數字信號處理實驗與學習指導（簡體書）

《高等學校應用型特色規劃教材：數字信號處理實驗與學習指導》是立足于工程應用型本科的教學實踐而編寫的數字信號處理實驗與學習指導教材。
《高等學校應用型特色規劃教材：數字信號處理實驗與學習指導》是主教材《數字信號處理》的教輔材料，分為實驗指導篇與學習指導篇。實驗指導篇根據數字信號處理的基本概念與原理、重要算法與應用，安排了基本實驗與綜合實驗，方便學生上機練習，以加深理解數字信號處理的基本原理，並熟悉MATLAB的應用；學習指導篇貼近數字信號處理的基本知識點與理論體系，系統梳理數字信號處理的基本概念和理論線索，並詳細分析典型例題和部分習題，方便學生進行課後的系統練習和鞏固基本知識。
本書可作為電子信息類本科專業的教材和其他相關專業的教學參考書，也可作為相關領域工程技術人員的參考書。·

《高等學校應用型特色規劃教材:數字信號處理實驗與學習指導》可作為電子信息類本科專業的教材和其他相關專業的教學參考書，也可作為相關領域工程技術人員的參考書。

實驗指導篇
第1章　基礎實驗
實驗一 時域離散信號的產生和基本運算
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗二 時域離散系統及系統響應
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗三 離散時間傅裡葉變換DTFT及IDTFT
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗四 離散傅裡葉變換DTFT及IDFT
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗五 用FFT做頻譜分析
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗六 時域採樣與信號的重建
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗七 頻域採樣與恢復
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
實驗八 用脈衝響應不變法設計IIR數字濾波器
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗九 用雙線性變換法設計IIR數字濾波器
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
實驗十 用窗函數法設計FIR數字濾波器
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
六、實驗參考
實驗十一 用頻率採樣法設計FIR數字濾波器
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
實驗十二 用FDATool設計數字濾波器
一、實驗目的
二、實驗原理與方法
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告

第2章　綜合實驗
綜合實驗一 利用FFT分析信號頻率成分和功率
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
綜合實驗二 語音信號的採樣和頻譜分析
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告
綜合實驗三 用譜減法實現語音增強
一、實驗目的
二、實驗原理
三、實驗內容
四、實驗預習
五、實驗報告

學習指導篇
第3章　時域離散信號與系統
3.1 本章基本要求
3.2 學習要點與公式
3.2.1 信號與系統的類型
3.2.2 典型序列的特點
3.2.3 序列的運算
3.2.4 時域離散系統
3.2.5 時域離散系統的輸入輸出描述——線性常係數差分方程
3.2.6 模擬信號的數字處理方法
3.3 典型例題
3.4 習題選解

第4章 時域離散信號與系統的頻域分析
4.1 本章基本要求
4.2 學習要點與公式
4.2.1 DTFT和IDTFT
4.2.2 DTFT的基本性質
……
參考文獻·

8.2.4 有限字長效應
1）數字系統的誤差分類
數字系統經常要對模擬信號、系統參數進行量化，還要進行乘法等運算，這些處理將會存在下面幾種常見的誤差。
（1）A／D轉換器的量化誤差。A／D轉換器是在模擬信號的幅度上進行離散化，只能取有限個值作為模擬信號的典型值，其他模擬信號取與典型值最接近的值作為它的量化值，這個取值的過程就產生了誤差，稱為AM）轉化量化誤差。
（2）參數量化誤差。系統函數中的參數ai、bi都是純數學的數值，在數字系統中要用二進制數表示，這個表示的值與參數中的ai、bi的純數學值之間存在量化誤差，有時也表示誤差。
（3）運算處理誤差。數字處理系統在運算過程中會使數據的字長變長，但由于數字系統的硬字長總是有限的，因此要對運算后的字長進行縮短處理，這個處理過程會產生誤差，因為這種處理常常采用的是舍入舍出或截尾的方法，所以運算處理誤差常常稱為舍入誤差或截尾誤差。
2）二進制數的表示及量化誤差分析
在計算機原理等教科書中介紹了二進制數定點、浮點、原碼、反碼、補碼的表示和運算方法，在研究量化誤差的影響時，由于補碼具有代表性，所以本書以定點補碼為主進行討論。
1）定點二進制數的表示
定點二進制表示數時，小數點的位置是固定不變的。一般小數點的左邊是數的整數部分，小數點的右邊是數的小數部分。雖然理論上定點數可以把小數點定在任何位置，但我們經常把小數點定在第一位的后面，而第一位是符號位，符號位1表示負數，0表示正數。這樣一個定點數的取值范圍在±1之間。
2）表不誤差
上面一個定點數，從二進制表示成十進制數時沒有誤差，原因是我們沒有限制十進制數的位數的長度。但當我們要用一個有限長的二進制數表示數字系統的系數時就會出現誤差，如系數是十進制數0.754，用二進制數表示是0.1100000100000110…，是一個無限長的二進制數，如果用一個一定長度的二進制來表示這個數，必須對這個無限長度的二進制數取一定位數的長度，例如連同符號位取11位長度，那么其結果是0.1100000100。這個有限長度的二進制數0.1100000100用十進制數來表示時為0.73906，產生的誤差為
0.754—0.73906=0.00009375
這就是表示誤差，即把一個精確的值用一個數制的數表示時產生的誤差，在數字信號處理中常稱為量化誤差。