数字信号处理学习指导与习题精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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陈后金，薛健，胡健 编

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• DSP
• 学习指导
• 习题精解
• 通信工程
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 考研

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040177497

版次：1

商品编码：10597192

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十五”国家级规划教材配套参考书

开本：16开

出版时间：2005-11-01

用纸：胶版纸

页数：232

字数：280000

内容简介

　　《数字信号处理学习指导与习题精解》是陈后金等编写的《数字信号处理》主教材的配套参考书，是高等教育出版社“高等教育百门精品课程教材建设计划”精品项目的研究成果。主教材是普通高等教育“十五”国家级规划教材，自2004年推出以来，受到读者的欢迎。考虑到这门课程是电气信息专业学生的一门非常重要的专业基础课程，并且是很多专业的考研课程，作者根据自己多年的教学经验编写了这本学习指导，以期提高学生的学习水平。
　　 　　《数字信号处理学习指导与习题精解》共分9章，具体内容是：离散信号与系统分析基础、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、功率谱估计、数字系统的结构、多速率信号处理基础、信号时频分析与小波分析。每章包括基本知识与重要公式、学习要求、重点和难点提示、思考题、习题精解五部分。另外附录收录了北京交通大学2001年至2005年硕士研究生入学考试试题及详解。
　　 　　《数字信号处理学习指导与习题精解》可供讲授、学习“数字信号处理”课程的师生作为教材配套参考书使用，也可供准备硕士研究生入学考试的学生作为考前辅导书使用。

作者简介

　　陈后金，教授，全国优秀教师，工学博士，博士生导师，北京交通大学“国家电工电子教学基地”主任。主要研究方向为信号与信息处理等，在美国RICE大学、TEXAS大学研修信号处理多年。
　　长期主讲本科生“信号与系统”和“数字信号处理”等必修课程，以及研究生“高级信号处理”学位课程，主持建设的“信号与系统”课程被评为首批国家精品课程。主编出版了普通高等教育“十五”国家级规划教材《数字信号处理》、北京市高等教育精品教材《信号与系统》等6本教材。主持10多项省部级以上科研和教研项目，发表40多篇科研和教研论文。获得全国高等院校青年教师霍英东教学奖、省部级科技进步奖2项、北京市优秀教学成果奖2项。被评为铁道部青年科技拔尖人才、北京市教育创新标兵。

目录

第1章 离散信号与系统分析基础
1.1 基本知识与重要公式
1.离散时间信号与系统的时域分析
2.离散时间信号与系统的频域分析
3.离散时间信号与系统的：域分析
4.信号的抽样
1.2 学习要求
1.3 重点和难点提示
1.4 思考题
1.5 习题精解
第2章 离散傅里叶变换
2.1 基本知识与重要公式
1.离散傅里叶变换及其性质
2.序列DFT与DTFT及z变换的关系
3.利用DFT计算线性卷积
4.利用DFT分析连续非周期信号的频谱
2.2 学习要求
2.3 重点和难点提示
2.4 思考题
2.5 习题精解
第3章 快速傅里叶变换
3.1 基本知识与重要公式
1.基2时间抽取FFT算法
2.基2频率抽取FFT算法
3.基4时间抽取FFT算法
4.FFT算法的应用
5.线性调频z变换算法
3.2 学习要求
3.3 重点和难点提示
3.4 思考题
3.5 习题精解
第4章 uR数字滤波器的设计
4.1 基本知识与重要公式
1.模拟低通滤波器设计
2.模拟域频率变换
3.脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
4.双线性变换法设计IIR数字滤波器
4.2 学习要求
4.3 重点和难点提示
4.4 思考题
4.5 习题精解
第5章 FIR数字滤波器的设计
5.1 基本知识与重要公式
1.线性相位FIR数字滤波器的特性
2.窗函数法设计FIR滤波器
3.频率取样法设计线性相位FIR滤波器
4.线性相位FIR滤波器的优化设计
5.2 学习要求
5.3 重点和难点提示
5.4 思考题
5.5 习题精解
第6章 功率谱估计
6.1 基本知识与重要公式
1.随机信号的特征描述
2.平稳随机序列通过LTI离散时间系统
3.经典功率谱估计
4.现代功率谱估计
6.2 学习要求
6.3 重点和难点提示
6.4 思考题¨
6.5 习题精解
第7章 数字系统的结构
7.1 基本知识与重要公式
1.IIR数字滤波器的结构
2.FIR数字滤波器的结构
3.数字滤波器的格型结构
4.有限字长效应
7.2 学习要求
7.3 重点和难点提示
7.4 思考题
7.5 习题精解
第8章 多速率信号处理基础
8.1 基本知识与重要公式
1.多速率系统中的基本单元
2.抽取滤波器和内插滤波器
3.多相分解
4.半带滤波器
5.两通道滤波器组
8.2 学习要求.
8.3 重点和难点提示
8.4 思考题
8.5 习题精解
第9章 信号时频分析与小波分析
9.1 基本知识与重要公式
1.短时傅里叶变换
2.小波展开与小波变换
3.小波变换与多分辨分析
4.小波变换与滤波器组
5.基于小波的信号处理与应用
9.2 学习要求
9.3 重点和难点提示
9.4 思考题
附录 北京交通大学近年研究生入学试题及详解
Ⅰ.2 001年硕士研究生《数字信号处理》试题及详解
Ⅱ.2 002年硕士研究生《数字信号处理》试题及详解
Ⅲ.2 003年硕士研究生《数字信号处理》试题及详解
Ⅳ.2 004年硕士研究生《数字信号处理》试题及详解
Ⅴ.2 005年硕士研究生《数字信号处理》试题及详解

《数字信号处理：原理、算法与应用》 内容概述： 本书旨在系统性地介绍数字信号处理（DSP）的基本原理、核心算法以及在各个领域的实际应用。我们将从信号与系统的基础概念出发，逐步深入到离散时间信号、傅里叶变换、Z变换、滤波器设计、以及现代DSP技术，如快速傅里叶变换（FFT）、多速率信号处理、以及自适应滤波等。本书注重理论与实践的结合，不仅会阐述深厚的数学理论，还会通过丰富的实例和应用场景，帮助读者理解DSP技术是如何解决现实世界中的各种信号处理难题的。 第一篇：基础理论与数学工具 第一章：绪论 1.1 数字信号处理的概述： 探讨数字信号处理的概念、重要性及其在现代科技中的地位。介绍模拟信号与数字信号的区别，以及数字信号处理的优势，如易于存储、传输、处理和实现复杂功能。 1.2 信号的分类： 详细介绍不同类型的信号，包括连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，偶信号与奇信号等，并给出相应的数学定义和判别方法。 1.3 系统的基本概念： 阐述线性时不变（LTI）系统的重要性，定义系统的因果性、稳定性、记忆性、可逆性等基本性质，并提供判断系统性质的方法。 1.4 数字信号处理的应用领域： 列举并简要介绍DSP在通信、音频、图像、雷达、医疗、金融、控制等领域的广泛应用，让读者对DSP的学习目标有一个宏观的认识。 第二章：离散时间信号与系统 2.1 离散时间信号： 深入分析离散时间信号的表示方法（如序列表示、函数表示）、基本单元信号（如单位阶跃信号、单位冲激信号、指数信号），以及信号的基本运算（如加法、乘法、延时、翻转）。 2.2 离散时间系统的基本性质： 详细论述LTI系统的线性、时移不变性、叠加性，并重点介绍如何判断一个离散时间系统是否为LTI系统。 2.3 卷积和： 详细推导并阐述离散时间LTI系统的零状态响应，即输入信号与系统冲激响应的卷积和。提供计算卷积和的不同方法（如图解法、代数法），并强调其在系统分析中的核心地位。 2.4 LTI系统的差分方程表示： 介绍如何用差分方程描述LTI系统，区分齐次解和特解，以及如何利用初始条件求解全响应。 2.5 LTI系统的系统函数： 引入系统函数（传递函数）的概念，阐述其与冲激响应的关系，以及系统函数在分析系统频率响应和稳定性中的作用。 第三章：傅里叶分析 3.1 傅里叶级数： 介绍周期信号的傅里叶级数展开，包括指数形式和三角形式，阐述傅里叶级数的收敛性，以及傅里叶级数在分析周期信号频谱中的作用。 3.2 傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念，详细推导其数学形式，并分析傅里叶变换的性质（如线性性、时移性、频移性、对称性、积分性、微分性）。 3.3 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 介绍离散时间信号的傅里叶变换，即DTFT，分析其与连续时间傅里叶变换的区别与联系，重点讨论DTFT的周期性特点。 3.4 傅里叶变换的应用： 通过具体实例展示傅里叶变换在信号频谱分析、系统频率响应分析、滤波等方面的应用。 第四章：Z变换 4.1 Z变换的定义与收敛域： 详细介绍Z变换的定义，包括单边Z变换和双边Z变换，重点分析收敛域（ROC）的概念及其重要性，以及收敛域如何决定系统性质（如因果性、稳定性）。 4.2 Z变换的性质： 详细阐述Z变换的各种性质，如线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质、微分性质、初值定理、终值定理等，并推导相应的数学表达式。 4.3 Z反变换： 介绍求解Z反变换的常用方法，包括部分分式展开法、长除法、留数定理法。 4.4 Z变换在系统分析中的应用： 展示如何利用Z变换求解LTI系统的零状态响应和零输入响应，以及如何通过系统函数分析系统的频率响应、稳定性等。 第二篇：核心算法与技术 第五章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 5.1 离散傅里叶变换（DFT）的定义与性质： 介绍DFT的定义，它是在DTFT的基础上对信号进行离散化和有限长度采样得到的。阐述DFT的线性性、周期性、对称性等性质。 5.2 DFT的计算复杂度： 分析直接计算DFT所需的计算量，以及其在实际应用中的局限性。 5.3 快速傅里叶变换（FFT）算法： 详细介绍FFT算法的基本思想，即“分治法”的思想，将N点DFT的计算分解为多个子DFT的计算，从而大幅降低计算复杂度。重点介绍经典的按时间抽选（Cooley-Tukey）和按频率抽选的FFT算法。 5.4 FFT的应用： 讨论FFT在快速卷积、相关计算、频谱分析、调制解调等领域的广泛应用，强调其作为DSP核心算法的重要性。 第六章：数字滤波器设计 6.1 数字滤波器的基本概念： 介绍数字滤波器的定义、作用以及分类（如无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器）。 6.2 FIR滤波器设计： 详细介绍FIR滤波器设计的主要方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗、凯泽窗）和频率采样法。分析不同窗函数对滤波器性能的影响。 6.3 IIR滤波器设计： 介绍IIR滤波器设计的主要方法，如脉冲响应不变法、双线性变换法。探讨如何从模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）设计数字IIR滤波器。 6.4 滤波器性能指标： 讲解评估滤波器性能的关键指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位失真等。 第七章：多速率信号处理 7.1 抽取（Decimation）与插值（Interpolation）： 详细介绍信号速率降低（抽取）和升高（插值）的概念、数学模型和基本原理。 7.2 多速率信号处理的滤波器设计： 讨论在多速率系统中如何设计滤波器，以避免混叠和保持信号的完整性。 7.3 多速率信号处理的应用： 探讨多速率信号处理在通信系统（如多标准调制解调）、音频处理（如采样率转换）、图像处理（如图像缩放）等领域的应用。 第八章：自适应滤波 8.1 自适应滤波的基本概念： 介绍自适应滤波器的定义、工作原理以及与固定滤波器的区别。 8.2 最小均方（LMS）算法： 详细推导和讲解LMS算法，分析其收敛性、收敛速度以及计算复杂度，并给出其在各种应用中的实现。 8.3 递归最小二乘（RLS）算法： 介绍RLS算法，分析其与LMS算法的优缺点，以及RLS算法在需要快速收敛的场景下的优势。 8.4 自适应滤波的应用： 重点介绍自适应滤波在噪声消除（如回声消除、语音降噪）、信道均衡、系统辨识、模式识别等方面的实际应用。 第三篇：进阶主题与应用实例 第九章：现代数字信号处理技术 9.1 谱估计： 介绍非参数谱估计方法（如周期图法、改进周期图法）和参数谱估计方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。 9.2 时频分析： 引入时频分析的概念，介绍短时傅里叶变换（STFT）和 웨이블릿变换（Wavelet Transform）的基本原理和应用，以及它们在分析非平稳信号中的优势。 9.3 数字信号处理的硬件实现： 简要介绍DSP芯片的基本结构、指令集以及常用的开发工具，为读者理解DSP算法在硬件上的实现提供基础。 第十章：数字信号处理的实际应用 10.1 通信系统中的DSP： 详细介绍DSP在数字通信中的应用，如调制与解调、信道编码与解码、滤波器在信号传输中的作用。 10.2 音频信号处理： 探讨DSP在音频压缩（如MP3）、音频增强（如回声消除、降噪）、语音识别、音乐合成等方面的应用。 10.3 图像和视频信号处理： 介绍DSP在图像增强、图像压缩、特征提取、目标识别、视频编码与解码等方面的应用。 10.4 其他应用： 简要提及DSP在雷达信号处理、生物医学信号分析（如心电图、脑电图）、金融数据分析等领域的应用。 本书特色： 内容全面深入： 覆盖了数字信号处理从基础理论到核心算法，再到实际应用的完整体系。 逻辑清晰结构合理： 章节安排循序渐进，理论知识与实践应用紧密结合。 数学推导严谨： 对关键公式和算法进行详细的数学推导，帮助读者理解原理。 理论联系实际： 通过大量的应用实例，展示DSP技术解决现实问题的能力。 语言通俗易懂： 避免过多的专业术语堆砌，力求用清晰易懂的语言进行阐述。 本书适合作为高等院校电子工程、通信工程、计算机科学、自动化等专业本科生和研究生的教材或参考书，也可作为从事相关领域研究和工程技术人员的参考读物。通过学习本书，读者将能够掌握数字信号处理的核心理论和技术，并将其应用于实际工程问题中。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，不仅要讲清楚“是什么”，更要讲明白“为什么”和“怎么用”。《数字信号处理学习指导与习题精解》在这方面做得非常出色。作者并没有仅仅停留在概念的罗列，而是深入剖析了每个概念背后的数学原理和物理意义。比如，在讲到卷积定理时，它不仅给出了公式，还详细解释了卷积操作的几何意义以及它在时域和频域中的对应关系，这对于理解LTI系统的特性至关重要。书中的习题设计更是亮点，它涵盖了从基础概念的巩固，到复杂算法的应用，再到实际工程问题的分析。我特别喜欢那些要求我分析信号的鲁棒性、评估算法性能的习题，这让我能够更深入地理解DSP算法的优缺点以及适用范围。我记得有一个题目是关于如何优化一个滤波器的设计以提高其在噪声环境下的性能，我花了大量的时间去查阅相关资料，并结合书中的理论知识进行推导和计算，最终找到了一个令人满意的解决方案。这本书让我不仅仅是学会了DSP的知识，更重要的是学会了如何用DSP的思维去分析和解决问题，这对我未来的学习和工作都将是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

终于拿到这本《数字信号处理学习指导与习题精解》了，翻开第一页就有一种踏实感。我之前接触过一些DSP的理论知识，但总觉得不够系统，实践起来更是摸不着头脑。这本书的结构安排得非常合理，从最基础的概念讲起，循序渐进，一点点地揭开DSP神秘的面纱。我尤其喜欢它在讲解每个概念时，都会辅以大量的图示和生动的比喻，让我这个初学者也能轻松理解那些抽象的数学公式。举个例子，在讲解傅里叶变换时，作者没有直接给出公式，而是先从声音的频谱分析入手，一点点引导我理解时域和频域之间的关系，这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学方式，让我受益匪浅。而且，每一章的末尾都精心设计了不同难度的习题，有基础巩固型的，也有拓展思维型的，还有一些贴近实际应用场景的案例分析。这不仅仅是理论的学习，更是一种能力的培养。我花了整整一个下午在第一章的习题上，虽然有些题目需要反复推导，但当我最终算出正确答案时，那种成就感是无与伦比的。这本书让我明白，学习DSP不是死记硬背，而是要理解其背后的思想和方法。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对数字信号处理一直存在一种“高深莫测”的刻板印象，总觉得它离我的工作和生活太遥远。直到我开始阅读《数字信号处理学习指导与习题精解》，这种看法才被彻底颠覆。这本书最让我印象深刻的地方在于，它将DSP的理论与实际应用场景紧密结合。作者在讲解每个概念时，都会穿插一些实际的例子，比如音频处理、图像压缩、通信系统等，让我能够直观地感受到DSP在现代科技中的重要性。例如，在讲到滤波器设计时，它不是简单地介绍了几种滤波器类型，而是举了一个音频降噪的例子，详细讲解了如何根据实际需求设计一个合适的滤波器来去除背景噪音。这种“理论联系实际”的教学方法，极大地激发了我学习DSP的兴趣。而且，书后的习题设计也非常贴合实际，很多题目都要求我分析一个具体的问题，然后运用DSP的知识去解决它。我记得有一个题目是关于如何从一段含有干扰的语音信号中提取出清晰的语音，我花了很长时间去思考，最终结合所学的滤波器知识和信号的特征，找到了一种解决方案。这本书让我认识到，DSP并不是一门纯粹的理论学科，它是一门能够解决实际问题的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的学生，这学期刚开始接触数字信号处理这门课程，坦白说，最初的几节课听得我云里雾里。课本上的公式和推导让我头疼不已，感觉自己像是在啃一本天书。偶然的机会，我在网上看到了这本书的推荐，抱着试试看的心态买了一本。拿到手后，我惊叹于它的编排方式。作者似乎非常了解学生的痛点，将枯燥的理论知识用一种非常易于理解的方式呈现出来。我最喜欢的是它对傅里叶变换、Z变换等核心概念的讲解，没有直接丢出一堆公式，而是先从直观的现象入手，然后层层剥离，直到数学模型的构建。比如说，在讲到采样定理时，它不是简单地告诉我们采样频率必须大于信号最高频率的两倍，而是通过图示形象地展示了欠采样和过采样带来的后果，让我对为什么要这样做的原因有了深刻的认识。更重要的是，书后的习题设计得非常巧妙。它不仅仅是简单的计算题，还包含了大量的分析题和设计题，让我有机会将所学的理论知识应用到实际问题中。我花了很多时间去完成习题，每一个成功的解答都让我对DSP的理解更上一层楼。这本书就像一位耐心细致的老师，一直在旁边指导我，让我不再对这门课程感到恐惧。

评分☆☆☆☆☆

我一直对数字信号处理这个领域充满好奇，但苦于找不到合适的入门材料。市面上有很多DSP的书籍，但要么过于理论化，让人望而却步，要么过于浅显，无法深入。直到我遇到《数字信号处理学习指导与习题精解》，我才找到了完美的契合点。这本书的语言风格非常亲切，就像一位经验丰富的工程师在和你交流。作者善于用通俗易懂的语言解释复杂的概念，并且巧妙地运用类比和图解，让抽象的数学原理变得生动形象。例如，在讲解离散傅里叶变换（DFT）时，它没有一开始就抛出公式，而是先从一个简单的周期信号的频谱分析入手，逐步引导读者理解DFT的原理和意义。让我感到惊喜的是，书中对每一类习题都提供了详尽的解题思路和步骤，甚至还分析了常见的错误解法，这对于我这种喜欢刨根问底的学习者来说，简直是福音。我尤其喜欢那些需要分析信号特性、选择合适算法的习题，这让我能够将书本上的知识灵活运用。通过这些习题，我不仅巩固了理论知识，更重要的是培养了解决问题的能力。这本书让我感受到学习DSP的乐趣，也为我深入探索这个领域打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

③我们的教师为了控制课堂，总担心秩序失控而严格纪律，导致紧张有余而轻松不足。轻松的氛围，使学生没有思想顾忌，没有思想负担，提问可以自由发言，讨论可以畅所欲言，回答不用担心受怕，辩论不用针锋相对。同学们的任何猜想、幻想、设想都受到尊重、都尽可能让他们自己做解释，在聆听中交流想法、

评分☆☆☆☆☆

希望你能越做越好，成长有你有我大家一起来，很好的宝贝。

评分☆☆☆☆☆

质量真的很不错价钱给力

评分☆☆☆☆☆

①多向互动，形式多样.互动的课堂，一定的活动的课堂，生活的课堂。互动的条件：平等、自由、宽松、和谐。互动的类型师生互动、生生互动、小组互动、文本互动、习题互动、评价互动。互动的形式：问

评分☆☆☆☆☆

[QY]"

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题质疑、成果展示、心得交流、小组讨论、合作学习、疑难解析、观点验证、问题综述。

评分☆☆☆☆☆

速度很快，书也是正版

评分☆☆☆☆☆

买错书了。。。能换吗。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

[SM]这本书的印刷质量是非常不错的,很喜欢,而且价格相对来说很实惠,可谓物美价廉,无论是装订方式,还是发货包装个人感觉都是很不错的.[BJTJ]买之前还特意看了一下编辑推荐,本来还有点犹豫,看到这么多名人都喜欢[ZZ]写的[SM]也就打消了我的犹豫.简单的看了下[NRJJ],我发觉我已经喜欢上它了,尤其是书中的一段[SZ],真是让人爱不释手,意犹未尽.