高職高專電子信息類係列教材：數字信號處理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝德芳 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 高職高專
• 電子信息
• 通信工程
• 電路分析
• MATLAB
• 算法
• 高等教育
• 工程技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030150530

版次：1

商品編碼：10951547

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2008-07-01

頁數：260

正文語種：中文

內容簡介

《高職高專電子信息類係列教材：數字信號處理》以數字信號處理的基礎知識和基本理論為主綫，同時引入瞭計算功能強大的MATLAB軟件，通過理論與現代技術的結閤，將數字信號處理的知識點敘述得更加通俗易懂。《高職高專電子信息類係列教材：數字信號處理》內容包括時域離散信號和係統基礎、Z變換、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換、數字濾波器的基本概念與結構、自適應濾波、數字信號處理的軟件實現和硬件實現、數字信號處理實驗。絕大多數章節附有習題，供讀者練習使用。《高職高專電子信息類係列教材：數字信號處理》適閤作為通信、電子信息、自動化控製、計算機等專業的高職高專學生的必修或選修課教材，也可以作為相關人員的參考書。

目錄

第1章 時域離散信號和係統基礎
1.1 時域離散信號——序列
1.2 時域離散信係統
1.3 離散時間係統的輸入輸齣描述法——綫性常係數差分方程
1.4 離散捲積
習題

第2章 Z變換
2.1 Z變換的定義
2.2 Z變換的收斂域
2.3 Z反變換
2.4 Z變換的性質
2.5 差分方程的Z域解法
2.6 離散係統的係統函數
習題

第3章 離散傅裏葉變換
3.1 離散傅裏葉級數
3.2 周期捲積
3.3 離散傅裏葉變換概述
3.4 離散傅裏葉變換的性質
3.5 離散傅裏葉變換與其他變換的關係
3.6 抽樣定理
3.7 離散傅裏葉變換的應用舉例
習題

第4章 快速傅裏葉變換
4.1 概述
4.2 基2時域抽樣快速傅裏葉變換算法
4.3 基2頻域抽樣快速傅裏葉變換算法
4.4 進一步減少運算量的措施
4.5 任意基的快速傅裏葉變換
4.6 快速傅裏葉逆變換
習題

第5章 數字濾波器的基本概念與結構
5.1 數字濾波器的基本概念
5.2 數字濾波器結構的錶示方法
5.3 無限長單位脈衝響應數字濾波器的基本結構
5.4 FIR數字濾波器的基本結構
習題

第6章 IIR數字濾波器設計
6.1 數字濾波器的基本設計思想和步驟
6.2 模擬濾波器設計
6.3 用脈衝響應不變法設計IIR數字低通濾波器
6.4 脈衝響應不變法數字濾波器設計實例
6.5 雙綫性變換法
6.6 雙綫性變換法數字濾波器設計實例
6.7 頻帶變換
6.8 IIR數字濾波器的計算機優化設計
習題

第7章 FIR數字濾波器設計
7.1 綫性相移FIR濾波器的性質
7.2 FIR濾波器的窗函數設計法
7.3 FIR濾波器的頻率采樣設計法
7.4 IIR和FIR數字濾波器的比較
習題

第8章 有限字長效應
8.1 A/D變換的量化效應
8.2 數字濾波器的係統量化效應
8.3 數字濾波器字點製運算中的有限字長效應
8.4 數字濾波器浮點製運算中的有限字長效應
8.5 快速傅裏葉變換運算中的有限字長效應
習題

第9章 自適應濾波
9.1 概述
9.2 自適應綫性組閤電路
9.3 搜索性能麯麵
9.4 LMS算法
習題

第10章 數字信號處理的MATLAB實現
10.1 MATLAB語言概述
10.2 MATLAB語言基礎
10.3 係統的工作環境及應用

第11章 數字信號處理的硬件開發
11.1 數字信號處理器概述
11.2 TMS320係列器件的結構特點及簡介
11.3 DSP係統的設計過程
11.4 DSP係統的開發工具

第12章 數字信號處理實驗
12.1 離散信號時域分析
12.2 離散係統Z域分析
12.3 離散傅裏葉變換
12.4 快速傅裏葉變換
12.5 用雙綫性變換法設計IIR數字濾波器
12.6 用窗函數設計FIR濾波器
12.7 用頻率采樣法設計FIR濾波器
12.8用LMS算法的單頻乾擾濾除

附錄A 模擬濾波器設計參數
附錄B 信號處理工具箱函數集
參考文獻

前言/序言

　　數字信號處理是21世紀對科學和工程發展具有深遠意義的一門技術。數字信號處理技術融入通信技術和計算機技術，使通信技術與計算機技術發生瞭革命性的變化。它所帶來的革命性變化涉及到許多領域，如通信、醫學圖像處理、雷達和聲納、高保真音樂處理、石油勘探等。本書以通信領域的相關數字信號處理技術的基礎理論及其相關的軟、硬件實現為主要內容，為讀者今後的學習打下基礎。
　　本書的內容分成三部分。第一部分包括第1－4章，是數字信號處理的基礎理論部分。第1章描述瞭時域離散信號的錶示法和典型的序列信號及其運算，綫性時不變係統的因果性和穩定性，以及離散時間係統的輸入、輸齣描述法——綫性常係數差分方程；第2、3章介紹瞭兩個重要的數學變換工具：Z變換和離散傅裏葉變換；第4章介紹快速傅裏葉變換，它是離散傅裏葉變換的一種快速算法。第二部分包括第5－7章，主要介紹瞭數字濾波器的基本理論和設計方法，包括IIR數字濾波器和FIR數字濾波器。第三部分包括第8－12章，主要介紹數字信號處理的技術實現，包括軟、硬件實現方法，實現中的量化誤差，以及本書中的上機實驗。上機實驗部分可以按照實驗內容適當分配到各章中進行。
　　本書的先修課程是“信號與係統”、“工程數學”等，書中有些內容，如差分方程、Z變換、留數等，可以根據學生已有的基礎，進行適當地調整。
　　本書條理清楚：講述深入淺齣、語言簡單易懂，便於教師教學和學生自學。全書內容不僅包含瞭必要的通信領域數字信號處理的基礎內容，還加強瞭實踐環節，針對學生將來在實際工作中可能用到的軟、硬件方麵的知識做瞭詳盡介紹。
　　本書可作為通信、電子信息、自動化控製、計算機等專業的高職高專學生的必修課或選修課教材。對於兩年製大專，本書的參考學時是48小時；對於三年製大專，本書的參考學時是60小時。如學時數不夠，建議隻學習前7章，且前7章中的前3章是必學內容，其他各章節，如加星號的章節，可作為選修內容或學生自學內容。
　　本書由謝德芳教授任主編。書中具體的編寫分工如下：孫曉艷編寫瞭本書的第1－4章，謝德芳編寫第5章和第6章，翁木雲編寫瞭第8章和第10章，第7、9、11章由褚振勇編寫；第12章實驗內容由所對應章節的編者完成。
　　在本書的編寫過程中，林永照為本書提齣瞭許多寶貴的意見，在此錶示誠摯的感謝。
　　由於編者水平有限，加上編寫時間緊迫，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。
　　編 者

數字信號處理（高職高專電子信息類係列教材） 本書內容概述 本書是高職高專電子信息類係列教材中的一本，係統地介紹瞭數字信號處理的基本原理、核心算法和典型應用。旨在為電子信息工程、通信工程、自動化等相關專業的高職高專學生提供紮實的理論基礎和實踐技能，使其能夠理解和掌握現代電子信息係統中普遍應用的信號處理技術。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分為本書的理論基石，詳細闡述瞭數字信號處理的根本概念和數學工具。 緒論： 介紹數字信號處理（DSP）的定義、重要性及其在現代科技中的廣泛應用，例如音頻處理、圖像識彆、通信係統、生物醫學工程等。對比模擬信號處理與數字信號處理的優缺點，強調數字信號處理在精度、靈活性、可實現性上的優勢。簡述本書的組織結構和學習目標。 離散時間信號與係統： 離散時間信號： 深入講解離散時間信號的錶示方法（如序列、抽樣信號），包括基本信號（單位階躍信號、單位衝激信號、指數信號、正弦信號）的性質和運算。介紹周期信號、偶信號、奇信號等分類及其重要性。 離散時間係統： 定義和描述離散時間係統的基本要素，包括輸入、輸齣和係統特性。重點介紹綫性時不變（LTI）係統，這是數字信號處理的核心模型。講解LTI係統的特性：疊加性、移不變性。 係統函數與零極點： 引入Z變換的概念，它是分析離散時間信號和LTI係統的強大工具。詳細講解Z變換的定義、性質（如綫性性、時移性、尺度變換性、捲積性質等）以及收斂域（ROC）的重要性。通過Z變換，我們可以將復雜的時域運算轉化為代數運算。 差分方程描述： 介紹如何使用差分方程來錶示離散時間LTI係統。講解常係數綫性差分方程的解法，包括齊次解和特解，以及初始條件在係統響應中的作用。 頻率響應： 探討LTI係統在正弦信號作用下的響應，即頻率響應。定義頻率響應為係統函數H(ejω)的幅度和相位特性。通過頻率響應，可以分析係統對不同頻率分量的放大或衰減程度。 傅裏葉變換與離散傅裏葉變換（DFT）： 連續時間傅裏葉變換（CTFT）： 迴顧連續時間傅裏葉變換，它是將連續時間信號分解為無窮多個正弦和餘弦分量的工具，揭示信號的頻譜特性。 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： 講解DTFT，它用於分析離散時間信號的頻譜。與CTFT不同，DTFT的頻譜是周期性的。 離散傅裏葉變換（DFT）： 引入DFT，它是DTFT在有限長序列上的離散化錶示。DFT是數字信號處理中進行頻譜分析最直接的工具，將無限信號的頻譜離散化為有限個點。詳細講解DFT的定義、性質（如周期性、對稱性、綫性性、時移性、捲積性質等）以及其與DTFT的關係。 快速傅裏葉變換（FFT）： 強調DFT在計算上的復雜性（O(N^2)）。介紹FFT算法，它是一種高效計算DFT的方法（O(N log N)），極大地加速瞭頻譜分析的實現。重點講解Cooley-Tukey算法（按時間抽取和按頻率抽取）。 第二部分：數字濾波器設計 本部分將理論知識應用於實際，講解如何設計用於信號濾波的數字濾波器。 數字濾波器的基本概念： 介紹濾波器的作用，即選擇或抑製特定頻率範圍的信號分量。分類介紹數字濾波器：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 有限衝激響應（FIR）濾波器： FIR濾波器結構： 講解FIR濾波器的基本結構，主要包括直接型、級聯型和並行型。 FIR濾波器設計方法： 窗函數法： 介紹利用窗函數截斷理想濾波器的衝激響應來設計FIR濾波器。詳細講解常用的窗函數，如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等，分析不同窗函數的優缺點及其對濾波器性能的影響（如阻帶衰減、過渡帶寬度）。 頻率采樣法： 介紹根據濾波器在特定頻率點的幅度和相位響應來設計FIR濾波器。 最優設計法（Parks-McClellan算法）： 介紹一種能夠設計齣最佳逼近理想濾波器的FIR濾波器的方法，可以優化幅度響應，實現等波紋特性。 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器結構： 講解IIR濾波器的基本結構，如直接型I、直接型II、級聯型和並聯型。 IIR濾波器設計方法： 模擬濾波器設計： 介紹將設計好的模擬濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）通過脈衝響應不變法、雙綫性變換法等雙綫性變換方法轉換為數字濾波器。 衝激響應不變法： 分析其優點和局限性（可能導緻頻率畸變）。 雙綫性變換法： 詳細講解雙綫性變換，它能夠將整個s平麵映射到z平麵，避免頻率畸變，並保證穩定性。 逆Z變換法： 講解如何通過理想濾波器的頻率響應進行逆Z變換來獲得數字濾波器。 濾波器性能指標： 詳細闡述濾波器設計中需要關注的關鍵性能指標，包括通帶、阻帶、過渡帶、通帶紋波、阻帶衰減、相位失真、群延遲等，並解釋這些指標如何影響濾波器在實際應用中的效果。 第三部分：數字信號處理的典型應用 本部分將理論知識與實際應用相結閤，展示數字信號處理在各領域的實際價值。 抽樣與量化： 抽樣定理（Nyquist-Shannon抽樣定理）： 詳細解釋抽樣定理，即要無失真地恢復原始連續信號，抽樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。介紹欠抽樣、過抽樣及其影響。 量化： 講解模擬信號轉換為數字信號的另一個關鍵步驟——量化。介紹均勻量化和非均勻量化（如A律、μ律），以及量化誤差的産生和影響。 抗混疊濾波器： 解釋在抽樣前使用抗混疊濾波器（低通濾波器）的重要性，以去除高於奈奎斯特頻率的分量，避免混疊現象。 多速率信號處理： 降采樣（Decimation）： 介紹降采樣操作，即以較低的頻率對信號進行抽樣，降低數據率。講解降采樣濾波器（抗混疊濾波器）在降采樣過程中的必要性。 升采樣（Interpolation）： 介紹升采樣操作，即增加信號的抽樣點數，提高數據率。講解升采樣濾波器（插值濾波器）在升采樣過程中的作用。 多速率信號處理的應用： 闡述多速率信號處理在通信係統（如數據率匹配）、圖像處理（如分辨率轉換）等方麵的應用。 譜分析： 周期圖法： 介紹一種簡單的譜估計方法，通過計算DFT的幅值平方來估計信號的功率譜密度。分析其優點和缺點（方差大）。 Welch法： 介紹一種改進的譜估計方法，通過將信號分段、加窗、計算平均周期圖來降低方差，提高譜估計的平滑性。 現代譜估計算法簡介： 簡要介紹更高級的譜估計算法，如AR模型、MA模型、ARMA模型等，用於更精確地估計信號的功率譜。 自適應信號處理： 自適應濾波器概念： 介紹自適應濾波器，它能夠根據輸入信號的統計特性自動調整濾波器係數，以達到某種性能指標（如最小均方誤差）。 LMS算法： 詳細講解最小均方（LMS）算法，這是最常用的自適應濾波器算法之一。分析其工作原理、收斂性能和優點。 自適應濾波器的應用： 舉例說明自適應濾波器的應用，如噪聲消除、迴聲消除、均衡器等。 小波變換簡介： 簡要介紹小波變換作為一種新的信號分析工具，它能夠同時在時間和頻率域提供良好的分辨率，適用於分析非平穩信號。 本書特色 體係結構清晰： 本書內容由淺入深，從基礎概念到高級應用，邏輯清晰，便於學生循序漸進地學習。 理論與實踐結閤： 在講解理論知識的同時，穿插瞭大量的算例和圖示，幫助學生更好地理解抽象的數學概念。 麵嚮高職高專教學： 語言通俗易懂，避免瞭過於深奧的數學推導，更側重於概念的理解和方法的掌握，符閤高職高專學生的認知特點。 緊密結閤應用： 選取瞭數字信號處理在通信、語音、圖像等領域的典型應用，讓學生體會到所學知識的實際價值。 配套資源豐富（可選）： （此處可根據實際情況添加，例如：本書配套有PPT課件、習題解答、仿真實驗指導等，方便教師教學和學生自學。） 學習建議 建議學習者在掌握基礎數學知識（如微積分、綫性代數）後，再開始學習本書。在學習過程中，鼓勵學生多動手進行數學推導和編程實踐（例如使用MATLAB、Python等工具），通過仿真實驗來加深對理論知識的理解，培養解決實際問題的能力。 適用對象 高等職業技術學院、高等專科學校電子信息類、通信類、自動化類及相關專業的學生。 總結 《高職高專電子信息類係列教材：數字信號處理》是一本係統、實用、易懂的數字信號處理教材，能夠幫助學生建立紮實的理論基礎，掌握核心的算法和技術，為他們未來在電子信息領域的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我剛拿到這本書的時候，對它的期待值並沒有很高，畢竟電子信息類的教材很多都比較枯燥。但是，這本書真的給瞭我驚喜！它的排版設計非常清晰，重點內容用加粗、斜體或者不同顔色標注，非常方便閱讀。而且，每一章的結尾都有小結和思考題，這些題目很有代錶性，能夠幫助我鞏固所學知識，並且引導我思考更深層次的問題。我尤其欣賞的是，書中在介紹一些抽象概念的時候，會結閤生活中的例子，比如用洗衣機脫水來解釋采樣定理，用照相機對焦來解釋濾波器的作用，這些類比非常巧妙，一下子就點亮瞭我對這些概念的理解。此外，書中的語言也比較樸實，沒有太多華麗的辭藻，但足夠準確和專業，這讓我覺得在閱讀過程中不會被陌生的專業術語所睏擾。總的來說，這是一本既有深度又不失趣味性的教材，非常適閤我們這樣的學生。

評分☆☆☆☆☆

我是一名即將畢業的高職生，在學習過程中，我最看重的是教材的實用性和工程應用性。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅講解理論，更重要的是將理論與實際工程緊密結閤。例如，在講解ADC和DAC的原理時，它並沒有止步於理論公式，而是詳細介紹瞭它們在實際係統中的應用，以及可能遇到的問題和解決方案，比如量化噪聲、非綫性等。書中還提供瞭大量的代碼示例，這些代碼都是可以直接在實際項目中使用的，比如實現簡單的音頻采集和播放、進行數據濾波等。我嘗試著跟著書中的代碼進行實踐，發現這些代碼不僅運行良好，而且能夠幫助我快速理解相關的算法和技術。這對於我們這些未來的工程師來說，是非常寶貴的財富。這本書讓我感覺，我學到的不僅僅是書本上的知識，更是能夠應用到實際工作中的技能。

評分☆☆☆☆☆

收到！下麵是五段不同風格、不同側重點的圖書評價，均以讀者口吻寫就，且不包含書名內容。 這本《數字信號處理》教材，簡直是為我們這些初學者量身定做的！我一直對信號處理這個領域感到好奇，但又怕復雜的數學公式會把我難倒。這本書開篇就用非常生動形象的比喻，把傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些看似高深的理論解釋得通俗易懂。比如，它把信號比作一段音樂，把傅裏葉變換比作分析這段音樂的各種音符和它們各自的音量，瞬間就覺得那些公式不再是遙不可及的數學符號，而是揭示信號內在規律的工具。書中大量的圖示和流程圖也幫瞭我大忙，每次遇到概念不清的地方，翻到相應的圖，都能豁然開朗。而且，它還提供瞭很多結閤實際應用的案例，比如音頻降噪、圖像邊緣檢測，這些都是我們在生活中經常接觸到的，讓我覺得學習的知識非常有價值，不是紙上談兵。老師在課堂上講授的時候，我常常對照書本上的講解，感覺一下子就跟上瞭節奏。以前總覺得數字信號處理離自己很遙遠，現在看來，它就在我們身邊，這本書讓我看到瞭其中的奧妙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事方式非常獨特，它更像是一位經驗豐富的老師在循循善誘地引導學生。我特彆喜歡它在介紹一些復雜的算法時，采用的是一種“由淺入深，由易到難”的講解策略。首先會給齣一個簡化的模型或者一個直觀的理解，然後逐步引入更精確的數學描述和更復雜的細節。這種方式大大降低瞭學習的門檻，讓我不會因為一開始接觸到復雜的公式而産生畏難情緒。書中在講解一些關鍵性的定理和概念時，都會提供詳細的證明過程，並且對證明過程中的關鍵步驟進行解釋，這對於想要深入理解數學原理的讀者來說非常有幫助。同時，書中還穿插瞭一些曆史背景介紹和發展趨勢的探討，這讓我對數字信號處理這個領域有瞭更宏觀的認識，瞭解瞭它的發展脈絡和未來的方嚮。總體而言，這本書不僅是一本教材，更是一本能夠激發學習興趣、培養獨立思考能力的優秀讀物。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣已經有一定基礎，希望深入理解數字信號處理核心概念的讀者來說，這本書絕對是一個寶藏。它沒有停留在基礎的介紹，而是花瞭大量篇幅去探討算法的原理和實現細節。我特彆喜歡它關於濾波器設計那一章節，不僅僅是羅列瞭各種濾波器（巴特沃斯、切比雪夫等），更重要的是詳細講解瞭它們的設計思路、優缺點以及在不同場景下的適用性。書中提供的推導過程非常嚴謹，每一步都清晰可見，這讓我能夠真正理解為什麼濾波器會是這個樣子，而不是死記硬背。我還注意到，書中還引入瞭一些高級的主題，比如自適應濾波和譜估計，雖然這些內容比較深入，但作者的講解方式依然保持瞭清晰的邏輯，並沒有讓人感到 overwhelming。我嘗試著跟著書中的例子，用MATLAB進行仿真，結果非常令人滿意，這不僅加深瞭我對理論的理解，也提升瞭我實際動手解決問題的能力。這本書的深度和廣度都相當不錯，對於想在數字信號處理領域更進一步的同學來說，絕對是值得反復研讀的。