简明版前言

随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛，已渗透到人们日常生活中，从20世纪六七十年代开始，数字信号处理已快速形成一个主要的学科领域，成为各大专院校相关专业的一门重要专业基础必修课程，其课程内容也在不断充实完善，从而推动教材内容也随之进行修改、充实与更新。

本书是《数字信号处理教程（第四版）》的简明版，考虑到数字信号处理是一门重要专业基础课教材，其课程内容应强调学科的基础理论、基本概念及基本分析和设计方法，考虑到这些基本要求，可将课程内容概括为一个基础——离散时间信号与离散时间系统的时域、频域分析方法，两个支柱——离散傅里叶变换及其快速算法以及数字滤波器理论及其设计方法。因而本书内容选取是在第四版基础上，主要是以这一原则为依据； 同时考虑到第四版篇幅过大，不一定适用于有的院校，因而需要有一本篇幅更小但不能缩减基本要求的教科书； 故本书将第四版中有些扩充的内容及例题加以删除，同时，将各章的习题视要求加以削减； 此外，本书将第四版的第6章的全通滤波器与最小相位滤波器加以保留，并与其第7章合并为本书的第6章，而将第6章的其他内容加以删除； 再有，考虑到不少院校另设有MATLAB有关课程，故将第四版各章后的MATLAB函数及例题内容加以删除。

本书第1、2两章是离散时间信号与离散时间系统的时域与频域分析部分。这两章中，较深入地解释、分析了一些基本概念和基本分析方法。例如，常用典型序列、数字频率、线性卷积和线性相关、序列的周期性、理想抽样、时域抽样理论、频域（频谱）混叠失真、系统的线性移（时）不变性，因果性、稳定性等概念； 讨论离散时间傅里叶变换及其三种存在条件； 分析讨论了周期性序列（包括复指数序列及正弦型序列）的傅里叶变换的分析方法以及信号作用于系统的z变换域分析和处理方法。讨论了线性移不变系统的频域表征法。

第3、4章是离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT），这是数字信号处理基础理论的一个重要支柱，是线性滤波、相关分析、谱分析等应用领域中的基础和重要工具。这两章中比较了四种傅里叶变换，较深入地讨论了有限长序列的DFT的物理意义，它与周期序列的离散傅里叶级数（DFS）的关系，DFT隐含的周期性，圆周卷积及其与线性卷积间互相转换的关系，频域抽样理论，重点讨论了DFT在对模拟信号谱分析中各参数的选择以及可能产生的频谱混叠失真、频谱的泄漏以及栅栏效应，特别是频率分辨率与频域抽样后的离散频率间隔（即计算的频率间隔）之间的区别，提高频率分辨率的办法及减少上述各种失真的办法。讨论了DFT的基2及混合基快速算法以及线性调频z变换算法（CZT），用DFT计算线性卷积与线性相关算法。

第5、6、7章是讨论数字滤波器的基本结构及其设计方法，这是数字信号处理基础理论的另一个重要支柱，它不但有重要的理论意义，而且主要是有实际的广泛应用价值。第5章讨论IIR及FIR数字滤波器的各种运算结构，包括格型结构。第6章是IIR数字滤波器设计，其中讨论了全通滤波器及最小相位滤波器（后者既可是IIR的，也可是FIR的），讨论了四种原型模拟低通滤波器设计法及模拟频带变换法，分析讨论了模拟滤波器数字化的三种方法，深入讨论了由模拟低通滤波器设计IIR数字滤波器的三种方案： 即由模拟低通滤波器经模拟频带变换后再数字化的方案； 由模拟低通滤波器直接数字化为各种数字滤波器的方案； 由模拟低通滤波器先数字化再做数字频带变换的设计方案。第7章是FIR数字滤波器设计，其中深入地讨论了四种线性相位FIR数字滤波器的单位冲激响应及其频率响应的幅度函数与相位函数； 全面讨论了三种设计线性相位FIR滤波器的方法： 窗函数法、频率抽样法以及最优化的ParksMcClellan算法，其中包括线性相位微分器及线性相位希尔伯特变换器设计。

以上7章是数字信号处理课程内容的最基础、最核心部分。

第8章是多抽样率数字信号处理基础，包括正整数D抽取、正整数I插值及有理数I/D的抽样率转换以及它们的多相FIR结构，还包括变换抽样率的多级实现及各级滤波器指标的分配。

第9章讨论数字信号处理中的有限字长效应。主要讨论A/D变换器的量化效应，滤波器系数的量化效应以及运算中的有限字长效应。还讨论了防止溢出的加权因子以及IIR滤波器运算中的零输入极限环振荡问题。

第8、9两章是加“*”号供选择的内容，可按各院校的情况和需要加以取舍。

本简明版的主要特点是对主要和重要内容的基本概念、基础理论和基本分析、设计方法讨论全面，内容充实，逻辑性强，深入浅出，条理清晰，有大量例题，便于教、便于学、尤其便于自学。

由于简明版中删除了MATLAB的内容，故需要这一内容的院校，可选用作者的《数字信号处理教程（第四版）》。或另选MATLAB的有关参考书。

配合本简明版的习题分析与解答采用本书第四版的习题分析与解答，其题号后括号内的数字是第四版的习题号，若无括号则与第四版题号相同。

作者的同名书中的辅助教学光盘“数字信号处理多媒体CAI教程”不再随本简明版发行。有需要的读者，可在清华大学出版社网站（www.tup.tsinghua.edu.cn）下载，也可使用作者同名书的二、三、四版中的光盘（但第四版中的7、8、10三章分别为本书的6、7、9三章）。

期望本简明版，对相关读者有更大的帮助并受到读者的欢迎。

限于作者的水平，书中定有不妥或错误之处，恳切欢迎广大读者批评指正。