具体描述
好的，这是一份关于一本假设名为《离散时间系统与数字信号处理》的书籍的详细简介，此书内容与您提到的《Continuous-time Signals》无直接关联。 --- 书名：《离散时间系统与数字信号处理》 ISBN： 978-1-23456-789-0 作者： [作者姓名] 出版日期： [出版年份] 页数： 约 650 页 内容概要 本书全面而深入地探讨了离散时间信号的理论基础、系统分析方法以及数字信号处理（DSP）的核心技术。它旨在为电子工程、计算机科学、通信工程及相关领域的学生和专业人士提供一个坚实且实用的知识框架，使其能够理解、设计和实现现代数字信号处理系统。全书内容组织严谨，从基础概念逐步深入到高级应用，强调理论与实践的结合，通过大量的例子和习题巩固学习效果。 核心章节详解 第一部分：离散时间信号与系统基础 第 1 章：离散时间信号概述 本章首先界定了离散时间信号与连续时间信号的本质区别，重点介绍了离散时间信号的表示、基本操作（如延迟、尺度变换和翻转）以及周期性与能量/功率的定义。内容涵盖了采样过程的初步介绍，为后续的数字系统分析奠定基础。 第 2 章：离散时间系统的描述与性质 详细阐述了离散时间系统的数学模型，包括差分方程的表示。深入探讨了系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性和稳定性。通过实例分析了线性时不变（LTI）系统的特性，并介绍了卷积的概念及其在LTI系统分析中的重要性。 第 3 章：离散时间系统的分析——Z 变换 Z 变换是分析离散时间系统的核心工具。本章系统地介绍了双边Z 变换和单边Z 变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。详细讲解了Z 变换的性质，特别是位移性质、卷积性质等，并展示了如何利用Z 变换求解差分方程和进行系统分析。 第 4 章：系统的频率响应与傅里叶分析 本章将焦点转向系统的频率特性。介绍了离散时间傅里叶变换（DTFT）及其与Z 变换的关系。重点讨论了系统的频率响应，包括幅频特性和相频特性。通过对系统的阶跃响应和冲激响应的分析，帮助读者理解系统对不同频率分量的处理方式。 第二部分：离散时间线性时不变系统的分析 第 5 章：Z 域中的系统表示与稳定性 本章深入探讨了传递函数在Z 域中的表示，并分析了系统零点和极点对系统响应的影响。系统稳定性判据（如Schur-Cohn判据和Jury判据）被详细介绍，帮助读者判断一个离散系统是否稳定。 第 6 章：FIR 与 IIR 滤波器的设计原理 本章聚焦于滤波器的基本结构与设计。首先区分了有限冲激响应（FIR）和无限冲激响应（IIR）滤波器的特点、优缺点及应用场景。随后，介绍了窗函数法、频率采样法等FIR 滤波器设计的基本方法，并探讨了IIR 滤波器与连续时间滤波器之间的关系。 第三部分：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 第 7 章：离散傅里叶变换（DFT） 本章详细介绍了DFT 的定义、计算方法及其性质。讨论了周期延拓、线性卷积与圆周卷积的区别。通过分析DFT 在频谱分析中的应用，为后续的FFT 算法做铺垫。 第 8 章：快速傅里叶变换（FFT）算法 FFT 是实现高效数字信号处理的关键。本章详细介绍了FFT 的原理，包括蝶形运算和时间抽取（Decimation-in-Time, DIT）及频率抽取（Decimation-in-Frequency, DIF）的计算流程。通过对比直接DFT 计算和FFT 的计算复杂度，凸显了FFT 的优越性。 第 9 章：基于 DFT 的滤波技术 本章探讨如何利用DFT/FFT 实现高效的线性卷积（重叠相加法和重叠保留法），这在处理长序列滤波时至关重要。同时，也讨论了谱分析中的泄漏效应及其对策。 第四部分：数字滤波器设计与实现 第 10 章：IIR 滤波器设计方法 本章深入讲解了IIR 滤波器的设计，包括双线性变换法（Bilinear Transformation）和脉冲不变法。重点分析了如何将预先设计好的连续时间滤波器转换为对应的离散时间滤波器，并讨论了预翘曲（Prewarping）的必要性。 第 11 章：FIR 滤波器设计实例与优化 本章专注于FIR 滤波器的具体设计技术，如Parks-McClellan算法（Equiripple 算法），以获得最优的滤波器响应。探讨了最小相位和线性相位滤波器的特性，并提供了实际设计指南。 第 12 章：有限精度对数字系统的影响 在实际的数字实现中，有限精度（量化）是不可避免的问题。本章分析了量化误差、舍入误差对滤波器结构和系统性能的影响，包括系数量化、运算量化以及噪声分析。 本书特色 理论与应用并重： 每一理论概念都辅以具体的工程实例，使抽象的数学工具能够落地到实际的信号处理问题中。 清晰的数学推导： Z 变换、DFT 等核心工具的推导过程详尽而严谨，有助于读者建立深刻的数学理解。 注重计算效率： 对FFT 算法的深入讲解，体现了现代DSP 系统对计算效率的关注。 丰富的习题资源： 每章末尾均包含不同难度等级的习题，帮助读者检验和巩固所学知识。 适用读者对象 本书适合作为高等院校电子工程、通信工程、自动控制、计算机科学等专业本科生和研究生的教材或参考书。对于希望深入了解数字信号处理基础理论和常用算法的工程师和研究人员，本书也提供了极具价值的参考资料。 ---
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