Цифровая обработка сигналов (Гольденберг Л. М.)

Гольденберг Л. М. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник/Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк.— М.: Радио и связь, 1985. — 312 с.

Приведены основные положения и расчетные формулы теории и методов проектирования систем и устройств цифровой обработки сигналов. Основное внимание уделено алгоритмическим методам синтеза и устройствам цифровой обработки в системах связи: избирательной цифровой фильтрации, спектральному анализу, изменению частоты дискретизации сигналов и др. Приведены программы и гримеры по расчету цифровых фильтров на ЭВМ, а также таблицы коэффициентов передаточных функций рекурсивных и нерекурсивных цифровых фильтров.

Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и разработкой устройств цифровой обработки сигналов в технике связи и управления.

ПРЕДИСЛОВИЕ
1. СВОЙСТВА И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ
1.1. ТИПЫ СИГНАЛОВ. СВЯЗЬ МЕЖДУ СИГНАЛАМИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
1.1.2. Связь между аналоговыми и дискретными сигналами
1.1.3. Связь между дискретными и цифровыми сигналами
1.1.4. Дискретная дельта-функция
1.2. Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
1.3. ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ. АЛГОРИТМЫ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ
1.3.2. Свойства дискретного преобразования Фурье
1.3.3. Многомерное дискретное преобразование Фурье
1.3.4. Алгоритмы БПФ с основанием 2
1.3.5. Алгоритмы БПФ для произвольного составного N
1.4. ДИСКРЕТНАЯ СВЕРТКА И ЕЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ
1.4.2. Использование ДПФ для вычисления круговой свертки
1.4.3. Линейная свертка
1.4.4. Секционированные свертки
1.4.5. Методы быстрого вычисления круговой свертки
1.4.6. Использование теоретико-числовых преобразований
1.4.7. Использование модульной арифметики в кольце полиномов
1.5. НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ АЛГОРИТМЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДПФ
1.5.2. Алгоритм Винограда с использованием ТЧП
1.5.3. Использование эффективных методов поворота вектора (КОРДИК)
1.5.4. Специальные виды ДПФ
1.6. СЛУЧАЙНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2. ДИСКРЕТНЫЕ СИСТЕМЫ
2.1. ДИСКРЕТНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ. УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
2.1.2. Линейные дискретные фильтры
2.1.3. Переход от разностного уравнения к структурной схеме фильтра
2.1.4. Цифровые фильтры
2.1.5. Устройства цифровой обработки сигналов
2.2. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ. РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ФИЛЬТРОВ. ПЕРВЫЙ КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ
2.2.2. Соединение фильтров
2.2.3. Некоторые формы реализации фильтров
2.2.4. Реализационные характеристики фильтров
2.2.5. Устойчивость фильтров. Первый критерий устойчивости
2.3. ЧАСТОТНЫЕ И ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИЛЬТРОВ
2.3.2. Основные свойства частотных характеристик. Нормировка частоты
2.3.3. Импульсная характеристика
2.3.4. Второй критерий устойчивости фильтров
2.3.5. Теорема Парсеваля
2.4. АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ ЦИФРОВЫХ ЦЕПЕЙ С ПОСТОЯННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
2.4.2. Определение Z-образа сигнала по сигнальному графу цепи
2.4.3. Определение характеристик цепи и параметров детерминированных и случайных сигналов на выходе цепи
2.5. ВОСХОДЯЩИЕ И НИСХОДЯЩИЕ ДИСКРЕТНЫЕ СИСТЕМЫ
2.5.2. Экспандер частоты дискретизации
2.5.3. Компрессор частоты дискретизации
2.5.4. Простейшие восходящие дискретные системы
2.5.5. Многократные восходящие дискретные системы
2.5.6. Простейшие нисходящие дискретные системы
2.5.7. Многократные нисходящие дискретные системы
3. ЭФФЕКТЫ КВАНТОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ
3.1.2. Перевод чисел из одной ПСС в другую
3.2. ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЧИСЕЛ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ
3.2.2. Плавающая запятая
3.3. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ
3.4. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ АРИФМЕТИКУ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ
3.5. КВАНТОВАНИЕ ЧИСЕЛ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ АРИФМЕТИКУ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ
3.6. КВАНТОВАНИЕ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРАХ
3.7. УЧЕТ КВАНТОВАНИЯ СИГНАЛОВ В СТРУКТУРНЫХ СХЕМАХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ
3.8. ОБОБЩЕННАЯ ЛИНЕЙНАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА
3.9. ОЦЕНКИ ОШИБОК (ШУМОВ) КВАНТОВАНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА В ЦИФРОВОМ ФИЛЬТРЕ
3.10. ОЦЕНКИ ДИАПАЗОНА ИЗМЕНЕНИЯ СИГНАЛА В ЦИФРОВОМ ФИЛЬТРЕ
3.11. ОЦЕНКИ ОШИБОК (ШУМОВ) КВАНТОВАНИЯ И ДИАПАЗОНА ИЗМЕНЕНИЯ СИГНАЛОВ В ВОСХОДЯЩИХ И НИСХОДЯЩИХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ
3.11.2. Оценки шумов квантования и диапазона изменения сигналов в ПВЦС
3.11.3. Оценки шумов квантования и диапазона изменения сигналов в МВЦС
3.11.4. Оценки шумов квантования и диапазона изменения сигналов в ПНЦС
3.11.5. Оценки шумов квантования и диапазона изменения сигналов в МНДС
4. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕРЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ
4.1.2. Минимально-фазовые нерекурсивные фильтры
4.1.3. Основные этапы проектирование нерекурсивных фильтров
4.1.4. Сравнение нерекурсивных и рекурсивных фильтров
4.2. ФОРМУЛИРОВКИ ЗАДАЧ АППРОКСИМАЦИИ
4.2.2. Избирательные фильтры с линейной ФЧХ
4.2.3. Равнополосные фильтры с линейной ФЧХ
4.2.4. Преобразователи Гильберта
4.2.5. Минимально-фазовые фильтры
4.3. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АППРОКСИМАЦИИ
4.3.3. Метод наименьших квадратов
4.3.4. Метод наилучшей равномерной (чебышевской) аппроксимации. Алгоритм Ремеза
4.3.5. Решение чебышевской аппроксимационной задачи для фильтра с линейной ФЧХ с помощью алгоритма Ремеза
4.3.6. Решение чебышевской аппроксимационной задачи для минимально-фазового фильтра
4.3.7. Решение аппроксимационной задачи для амплитуднофазового корректора по методу наименьших квадратов
4.3.8. Оценка погрешности аппроксимации
4.3.9. Сравнение возможностей фильтров с линейной ФЧХ и минимально-фазовых фильтров
4.3.10. Сравнение методов решения аппроксимационных задач
4.4. РАСЧЕТ РАЗРЯДНОСТЕЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФИЛЬТРОВ И РЕГИСТРОВ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ
4.4.6. Алгоритм расчета разрядности коэффициентов фильтра, реализуемого на специализированном микропроцессоре
4.4.7. Алгоритм расчета минимальной разрядности коэффициентов фильтра
4.4.8. Расчет разрядностей регистров оперативной памяти по заданному динамическому диапазону и отношению сигнал-шум
4.4.9. Априорная оценка разрядности входного сигнала фильтра
5. ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕКУРСИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ
5.1.2. Типы аналоговых фильтров
5.1.3. Билинейное преобразование
5.1.4. Обобщенное билинейное преобразование
5.1.5. Определение передаточной функции цифрового ФНЧ (ФВЧ) по справочнику [5.1]
5.1.6. Определение передаточной функции цифрового полосового (режекторного) фильтра по справочнику [5.1]
5.1.7. Определение передаточной функции параллельной структуры РЦФ
5.1.8. Определение передаточной функции РЦФ с помощью билинейного преобразования на ЭВМ
5.2. РАСЧЕТ РАЗРЯДНОСТЕЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФИЛЬТРА И РЕГИСТРОВ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ
5.2.2. Определение разрядности коэффициентов
5.2.3. Определение разрядностей входного сигнала и регистров оперативной памяти по вероятностной модели ошибок квантования
5.2.4. Определение разрядностей входного сигнала и регистров оперативной памяти по детерминированной модели ошибок квантования
5.3. РАСЧЕТ МАСШТАБНЫХ МНОЖИТЕЛЕЙ
5.4. РАССТАНОВКА ЗВЕНЬЕВ В КАСКАДНЫХ СТРУКТУРАХ РЦФ
5.5. УСТОЙЧИВОСТЬ РЕКУРСИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ
5.5.2. Определение устойчивости и класса входных сигналов РЦФ
5.5.3. Устойчивость положения равновесия
5.5.4. Устойчивость процессов
6. АДАПТИВНЫЕ ДИСКРЕТНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
6.1.2. Критерии настройки адаптивных фильтров и методы определения значений их параметров
6.2. АДАПТИВНЫЙ ФИЛЬТР-КОМПЕНСАТОР ПОМЕХ
6.2.2. Точный алгоритм настройки нерекурсивного адаптивного фильтра по минимуму СКО
6.2.3. Настройка нерекурсивного адаптивного фильтра по минимуму СКО с помощью градиентного метода
6.3. АДАПТИВНЫЙ ФИЛЬТР — ЛИНЕЙНОЕ ПРЕДСКАЗЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
6.3.2. Решетчатые фильтры
7. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ЦОС В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
7.2. ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛА С ОДНОЙ БОКОВОЙ ПОЛОСОЙ (ОБП)
7.2.2. Формирование сигнала канала ТЧ с ОБП с использованием ФНЧ
7.2.3. Формирование сигнала с ОБП с использованием преобразователя Гильберта
7.3. УВЕЛИЧЕНИЕ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ (ИНТЕРПОЛЯЦИЯ) СИГНАЛА
7.3.2. Интерполяция сигнала с помощью ПВДС
7.3.3. Особенности использования НФ и РФ при интерполяции
7.3.4. Характеристики фильтров реальных ПВДС
7.3.5. Структуры ПВДС при интерполяции
7.3.6. Цифровая фильтрация при полиномиальной интерполяции
7.3.7. Простейшие ВДС с оптимальными фильтрами
7.3.8. Перевес спектра при интерполяция
7.3.9. Перенос спектра при интерполяции комплексного сигнала
7.3.10. Интерполяция сигнала с помощью МВДС
7.4. УМЕНЬШЕНИЕ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ (ДЕЦИМАЦИЯ) СИГНАЛА
7.4.2. Особенности использования НФ и РФ при децимации
7.4.3. Структуры ПНДС при децимации сигнала
7.4.4. Однородный и триангулярный фильтры при децимации
7.4.5. Простейшая НДС с оптимальными фильтрами
7.4.6. Перенос спектра при полосовой фильтрации с уменьшением частоты дискретизации
7.4.7. Перенос спектра при децимации комплексного сигнала
7.4.8. Децимация сигнала с помощью МНДС
8. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
8.2. МЕТОД ПЕРИОДОГРАММ
8.2.2. Основные свойства оконных функций
8.2.3. Принципы выбора оконной функции
8.3. МЕТОДЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА, ОСНОВАННЫЕ НА ЛИНЕЙНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ
8.3.2. Определение параметров АР-модели по известной автокорреляционной функции последовательности
8.3.3. Определение параметров АР-модели по анализируемым данным
8.3.4. Определение порядка АР-модели
9. ТРАНСМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ
9.2. ОДНОУРОВНЕВЫЕ СТРУКТУРЫ ТМ БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
9.2.2. Структура ТМ с комплексными сигналами и однократным изменением частоты дискретизации
9.2.3. Структура ТМ с комплексными сигналами, однократным изменением частоты дискретизации и дополнительными ФНЧ
9.2.4. Структура ТМ с комплексными сигналами и двукратным (многократным) изменением частоты дискретизации
9.3. МНОГОУРОВНЕВЫЕ СТРУКТУРЫ ТМ БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
9.4. ТРАНСМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯМИ

Цифровая обработка сигналов (Гольденберг Л. М.)

Оглавление