数字信号处理基础：Z变换与滤波器设计

《信号系统》课件PPT涵盖了数字信号处理的核心概念和技术，包括离散时间信号与系统、Z变换、离散Fourier变换（DFT）、快速Fourier变换（FFT）、数字滤波器设计以及有限字长效应等内容。 在数字信号处理中，离散时间信号与系统是基础，它探讨了在离散时间域内处理信号的方法，这对于数字信号的分析和处理至关重要。Z变换是将离散时间信号转换到Z域，以便于进行系统的分析和设计。Z变换提供了一种工具，能够对离散时间序列进行类似于连续时间信号傅里叶变换的处理。 离散Fourier变换（DFT）是将离散信号转换到频域的关键技术，用于分析信号的频率成分。快速Fourier变换（FFT）是DFT的高效算法，大大减少了计算复杂度，使得大规模信号的频谱分析成为可能。 数字滤波器的基本结构包括IIR（无限 impulse响应）和FIR（有限 impulse响应）两类。IIR滤波器设计通常涉及递归结构，可以在有限硬件资源下实现复杂的频率响应特性。FIR滤波器则通过线性相位结构实现，其优点在于可以精确控制滤波器的频率响应，并且具有稳定的计算特性。 第6章和第7章分别深入讲解了IIR和FIR数字滤波器的设计方法，包括滤波器的性能指标、设计原则以及实际应用中的优化策略。IIR滤波器常用于需要高滤波效率的场合，而FIR滤波器因其线性相位和灵活设计常用于对相位要求严格的系统。 最后，数字信号处理中的有限字长效应是指由于实际系统中数字运算的有限精度导致的误差。这部分内容会讨论量化、舍入误差以及如何通过改善算法或增加数据位宽来减轻这些效应。 学习《信号系统》这门课程，学生不仅需要理解上述理论知识，还需要熟悉使用MATLAB等工具进行实际操作。课程考核标准包括作业、考勤、实验和期终考试，旨在全面评估学生的理解和实践能力。此外，推荐的教材如Sanjit K. Mitra的《Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach》等，提供了深入的理论基础和实例解析，有助于学生深化对数字信号处理的理解。