数字信号处理实验教程（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李莉 编

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• 数字信号处理
• 信号处理
• 实验教程
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• 算法
• 高等教育
• 工程技术
• DSP

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302394006

版次：2

商品编码：11764853

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校电子信息工程规划教材

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：231

字数：373000

正文语种：中文

编辑推荐

　　

针对工程应用型本科专业的教学特点，注重数字信号分析和数字处理系统的基本原理验证和算法综合实现；实验均在通用计算机平台上，用MATLAB语言编程实现；为课程实践环节尝试双语教学提供了参考教材；便于践行个性化、分层教学的新理念。

　　

内容简介

　　《数字信号处理实验教程（第2版）/21世纪高等学校电子信息工程规划教材》针对工程应用型本科专业的实验教学特点，注重数字信号处理的基本理论、基本算法的MATLAB实现，倡导有条件的双语教学、践行个性化的分层教学新理念。通过典型的实例MATLAB程序帮助读者理解和掌握基础理论的基本应用，激发学生的自主学习兴趣。
　　本书第一部分（实验1～实验6）为基础实验，侧重基本MATLAB语言介绍、基本信号概念和系统原理，是用英文撰写的。由于课程教材一般为中文，实践环节的这种安排既能保证学生对基本概念和基础理论算法的理解掌握，又培养了学生的英文应用能力。第二部分（实验7～实验13）为专题实验，是用中文撰写的。专题实验内容循序渐进，通过各专题的相关子课题，引导有兴趣的学生进行综合性、设计性实验研究。根据实验教学要求可对两部分实验内容进行选择，作为必做实验或课外拓展综合设计选做实验。
　　本书也可作为通信、电子信息、计算机应用技术等相关专业本科生实验教学用书或者作为从事数字信号处理工作的工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

第一部分 基础实验
Laboratory 1 Generate and Plot Basic Digital Signals with MATLAB
1．1 Overview and goal
1．2 Pre-knowledge
1．2．1 Basic knowledge about MATLAB
1．2．2 Unit impulse sequence
1．2．3 Unit step sequence
1．2．4 Exponential sequences
1．2．5 Sinusoidal sequences
1．3 Using the MATLAB command
1．4 Experiments
1．4．1 Unit impulse sequence and unit step sequence
1．4．2 Exponential sequences
1．4．3 Sinusoidal sequence
1．4．4 Questions
Laboratory 2 Time Domain Representations of LTI Discretetime System
2．1 Overview and goal
2．2．1 Unit impulse and unit step responses to a LTI digital system
2．2．2 The response y（n） of LTI discrete-time system to an arbitrary input x（n）
2．2．3 The finite impulse response and the infinite impulse response systems
2．3 Using the MATLAB command
2．4 Experiments
2．4．1 Calculating the impulse response to a linear time-invariant discrete time system
2．4．2 Convolution
2．4．3 The interpretation of the concept of filtering
2．4．4 Questions
Laboratory 3 Transform Domain Representations of Digital Signals
3．1 Overview and goal
3．2 Pre-knowledge
3．2．1 Definition of discrete time Fourier transform
3．2．2 Definition of discrete Fourier transform
3．3 Using the MATLAB command
3．4 Experiments
3．4．1 Calculating the discrete time Fourier transform
3．4．2 Calculating the discrete Fourier transform
3．4．3 Questions
Laboratory 4 Transform Domain Representations of LTI Discrete Time System
4．1 Overwew and goal
4．2 Pre-knowledge
4．2．1 Z transform
4．2．2 The input and output relationship of a digital system in different domains
4．2．3 Transfer function and system function
4．2．4 Zeros and poles of a digital system
4．3 Using the MATLAB command
4．4 Experiments
4．4．1 Frequency response of a digital system
Laboratory 5 Implementation of Digital Filters
5．1 Overview and goal
5．2 Pre-knowledge
5．2．1 Basis of digital filters
5．2．2 IIR filter design
5．2．3 FIR filter design
5．3 Using the MATLAB command
5．3．1 MATLAB commands for estimating order to a filter
5．3．2 MATLAB commands for design an IIR filter
5．3．3 MATLAB commands for produce a length-L window
5．3．4 MATLAB commands for design a FIR filter
5．4 Experiments
5．4．1 Design butterworth IIR filters
5．4．2 Design FIR filter based on Blackman window
5．4．3 Questions
Laboratory 6 Filtering Digital Signals
6．1 Overview and goal
6．2 Pre-knowledge
6．2．1 MATLAB implement of discrete time linear time invariance systems
6．2．2 Properties of discrete-time linear time-invariance systems
6．2．3 Data preparation for laboratory
6．3 Experiments
6．3．1 Pre-experiment study
6．3．2 The design of cascade systems
6．3．3 Study the first-difference system
6．3．4 Study five-point moving averager
6．3．5 Study cascade system 1
6．3．6 Study cascade system 2
6．3．7 Comparisons of the two cascade systems
6．3．8 Filtering the audio signal with h1
6．3．9 Filtering the audio signal with h2
6．3．1 0 Listen to and discuss effect of filtering the audio signal

第二部分 专题实验
实验7 取样与恢复
7．1 频谱混叠研究
7．1．1 基本原理
7．1．2 实验内容
7．1．3 实验报告要求
7．2 非有限时长信号取样
7．2．1 基本原理
7．2．2 实验内容
7．2．3 实验报告要求
7．3 理想采样、平顶采样、自然采样对原信号频谱的影响
7．3．1 基本原理
7．3．2 实验内容
7．3．3 实验报告要求
实验8 离散时间系统与卷积
8．1 线性卷积运算
8．1．1 基本原理
8．1．2 实验内容
8．1．3 实验报告要求
8．2 滤波的思想实现卷积
8．2．1 基本原理
8．2．2 实验内容
8．2．3 实验报告要求
8．3 圆周卷积
8．3．1 基本原理
8．3．2 实验内容
8．3．3 实验报告要求
8．4 分段卷积
8．4．1 基本原理
8．4．2 实验内容
8．4．3 实验报告要求
8．5 卷积的应用
8．5．1 基本原理
8．5．2 实验内容
8．5．3 实验报告要求
实验9 系统函数与Z变换
9．1 数字系统的系统函数研究
9．1．1 基本原理
9．1．2 实验内容
9．1．3 实验报告要求
9．2 数字周期波形发生器
9．2．1 基本原理
9．2．2 实验内容
9．2．3 实验报告要求
9．3 求解数字系统时域输入输出差分方程
9．3．1 基本原理
9．3．2 实验内容
9．3．3 实验报告要求
实验10 DFT／FFT
10．1 矩形窗和汉明窗
10．1．1 窗函数基础知识
10．1．2 实验内容
10．1．3 实验报告要求
10．2 DTMF信号分析
10．2．1 DTMF信号基本概念
10．2．2 实验内容
10．2．3 实验报告要求
10．3 DFT／FFT在频谱分析中的应用
10．3．1 基础知识
10．3．2 实验内容
10．3．3 实验报告要求
实验11 数字滤波器的实现
11．1 滤波器设计的基础知识
11．2 IIR滤波器系统函数、I／O差分方程和实现结构
11．2．1 基础理论
11．2．2 直接型和级联型滤波器系统函数间的互相转换
11．2．3 无限单位取样脉冲响应滤波器设计
11．2．4 实验内容
11．2．5 实验报告要求
11．3 FIR滤波器的设计
11．3．1 FIR滤波器基本特性
11．3．2 FIR滤波器设计方法介绍
11．3．3 窗函数法设计步骤
11．3．4 利用fir1和fir2函数进行有限单位取样脉冲响应 滤波器设计
11．3．5 实验内容
11．3．6 实验报告要求
实验12 应用研究——数字音响
12．1 波形表数字振荡器
12．1．1 波形表数字振荡器基本原理
12．1．2 实验内容
12．1．3 实验报告要求
12．2 波形表法调幅和调频
12．2．1 波形表法实现调幅、调频的原理
12．2．2 基于波形表振荡器设计AM信号发生器
12．2．3 基于波形表振荡器设计FM信号发生器
12．2．4 实验内容
12．2．5 实验报告要求
12．3 序列延迟在数字音响合成中的应用
12．3．1 序列延迟产生简单音响效果的基本原理
12．3．2 实验内容
12．3．3 实验报告要求
12．4 数字反射器及其回响时间常数
12．4．1 反射及回响时间常数
12．4．2 简单的数字反射器
12．4．3 低通反射器
12．4．4 实验内容
12．4．5 实验报告要求
12．5 （反射）延迟单元
12．5．1 简单反射多重延迟原理
12．5．2 低通反射多重延迟原理
12．5．3 实验内容
12．5．4 实验报告要求
12．6 高阶多重延迟的音响效果
12．6．1 高阶多重延迟的结构原理
12．6．2 高阶多重延迟的实现例子
12．6．3 实验内容
12．6．4 实验报告要求
12．7 压缩器和扩展器
12．7．1 压缩器和扩展器的基本原理
12．7．2 压缩器和扩展器的稳态输入输出关系
12．7．3 动态范围处理器的实现结构
12．7．4 实验内容
12．7．5 实验报告要求
实验13 应用研究——数字图像处理
13．1 平滑滤波器
13．1．1 基本原理
13．1．2 实验内容
13．1．3 实验报告要求
13．2 锐化滤波器
13．2．1 基本原理
13．2．2 实验内容

前言/序言

数字信号处理实验教程（第2版）

《通信原理与技术探秘：从基础到前沿》 内容简介： 本书旨在为广大通信工程、电子信息工程以及相关领域的学生和从业者提供一套系统、深入的通信原理学习指南。我们并非聚焦于某一项具体技术或实验，而是致力于构建一个坚实而全面的理论框架，引导读者理解通信系统的核心思想、设计原则以及未来的发展趋势。本书力求在深度与广度之间取得平衡，既能扎实讲解基础概念，又能适时引入前沿技术，为读者在复杂多变的通信领域打下坚实的基础，激发探索未知的兴趣。 第一部分：通信系统的基石——信号的本质与信息传输 本部分将从最基本的概念出发，带领读者走进信号与信息的海洋。我们首先会深入剖析“信号”的数学模型，探讨连续时间信号与离散时间信号的特性，包括周期信号、非周期信号、能量信号和功率信号的定义与辨析。通过对傅里叶级数和傅里叶变换的细致讲解，读者将深刻理解信号在频域的表示方式，掌握如何分析信号的频谱特性，为后续理解调制、解调等关键技术奠定基础。 接着，我们将聚焦于“信息”的度量和编码。信息论作为通信的灵魂，其基本概念——信息量、熵、互信息——将在本书中得到清晰的阐释。读者将学习到如何量化信息的“不确定性”，理解信源编码（如香农编码、霍夫曼编码）在压缩冗余、提高传输效率方面的作用。同时，我们也会探讨信道编码（如海明码、卷积码、Turbo码）在抵抗噪声、保证数据可靠性方面的原理与应用。 第二部分：通信链路的构建——调制、解调与多址技术 本部分是通信系统设计的核心环节。我们将详细讲解各类模拟调制技术，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。通过清晰的原理推导和典型的应用场景分析，读者将理解不同调制方式的优缺点，以及它们在音频、广播等领域的适用性。 随后，我们将重点转向数字调制技术，这是现代通信系统的基石。本书将系统介绍幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）及其各种变种，如正交幅度调制（QAM）。我们将深入分析这些调制方式的星座图、功率谱密度、误码率性能，以及它们在数据通信、移动通信等领域的广泛应用。 解调技术作为调制的对立面，其原理的掌握至关重要。我们将探讨相干解调、非相干解调等不同解调方式，以及它们与对应调制方式之间的匹配关系。 多址技术是实现多个用户共享通信资源的有效手段。本书将详细阐述时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）以及最新的正交频分多址（OFDMA）等技术。我们将分析它们的工作原理、系统容量、抗干扰能力，并介绍它们在移动通信系统（如2G、3G、4G、5G）中的演进与应用。 第三部分：可靠传输的保障——信道特性与噪声干扰 在信息传输过程中，信道并非理想的“黑箱”，而是会引入各种失真和噪声。本部分将深入剖析通信信道的特性，包括线性信道与非线性信道、时不变信道与时变信道。我们将重点关注信道衰落、频率选择性衰落、多径传播等影响通信质量的关键因素，并探讨它们对信号传输的影响。 噪声是通信系统中最普遍的干扰源。本书将详细介绍各种常见的噪声类型，如热噪声、散粒噪声、火花噪声等，并分析它们对信号的影响。我们将深入理解信噪比（SNR）这一关键指标的重要性，并探讨如何通过各种技术来提高信噪比，从而提升通信系统的可靠性。 第四部分：现代通信的引擎——编码与纠错技术 为了克服噪声和信道失真的影响，编码与纠错技术扮演着至关重要的角色。本部分将系统介绍差错控制编码的原理与方法。我们将深入讲解线性分组码（如汉明码、 BCH码、RS码）的代数结构、编码与译码过程。 随后，我们将详细介绍卷积码的编码生成方式、状态图、维特比译码算法，以及其在提高通信可靠性方面的优势。 现代通信系统中，Turbo码和LDPC码（低密度奇偶校验码）是实现接近香农限性能的关键技术。本书将对这两种先进的纠错码进行深入的原理剖析，包括它们的结构、迭代译码过程，以及它们在3G、4G、5G等移动通信系统以及卫星通信等领域的成功应用。 第五部分：网络化通信的基石——网络结构与协议栈 通信系统并不仅仅是点对点的链路，而是复杂的网络。本部分将带领读者理解通信网络的层次化结构，重点介绍TCP/IP协议栈。我们将深入解析各层协议的功能，包括应用层（HTTP、FTP、SMTP）、传输层（TCP、UDP）、网络层（IP、ICMP、路由协议）以及数据链路层（Ethernet、PPP）和物理层。 我们将重点关注TCP协议的可靠传输机制，包括三次握手、四次挥手、流量控制和拥塞控制。同时，我们也将探讨UDP协议的无连接、不可靠但高效的传输特点，以及它们在不同应用场景下的选择。 本书还将介绍网络交换技术，包括电路交换、报文交换和分组交换，以及路由器、交换机等网络设备的原理。 第六部分：通信技术的演进与前沿展望 本部分将带读者回顾通信技术的发展历程，从早期的模拟通信到数字通信，再到如今的移动互联网和物联网。我们将探讨当前通信领域的热点与前沿技术，包括： 5G及未来通信（6G）： 深入分析5G的关键技术，如毫米波、大规模MIMO、网络切片、边缘计算等，并展望6G的可能发展方向，如太赫兹通信、AI赋能通信、全息通信等。 卫星通信与低轨星座： 介绍卫星通信的基本原理，以及低轨卫星星座（如Starlink）对全球互联网接入带来的变革。 物联网（IoT）通信： 探讨适用于物联网的通信技术，如LoRa、NB-IoT、Sigfox等，以及它们的特点和应用场景。 人工智能在通信中的应用： 介绍AI技术如何赋能通信系统的设计、优化与管理，例如智能信道估计、智能资源调度、智能网络故障诊断等。 量子通信： 简要介绍量子通信的基本概念，以及它在安全通信方面的潜力。 本书特色： 理论系统性强： 覆盖通信原理的各个核心领域，构建完整的知识体系。 概念清晰深刻： 采用循序渐进的讲解方式，确保读者对基本概念有透彻的理解。 技术前沿跟踪： 关注通信领域最新发展动态，为读者提供前瞻性的视野。 应用导向： 结合大量实际通信系统的应用案例，帮助读者将理论知识与实践相结合。 语言通俗易懂： 避免过于晦涩的专业术语，力求用清晰的语言阐述复杂的概念。 结构逻辑严谨： 各章节之间相互关联，层层递进，形成流畅的学习路径。 本书并非一本操作手册，而是致力于培养读者对通信系统设计和原理的深刻洞察力。通过学习本书，读者将能够独立分析复杂的通信问题，理解不同通信技术的优势与局限，并为未来在该领域深入研究或实际工作打下坚实的基础。我们相信，本书将成为您在通信科学领域探索学习的得力伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习任何一门技术，动手实践是检验和巩固理论知识最有效的方式，而《数字信号处理实验教程（第2版）》在这方面做得尤为出色。这本书给我最大的感受就是它的“实用性”和“前瞻性”。它所涵盖的实验项目，紧密结合了当前数字信号处理领域的热点和前沿应用，例如在通信系统中的应用、在生物医学信号处理中的应用等等，这些内容不仅能让我们了解理论的实际价值，更能激发我们对未来研究方向的兴趣。书中提供的实验平台和工具也非常现代化，很容易上手，并且能够快速地看到实验结果。我尤其喜欢书中对每个实验的“实验分析”部分，它引导读者去思考实验结果的意义，去分析可能出现的误差，并提出改进建议，这是一种非常宝贵的科研思维训练。我曾经尝试过书中关于FFT算法在频谱分析中的应用实验，通过调整采样频率和信号长度，我清晰地看到了不同参数对频谱分辨率的影响，这让我对FFT的理解上升到了一个全新的高度。此外，这本书的编排也非常合理，理论讲解和实验部分相互呼应，形成了一个良性循环，让学习过程既有深度又不至于枯燥。对于任何希望将理论知识转化为实际技能的读者，这本书都是一个不可多得的好帮手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑是给数字信号处理的学习者们带来了一份厚礼。从一个初学者的角度来看，《数字信号处理实验教程（第2版）》提供了非常友好的入门路径。它并没有一开始就堆砌复杂的数学公式，而是从一些直观易懂的例子入手，慢慢引导读者进入数字信号处理的世界。书中对基本概念的解释清晰准确，并且在引入更深入的内容时，都给出了充分的铺垫和过渡，让我这个之前对DSP感到有些畏惧的学生，逐渐建立了信心。最让我印象深刻的是，它在讲解每一个实验时，都非常注重实验的“可复现性”。作者提供了详细的代码和操作指导，即使是没有太多编程经验的学生，也能够按照步骤完成实验，并从中获得成就感。我记得我第一次尝试用MATLAB实现一个简单的FIR滤波器时，书中提供的例程让我很快就理解了滤波器的设计思路，并且能够灵活地修改参数来观察滤波效果。这种“跟着做就能学会”的学习模式，对于提高学习效率非常重要。而且，书中的一些实验项目，比如关于音频信号的处理，贴近生活，很容易引起读者的兴趣，让学习不再是枯燥的任务，而是一次有趣的探索。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《数字信号处理实验教程（第2版）》是一本集理论深度、实践广度与教学艺术于一体的优秀教材。对于我这样的进阶学习者而言，它提供了宝贵的深入研究机会。书中对于一些高级课题的探讨，例如自适应滤波、小波变换等，都进行了深入而系统的讲解，并且配套了相应的实验，这使得我在理论理解的基础上，能够进一步探索这些复杂算法的实际应用。我特别欣赏书中对于算法性能分析的部分，它不仅关注算法的正确性，更引导读者去评估算法的效率、鲁棒性以及在不同条件下的表现，这对于培养严谨的科学研究态度至关重要。我曾经在书中关于信道编码的实验中，通过对比不同编码方式的误码率，直观地感受到了编码技术在提高通信可靠性方面的巨大作用。此外，书中对近年来数字信号处理领域的新进展也进行了及时的更新和介绍，这使得本书在保持经典理论的同时，也具有很强的时效性。这本书就像一位经验丰富的导师，不仅传授我知识，更引导我思考，培养我解决实际问题的能力，是我在数字信号处理领域继续深造的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的太棒了！作为一个在电子工程领域摸爬滚打了几年的学生，我尝试过不少关于数字信号处理的书籍，但《数字信号处理实验教程（第2版）》给我带来的惊喜是前所未有的。首先，它在理论讲解上就做得非常扎实，不像有些教材那样流于表面，而是深入浅出地剖析了每一个核心概念，比如傅里叶变换、Z变换、滤波器设计等等，用大量生动形象的比喻和图示来辅助理解，让那些抽象的数学公式变得不再可怕。我尤其喜欢书中对各种算法的推导过程，清晰明了，逻辑性极强，一步一步跟着就能完全弄懂。而且，它不仅仅局限于理论，更重要的是，它提供了大量的实验项目，这些实验项目设计得非常巧妙，既能巩固理论知识，又能让我们动手实践，体验数字信号处理在实际中的应用。比如，书中关于语音信号处理的实验，让我亲眼看到了如何对声音进行滤波、降噪，以及进行简单的语音识别，那种成就感真的无法用言语形容。另外，教材的语言风格也非常接地气，作者似乎非常了解学生的学习难点，总能在关键的地方给出提示和解释，让学习过程更加顺畅。我强烈推荐所有正在学习或即将学习数字信号处理的同学，尤其是那些希望通过实践加深理解的同学，这本书绝对是你们不容错过的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

说实话，最初拿到这本书的时候，我并没有抱太高的期望，毕竟市面上的“实验教程”很多，真正能做到理论与实践完美结合的不多。然而，《数字信号处理实验教程（第2版）》彻底颠覆了我的看法。它不仅仅是一本“实验手册”，更是一本能够引导你深度思考的“引路书”。书中对每一个实验环节的描述都极其细致，从实验目的、原理到具体的操作步骤，再到预期结果的分析，都考虑得非常周全。我特别欣赏的是，它并没有简单地给出代码，而是鼓励读者自己去思考和实现，这种方式虽然初期会遇到一些挑战，但一旦克服，收获到的知识和技能是无比宝贵的。我记得在做一个关于图像滤波的实验时，我尝试了不同的核函数和参数，观察到了滤波效果的显著差异，这让我对滤波器在实际应用中的重要性有了更深刻的认识。书中还穿插了一些“拓展思考”和“常见问题解答”的部分，这些内容往往是老师课堂上不一定会详细讲解，但对学生来说却是非常关键的，能够帮助我们避免走弯路，更好地掌握知识。总的来说，这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的能力和严谨的科学态度，对于想要在数字信号处理领域有所建树的读者来说，这本书绝对是打下坚实基础的绝佳选择。