的性質

4.2.4 離散傅立葉變換參數對頻率解析度的影響

4.3 快速傅立葉變換

4.3.1 快速傅立葉變換(FFT)的性質

4.3.2 快速傅立葉變換及其套用

4.3.3 運用快速傅立葉變換進行簡單濾波

4.4 離散餘弦變換

4.5chirpZ變換

4.6 離散希爾伯特變換

第5章 模擬濾波器

5.1 模擬濾波器的基本概念

5.2 模擬濾波器的原型設計

5.2.1 巴特沃思濾波器

5.2.2切比雪夫濾波器

5.2.3貝塞爾濾波器

5.2.4橢圓濾波器

5.3 頻率變換

5.4.模擬濾波器離散化分析

5.4.1 衝激回響不變法分析

5.4..2雙線性變換法分析

5.5 模擬濾波器的最小階數選擇

5.5.1 巴特沃思模擬濾波器階數選擇函式

5.5.2 切比雪夫I型模擬濾波器階數選擇函式

5.5.3 切比雪夫II型模擬濾波器階數選擇函式

5.6 模擬濾波器的性能測試

5.7 模擬濾波器的設計

5.7.1 模擬濾波器設計步驟

5.7.2 模擬濾波器設計函式

第6章 IIR濾波器設計

6.1 IIR濾波器結構

6.1.1 直接型

6.1.2 級聯結構與並聯結構

6.2 常用模擬低通濾波器特性

6.2.1 振幅平方函式

6.2.2 模擬濾波器原型

6.3 從模擬濾波器設計IIR濾波器

6.3.1脈衝回響不變法

6.3.2 雙線性變換法

6.4 IIR濾波器的設計方法

6.4.1 經典設計法

6.4.2 直接設計法

6.5 高通濾波器的設計

6.5.1 模擬低通-數字高通變換

6.5.2 數字低通-數字高通變換

第7章 FIR濾波器

7.1 FIR濾波器的結構

7.1.1 直接型結構

7.1.2 級聯型結構

7.1.3 頻率抽樣型結構

7.1.4 快速卷積型結構

7.2 線性相位FIR數字濾波器的特性

7.2.1 線性相位FIR濾波器幅度特性

7.2.2 線性相位FIR濾波器零點特性

7.3 基本窗函式法的FIR濾波器設計

7.3.1 窗函式的原理

7.3.2 矩形窗

7.3.3漢寧窗

7.3.4海明窗

7.3.5 布萊克曼窗

7.3.6 凱賽窗

7.4 頻率取樣的FIR濾波器設計

7.4.1 約束條件

7.4.2設計誤差

7.5 最優的FIR濾波器設計

7.5.1 一般最優濾波器

7.5.2 加權最優濾波器

7.5.3 反對稱FIR濾波器

7.5.4.微分FIR濾波器

7.6 IIR與FIR數字濾波器的比較

第8章 其他濾波器

第9章 隨機信號及參考建模

第10章 小波分析在信號處理中的套用

第11章 MATLAB在數位訊號中的套用

參考文獻

圖書前言

MATLAB最初主要用於矩陣數值的計算,隨著它的版本的不斷升級,其功能越來越強大,套用範圍也越來越廣闊。如今,MATLAB已經發展成為國際上非常流行的科學與工程計算語言之一,它使用方便、輸入簡捷、運算高效、內容豐富,是高等院校理工科教學和科研中常用且必不可少的工具之一,掌握MATLAB已經成為相關專業大學、研究生和教師的必備技能。

MATLAB是一種工程計算的高級語言。美國的MathWorks公司自1984年推出它的DIS版本後,又推出了它的Windows版本,並且不斷推出更新的版本,使得MATLAB的涵蓋領域越來越廣,到目前為止,已經包括仿真工具Simulink及其他如自動控制、信號處理、圖像處理、神經網路、模式識別、小波分析、數理統計、生物信息等30多個工具箱。由於其靈活的編程方法和極高的編程效率,加上其在用戶界面和功能上的不斷擴展,自推出以來,日益受到廣大高校師生和科研人員的青睞。

本書是作者結合數位訊號處理理論和MATLAB操作技術,提供給讀者的一本實踐性很強的工具書。這本書介紹數位訊號處理基本原理的同時,非常重視信號處理的實現問題,對所有例子給出了具體實現的MATLAB程式。把理論與仿真實驗結合在一起,既突出了理論的物理概念,又使讀者能在實踐中掌握數位訊號處理的基本概念、基本方法和基本套用,達到學以致用的目的,起到事半功倍的效果。

本書共分為11章。第1章是MATLAB概述,介紹MATLAB的發展史及影響,MATLAB的基本運算等,使讀者對MATLAB有一個概略的了解;第2章介紹信號的分析基礎,如時間信號及採樣定理、連續時間信號在MATLAB中的運算、離散時間信號在MATLAB中的運算等;第3章介紹系統模型及數據採集分析,包括了系統數學模型、數據採集過程等內容;第4章介紹信號的變換,涉及Z變換、離散傅立葉變換、快速傅立葉變換等內容;第5章介紹模擬濾波器,如介紹了模擬濾波器的基本概念、模擬濾波器的原型設計等內容;第6章介紹IIR濾波器設計,包括了IIR濾波結構、常用模擬低通濾波器特性等;第7章介紹FIR濾波器,包括FIR濾波器的結構、線性相位FIR數字濾波器的特性等內容;第8章介紹MATLAB的其他濾波器,如自適應濾波器、格型濾波器、線性預測濾波器;第9章介紹隨機信號及參數建模,包括隨機信號基本處理、隨機信號的相關函式和協方差等內容;第10章是信號在小波分析與處理中的套用,包括小波的信號中變換、信號重構、信號分析等內容;第11章總結介紹MATLAB在數位訊號中的套用。

本書結構緊湊,仿真示例豐富,同時也力求圖文並茂,文字流暢,使之成為學習和使用MATLAB進行數位訊號處理仿真研究的有價值的參考書之一。當然,在編寫的過程中,錯誤或疏漏之處在所難免,敬請各位讀者批評與指正。

本書可作為高等工科院校通信、電子信息、計算機、信息工程、自動控制等相關專業的本科及研究生教材,也可供從事信號處理相關工作的科技工作者參考。

本書主要由張德豐負責編寫。參與圖書編寫及源程式校對、調試等工作的還有雷小平、周燕、周靈、崔如春、李婭、欒穎劉志為和周品等。

為便於學習,本書免費提供所有程式的原始碼,讀者可通過登錄華信教育資源網查找本書下載。

編著者

2010年3月

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