- Артикул:00-01046589
- Автор: Солонина А.И.
- ISBN: 978-5-9775-3946-3
- Тираж: 500 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: БХВ-Петербург (все книги издательства)
- Город: Санкт-Петербург
- Страниц: 560
- Формат: 70x100 1/16
- Год: 2018
- Вес: 1549 г
- Серия: Учебное пособие для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Учебное пособие представляет собой базовый курс по цифровой обработке сигналов с традиционными темами: линейные дискретные системы; эффекты квантования в цифровых системах с фиксированной точкой; дискретные сигналы с описанием в частотной области, включая алгоритмы дискретного и быстрого преобразований Фурье; случайные процессы и их статистические характеристики; методы непараметрического и параметрического спектрального анализа; цифровые фильтры общего и специального назначения; многоскоростные системы и их полифазные структуры; банки фильтров; основы адаптивной обработки сигналов.
Теория ЦОС преподносится с позиции моделирования в MATLAB: теоретические аспекты базовых методов и алгоритмов ЦОС увязываются с их моделированием в MATLAB и иллюстрируются соответствующими примерами.
Оглавление
Список условных обозначений и сокращений
Предисловие
Глава 1. Введение в цифровую обработку сигналов
1.1. Основные типы сигналов
1.2. Обобщенная схема цифровой обработки сигналов
1.3. Нормирование времени и частоты
1.4. Основная полоса частот
1.5. Типовые дискретные сигналы
Глава 2. Линейные дискретные системы
2.1. Определение линейной дискретной системы
2.2. Импульсная характеристика
2.3. Формула свертки
2.4. Разностное уравнение
2.5. Рекурсивные и нерекурсивные системы
2.6. Свойство памяти линейных дискретных систем
2.7. Системы с конечной и бесконечной импульсной характеристикой
2.8. Устойчивость линейных дискретных систем
2.9. Первый критерий устойчивости
Глава 3. Z-преобразование
3.1. Преобразование Лапласа
3.2. Z-преобразование
3.3. Связь между z- и p-плоскостями
3.4. Отображение p-плоскости в z-плоскость
3.5. Основные свойства Z-преобразования
3.6. Таблица соответствий
3.7. Обратное Z-преобразование
3.7.1. Использование теоремы Коши о вычетах
3.7.2. Разложение z-изображения на простые дроби
3.7.3. Использование таблицы соответствий
3.8. Z-преобразование и преобразование Фурье
Глава 4. Описание линейных дискретных систем в z-области
4.1. Передаточная функция
4.2. Нули и полюсы передаточной функции
4.3. Связь передаточной функции с разностным уравнением
4.4. Рекурсивные звенья
4.5. Разновидности представления передаточной функции
4.6. Второй критерий устойчивости
4.7. Устойчивость и сходимость
Глава 5. Описание линейных дискретных систем в частотной области
5.1. Частотная характеристика
5.2. Свойства частотных характеристик
5.3. Расчет АЧХ и ФЧХ
5.4. Нули и экстремумы АЧХ
5.5. Экспресс-анализ АЧХ
5.6. Групповое время задержки
Глава 6. Структуры линейных дискретных систем
6.1. Структуры рекурсивных ЛДС
6.1.1. Прямая структура и ее модификации
6.1.2. Описание ЛДС в пространстве состояний
6.1.3. Каскадная структура
6.1.4. Параллельная структура
6.2. Структуры нерекурсивных ЛДС
6.3. Описание структур в MATLAB
Глава 7. Фазовые звенья
7.1. Минимально-фазовые и неминимально-фазовые ЛДС
7.2. Определение и свойства фазового звена
7.3. Фазовый корректор
7.4. Фазовое звено 1-го порядка
7.5. Фазовое звено 2-го порядка
7.6. Фазовое звено произвольного порядка
7.7. Структура фазового звена
Глава 8. Эффекты квантования
8.1. Форматы данных
8.1.1. Форматы данных с фиксированной точкой
8.1.2. Форматы данных с плавающей точкой
8.1.3. Выбор формата данных
8.1.4. Коды данных с фиксированной точкой
8.1.5. Арифметика в дополнительном коде
8.2. Квантование данных
8.2.1. Методы округления
8.2.2. Оценки ошибки квантования
8.3. Источники ошибок квантования
8.3.1. Предположения о шумах
8.4. Шум аналого-цифрового преобразователя
8.5. Собственный шум цифровой системы
8.5.1. Эквивалентная линейная модель
8.5.2. Собственный шум структур рекурсивных звеньев
8.5.3. Влияние нулей и полюсов на дисперсию собственного шума
8.5.4. Собственный шум структур нерекурсивной системы
8.5.5. Собственный шум параллельной структуры
8.5.6. Собственный шум каскадной структуры
8.5.7. Расстановка звеньев в каскадной структуре
8.6. Отношение сигнал/шум и динамический диапазон цифровой системы
8.7. Ошибки квантования коэффициентов
8.8. Ошибки переполнения сумматоров
8.8.1. Масштабирование в каскадных структурах
8.8.2. Расчет масштабирующих множителей
8.8.3. Нормирование коэффициентов
8.8.4. Оценивание собственного шума после масштабирования
8.9. Предельные циклы
Глава 9. Описание дискретных сигналов в частотной области
9.1. Спектральная плотность
9.2. Свойства спектральной плотности
9.3. Связь спектральных плотностей дискретного и аналогового сигналов
9.4. Дискретизация относительно узкополосных сигналов
9.5. Операции со спектральной плотностью
9.5.1. Перенос спектральной плотности
9.5.2. Инверсия спектральной плотности вещественного сигнала
9.5.3. Формирование сигнала с одной боковой полосой
9.5.4. Перенос спектральной плотности узкополосного высокочастотного сигнала в область нижних частот
Глава 10. Дискретное преобразование Фурье
10.1. Симметричные ряды Фурье
10.2. Взаимно однозначные преобразования "время-частота"
10.3. Дискретное преобразование Фурье
10.3.1. Дискретное преобразование Фурье периодической последовательности
10.3.2. Дискретное преобразование Фурье конечной последовательности
10.3.3. Разрешение по частоте и растекание спектра
10.3.4. Восстановление спектральной плотности
10.4. Свойства дискретного преобразования Фурье
10.5. Дискретное косинус-преобразование
10.6. Вычисление линейной свертки с помощью дискретного преобразования Фурье
10.7. Секционированные свертки
Глава 11. Быстрое преобразование Фурье
11.1. Алгоритм быстрого преобразования Фурье с прореживанием по времени
11.1.1. Формирование прореженной последовательности
11.1.2. Обратное быстрое преобразование Фурье
11.1.3. Оценка вычислительной сложности алгоритма быстрого преобразования Фурье
11.2. Алгоритм быстрого преобразования с прореживанием по частоте
Глава 12. Случайные процессы
12.1. Случайный процесс
12.2. Статистические характеристики случайного процесса
12.3. Стационарный случайный процесс
12.4. Эргодический случайный процесс
12.4.1. Характеристики детерминированных последовательностей
12.4.2. Смещенные и несмещенные оценки
12.5. Спектральная плотность мощности
12.6. Обработка случайного процесса линейной дискретной системой
12.7. Белый шум
12.7.1. Обработка белого шума линейной дискретной системой
Глава 13. Спектральный анализ
13.1. Непараметрические методы
13.1.1. Метод периодограмм
13.1.2. Основные показатели качества оценок СПМ
13.1.3. Метод периодограмм Даньелла
13.1.4. Метод периодограмм Бартлетта
13.1.5. Метод периодограмм Уэлча
13.1.6. Методы коррелограмм
13.2. Параметрические методы
13.2.1. Математические модели случайного процесса
13.2.2. Оценка параметров авторегрессионной модели
13.2.3. Метод Юла-Уолкера (автокорреляционный)
13.2.4. Ковариационный метод
13.2.5. Модифицированный ковариационный метод
13.2.6. Расчет оценки СПМ
13.2.7. Оценка порядка авторегрессионной модели
Глава 14. Введение в цифровые фильтры
14.1. Классификация цифровых фильтров
14.2. Проектирование цифровых фильтров
Глава 15. КИХ-фильтры с линейной ФЧХ
15.1. Условия линейности ФЧХ КИХ-фильтров
15.2. Четыре типа КИХ-фильтров с линейной ФЧХ
15.3. Амплитудные функции КИХ-фильтров с линейной ФЧХ
15.4. Требования к АЧХ КИХ-фильтров
15.5. Структуры КИХ-фильтров с линейной ФЧХ
Глава 16. Синтез КИХ-фильтров методом окон
16.1. Импульсная характеристика идеального КИХ-фильтра
16.2. Окно Дирихле и эффект Гиббса
16.3. Окна
16.3.1. Основные параметры окон
16.3.2. Окно Кайзера
16.4. Итерационная процедура синтеза КИХ-фильтра методом окон
Глава 17. Синтез КИХ-фильтров методом наилучшей равномерной (чебышевской) аппроксимации
17.1. Формулировка задачи
17.1.1. Проблемы решения задачи
17.2. Теорема Чебышева
17.3. Решение задачи
17.3.1. Полиномиальный алгоритм Ремеза
17.3.2. Пример поиска оптимального решения с помощью алгоритма Ремеза
17.3.3. Обменный алгоритм Ремеза
17.3.4. Интерполяционный метод Паркса-Мак-Клеллана
17.4. Итерационная процедура синтеза оптимального КИХ-фильтра
Глава 18. Специальные КИХ-фильтры с линейной ФЧХ
18.1. Специальные КИХ-фильтры с симметричной импульсной характеристикой
18.1.1. Однородный фильтр
18.1.2. Триангулярный фильтр
18.1.3. Полуполосные фильтры
18.1.4. Фильтр Найквиста
18.1.5. Квадратурно-зеркальные фильтры
18.2. Специальные КИХ-фильтры с антисимметричной импульсной характеристикой
18.2.1. Цифровой преобразователь Гильберта
18.2.2. Цифровой дифференциатор
Глава 19. Синтез БИХ-фильтров
19.1. Синтез БИХ-фильтра на основе аналогового прототипа
19.1.1. Процедура синтеза БИХ-фильтра
19.2. Метод инвариантности импульсной характеристики
19.2.1. Теоретические основы метода
19.2.2. Свойства БИХ-фильтров при стандартном Z-преобразовании
19.2.3. Синтез БИХ-фильтра
19.3. Метод билинейного Z-преобразования
19.3.1. Теоретические основы метода
19.3.2. Свойства БИХ-фильтров при билинейном Z-преобразовании
19.3.3. Процедура синтеза оптимального БИХ-фильтра
Глава 20. Оценивание собственного шума цифрового фильтра
20.1. Оценивание собственного шума структур КИХ-фильтра
20.2. Оценивание собственного шума каскадных структур БИХ-фильтра
Глава 21. Многоскоростные системы
21.1. Система однократной интерполяции
21.2. Система однократной децимации
21.3. Система однократной передискретизации
21.4. Полифазные структуры многоскоростных систем
21.4.1. Полифазная структура системы однократной интерполяции
21.4.2. Полифазная структура системы однократной децимации
21.4.3. Описание полифазных структур в MATLAB
21.5. Банки фильтров
Глава 22. Адаптивные фильтры
22.1. Структурная схема адаптивного фильтра
22.2. Фильтр Винера
22.3. Алгоритм LMS
22.4. Алгоритм RLS
22.5. Идентификация систем
22.5.1. Оценка импульсной характеристики неизвестной системы
22.5.2. Очистка сигнала от шума
22.5.3. Выравнивание частотной характеристики
22.5.4. Оценка параметров линейного предсказания сигнала
Приложение 1. Средства GUI FDATool
П1.1. Обращение к FDATool
П1.2. Синтез цифровых фильтров
П1.3. Анализ цифровых фильтров
П1.4. Моделирование цифровых фильтров с фиксированной точкой
П1.4.1. Расстановка звеньев и масштабирование
П1.4.2. Установка параметров квантования
П1.4.3. Параметры квантования коэффициентов
П1.4.4. Параметры квантования входного и выходного сигналов
П1.4.5. Параметры квантования арифметических операций
П1.5. Моделирование полифазных структур многоскоростных систем
П1.5.1. Синтез фильтра-прототипа
П1.6. Экспорт из FDATool
П1.6.1. Экспорт в Workspace
П1.6.2. Экспорт в SPTool
П1.6.3. Экспорт в окно моделей Simulink
П1.6.4. Экспорт на диск в виде M-файла
П1.7. Импорт из Workspace
П1.8. Сохранение сеанса работы в FDATool
Приложение 2. Средства GUI SPTool
П2.1. Обращение к SPTool
П2.1.1. Анализ сигналов во временной области
П2.1.2. Моделирование цифровой фильтрации
П2.1.3. Спектральный анализ сигналов
П2.2. Экспорт данных из SPTool
П2.3. Сохранение сеанса работы в SPTool
Список литературы
Предметный указатель
Рекомендуем
