本前言為教師以及初學(xué)者所作，原因如下：我一直教授本科和研究生二年級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理課程長(zhǎng)達(dá)２５年，包括其應(yīng)用和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)課程。在最近的幾年來，我不止一次從本科學(xué)生中聽到有人抱怨，在本課程規(guī)定的章節(jié)中沒有足夠多的能夠理解透徹的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。但是，有些數(shù)字信號(hào)處理方面的教材比前幾年出版的圖書有更多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。然而，這些書籍是為已經(jīng)入門和研究生層面的學(xué)生撰寫的，因此初學(xué)者會(huì)發(fā)現(xiàn)這些書中有太多的數(shù)學(xué)理論，同時(shí)他們也對(duì)章節(jié)末尾中更復(fù)雜的問題感到頭疼。我一直沒有找到一本適合初學(xué)者的數(shù)字信號(hào)處理教材，所以我便以學(xué)生為導(dǎo)向，基于我多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，寫了一本關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理及濾波器設(shè)計(jì)的書以供大家參考。
網(wǎng)絡(luò)分析是一本由我的博士論文導(dǎo)師Ｍ�保弄保郑幔睿郑幔欤耄澹睿猓酰颍鐒�(chuàng)作的本科教科書（于１９６４年由Ｐｒｅｎｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ出版社出版），這本書已經(jīng)成為一本舉世聞名的經(jīng)典著作，不僅是因?yàn)樗�在擁有�?yán)謹(jǐn)和美好的數(shù)學(xué)理論的網(wǎng)絡(luò)分析方面上囊括了豐富的專題，還因?yàn)楫?dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析時(shí)，它能夠幫助學(xué)生以最簡(jiǎn)單的形式理解基本概念。在我寫這本書的同時(shí)，該書始終深深影響著我。但是我也不得不時(shí)常提醒自己時(shí)代在發(fā)生變化；網(wǎng)絡(luò)分析這門課程與數(shù)字信號(hào)處理的問題也是不一樣的。本書不包含上述高級(jí)研究生教科書中的許多課題，但這本書的主要特點(diǎn)之一是在每一個(gè)章節(jié)中，它運(yùn)用了大量的數(shù)學(xué)模型以及來自ＭＡＴＬＡＢ�L （ＭＡＴＬＡＢ是ＭａｔｈＷｏｒｋ公司的注冊(cè)商標(biāo)）的函數(shù)和信號(hào)處理工作箱，來解釋基本概念。在講解理論后，這些問題作為例子進(jìn)行講解，或是在書中，先解決問題，隨后講解理論。無論哪種方式，方法的重點(diǎn)在于學(xué)生們應(yīng)該了解基本思想，將工作中的問題作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的手段。在某些情況下，說明的方式并非十分正式。學(xué)生將會(huì)發(fā)現(xiàn)說明會(huì)從“注解……” “回憶……” 或者“指出……” 等開始；它們意味著強(qiáng)調(diào)重要的概念和那些句子所表達(dá)的結(jié)論。許多重要的結(jié)果在文中被提及不止一次，或者被總結(jié)為了強(qiáng)調(diào)它們的意義。
本書的另一特點(diǎn)是在章節(jié)末尾給出的所有難題都是能夠通過文中知識(shí)來解決的。因此當(dāng)他們成功解決難題時(shí)，那些本科生將會(huì)因他們理解了涉及課程的原理而感到自信。鑒于此，作者主張要用以學(xué)生為中心的方法編寫這本書。但是，本科學(xué)生應(yīng)該明白，理解解決問題的能力是重要的，并且理解問題之后的理論是更加重要的。
以下段落是寫給那些教授數(shù)字信號(hào)處理課程的大學(xué)講師的。前７章明確涉及了以下專題：①入門基礎(chǔ)，②時(shí)域分析和ｚ變換，③頻域分析，④無限沖激響應(yīng)濾波器，⑤有限沖激響應(yīng)濾波器，⑥濾波器的實(shí)現(xiàn)，⑦濾波器的量化分析；第８章討論了硬件設(shè)計(jì)；第９章介紹了ＭＡＴＬＡＢ軟件。本書的重點(diǎn)是數(shù)字信號(hào)處理的基本概念。
大多數(shù)的研究生教科書用大量的細(xì)節(jié)解釋有限字長(zhǎng)原理，但研究生們?cè)诜治鲫P(guān)于有限字長(zhǎng)下的濾波器頻率響應(yīng)，或者設(shè)計(jì)在給定字長(zhǎng)和量化形式下滿足一系列的頻率響應(yīng)要求的濾波器時(shí)感到無助。在第７章，我們討論使用ＭＡＴＬＡＢ工具，即為人們所熟知的“ＦＤＡ工具”，用來徹底地研究有限字長(zhǎng)和不同量化的幅值。這是本書的另一個(gè)引人注意的特征，并且這是其他同類書籍所不具備的特征。
當(dāng)研究生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)字信號(hào)處理這門課程，或加入設(shè)計(jì)用于商業(yè)用途的ＤＳＰ芯片的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)時(shí)，他們幾乎沒有任何關(guān)于他們所學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)。第８章中的額外內(nèi)容，那將會(huì)是引導(dǎo)學(xué)生們學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)他們專業(yè)發(fā)展成功的重要內(nèi)容。這是用來指引他們未來正確方向、簡(jiǎn)潔但又重要的材料。盡管有很多關(guān)于使用ＤＳＰ芯片的數(shù)字系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)的書籍，但在ＤＳＰ上編寫的指導(dǎo)書幾乎不提供任何關(guān)于這個(gè)問題的指導(dǎo)。僅有少數(shù)學(xué)校提供關(guān)于使用ＤＳＰ芯片構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與測(cè)試的實(shí)驗(yàn)課程。在其標(biāo)題中包含“數(shù)字信號(hào)處理” 的任何其他教科書中，也沒有發(fā)現(xiàn)含有本書第８章中的類似內(nèi)容。然而，第８章不僅包含詳盡的硬件實(shí)現(xiàn)，還可以作為一個(gè)讓在行業(yè)里開始自己生涯的研究生們不得不去學(xué)習(xí)的入門教材。
第１章是致力于描述離散時(shí)間信號(hào)。它描述了數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用軟件和定義，定義了幾個(gè)描述離散時(shí)間信號(hào)的方法。一些離散時(shí)間信號(hào)和服從數(shù)字信號(hào)處理特性的例子都緊隨著它們的特性。特別指出，本書給出了復(fù)指數(shù)的內(nèi)容和數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。本章還討論了數(shù)字信號(hào)處理相較于連續(xù)時(shí)域信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)。
第２章著重于離散時(shí)域系統(tǒng)。本章詳細(xì)討論了對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)的幾種建模方法和４種獲取離散時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)的方法。用來描述時(shí)域下的總體響應(yīng)有這４種模型：①循環(huán)法則，②卷積和，③古典方法，④ｚ變換原理。ｚ變換理論的用途是將從細(xì)節(jié)方面和數(shù)學(xué)舉例以及ＭＡＴＬＡＢ功能的例證等方面詳細(xì)地推導(dǎo)出零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)、自然響應(yīng)和應(yīng)激響應(yīng)、暫態(tài)和穩(wěn)定響應(yīng)。在這一章里我們將學(xué)習(xí)離散時(shí)間系統(tǒng)特性、階躍脈沖響應(yīng)和變換函數(shù)、穩(wěn)態(tài)理論和Ｊｕｒｙ－Ｍａｒｄｅｎ測(cè)試。本書相較于其他教科書，詳細(xì)介紹了離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析。
第３章側(cè)重于頻域分析。采樣定理的推導(dǎo)之后是離散時(shí)間傅里葉變換