數字信號處理實驗教程（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李莉 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 實驗教程
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 高等教育
• 工程技術
• DSP

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302394006

版次：2

商品編碼：11764853

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校電子信息工程規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：231

字數：373000

正文語種：中文

編輯推薦

　　

針對工程應用型本科專業的教學特點，注重數字信號分析和數字處理係統的基本原理驗證和算法綜閤實現；實驗均在通用計算機平颱上，用MATLAB語言編程實現；為課程實踐環節嘗試雙語教學提供瞭參考教材；便於踐行個性化、分層教學的新理念。

　　

內容簡介

　　《數字信號處理實驗教程（第2版）/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材》針對工程應用型本科專業的實驗教學特點，注重數字信號處理的基本理論、基本算法的MATLAB實現，倡導有條件的雙語教學、踐行個性化的分層教學新理念。通過典型的實例MATLAB程序幫助讀者理解和掌握基礎理論的基本應用，激發學生的自主學習興趣。
　　本書第一部分（實驗1～實驗6）為基礎實驗，側重基本MATLAB語言介紹、基本信號概念和係統原理，是用英文撰寫的。由於課程教材一般為中文，實踐環節的這種安排既能保證學生對基本概念和基礎理論算法的理解掌握，又培養瞭學生的英文應用能力。第二部分（實驗7～實驗13）為專題實驗，是用中文撰寫的。專題實驗內容循序漸進，通過各專題的相關子課題，引導有興趣的學生進行綜閤性、設計性實驗研究。根據實驗教學要求可對兩部分實驗內容進行選擇，作為必做實驗或課外拓展綜閤設計選做實驗。
　　本書也可作為通信、電子信息、計算機應用技術等相關專業本科生實驗教學用書或者作為從事數字信號處理工作的工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第一部分 基礎實驗
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 專題實驗
實驗7 取樣與恢復
7．1 頻譜混疊研究
7．1．1 基本原理
7．1．2 實驗內容
7．1．3 實驗報告要求
7．2 非有限時長信號取樣
7．2．1 基本原理
7．2．2 實驗內容
7．2．3 實驗報告要求
7．3 理想采樣、平頂采樣、自然采樣對原信號頻譜的影響
7．3．1 基本原理
7．3．2 實驗內容
7．3．3 實驗報告要求
實驗8 離散時間係統與捲積
8．1 綫性捲積運算
8．1．1 基本原理
8．1．2 實驗內容
8．1．3 實驗報告要求
8．2 濾波的思想實現捲積
8．2．1 基本原理
8．2．2 實驗內容
8．2．3 實驗報告要求
8．3 圓周捲積
8．3．1 基本原理
8．3．2 實驗內容
8．3．3 實驗報告要求
8．4 分段捲積
8．4．1 基本原理
8．4．2 實驗內容
8．4．3 實驗報告要求
8．5 捲積的應用
8．5．1 基本原理
8．5．2 實驗內容
8．5．3 實驗報告要求
實驗9 係統函數與Z變換
9．1 數字係統的係統函數研究
9．1．1 基本原理
9．1．2 實驗內容
9．1．3 實驗報告要求
9．2 數字周期波形發生器
9．2．1 基本原理
9．2．2 實驗內容
9．2．3 實驗報告要求
9．3 求解數字係統時域輸入輸齣差分方程
9．3．1 基本原理
9．3．2 實驗內容
9．3．3 實驗報告要求
實驗10 DFT／FFT
10．1 矩形窗和漢明窗
10．1．1 窗函數基礎知識
10．1．2 實驗內容
10．1．3 實驗報告要求
10．2 DTMF信號分析
10．2．1 DTMF信號基本概念
10．2．2 實驗內容
10．2．3 實驗報告要求
10．3 DFT／FFT在頻譜分析中的應用
10．3．1 基礎知識
10．3．2 實驗內容
10．3．3 實驗報告要求
實驗11 數字濾波器的實現
11．1 濾波器設計的基礎知識
11．2 IIR濾波器係統函數、I／O差分方程和實現結構
11．2．1 基礎理論
11．2．2 直接型和級聯型濾波器係統函數間的互相轉換
11．2．3 無限單位取樣脈衝響應濾波器設計
11．2．4 實驗內容
11．2．5 實驗報告要求
11．3 FIR濾波器的設計
11．3．1 FIR濾波器基本特性
11．3．2 FIR濾波器設計方法介紹
11．3．3 窗函數法設計步驟
11．3．4 利用fir1和fir2函數進行有限單位取樣脈衝響應 濾波器設計
11．3．5 實驗內容
11．3．6 實驗報告要求
實驗12 應用研究——數字音響
12．1 波形錶數字振蕩器
12．1．1 波形錶數字振蕩器基本原理
12．1．2 實驗內容
12．1．3 實驗報告要求
12．2 波形錶法調幅和調頻
12．2．1 波形錶法實現調幅、調頻的原理
12．2．2 基於波形錶振蕩器設計AM信號發生器
12．2．3 基於波形錶振蕩器設計FM信號發生器
12．2．4 實驗內容
12．2．5 實驗報告要求
12．3 序列延遲在數字音響閤成中的應用
12．3．1 序列延遲産生簡單音響效果的基本原理
12．3．2 實驗內容
12．3．3 實驗報告要求
12．4 數字反射器及其迴響時間常數
12．4．1 反射及迴響時間常數
12．4．2 簡單的數字反射器
12．4．3 低通反射器
12．4．4 實驗內容
12．4．5 實驗報告要求
12．5 （反射）延遲單元
12．5．1 簡單反射多重延遲原理
12．5．2 低通反射多重延遲原理
12．5．3 實驗內容
12．5．4 實驗報告要求
12．6 高階多重延遲的音響效果
12．6．1 高階多重延遲的結構原理
12．6．2 高階多重延遲的實現例子
12．6．3 實驗內容
12．6．4 實驗報告要求
12．7 壓縮器和擴展器
12．7．1 壓縮器和擴展器的基本原理
12．7．2 壓縮器和擴展器的穩態輸入輸齣關係
12．7．3 動態範圍處理器的實現結構
12．7．4 實驗內容
12．7．5 實驗報告要求
實驗13 應用研究——數字圖像處理
13．1 平滑濾波器
13．1．1 基本原理
13．1．2 實驗內容
13．1．3 實驗報告要求
13．2 銳化濾波器
13．2．1 基本原理
13．2．2 實驗內容

前言/序言

數字信號處理實驗教程（第2版）

《通信原理與技術探秘：從基礎到前沿》 內容簡介： 本書旨在為廣大通信工程、電子信息工程以及相關領域的學生和從業者提供一套係統、深入的通信原理學習指南。我們並非聚焦於某一項具體技術或實驗，而是緻力於構建一個堅實而全麵的理論框架，引導讀者理解通信係統的核心思想、設計原則以及未來的發展趨勢。本書力求在深度與廣度之間取得平衡，既能紮實講解基礎概念，又能適時引入前沿技術，為讀者在復雜多變的通信領域打下堅實的基礎，激發探索未知的興趣。 第一部分：通信係統的基石——信號的本質與信息傳輸 本部分將從最基本的概念齣發，帶領讀者走進信號與信息的海洋。我們首先會深入剖析“信號”的數學模型，探討連續時間信號與離散時間信號的特性，包括周期信號、非周期信號、能量信號和功率信號的定義與辨析。通過對傅裏葉級數和傅裏葉變換的細緻講解，讀者將深刻理解信號在頻域的錶示方式，掌握如何分析信號的頻譜特性，為後續理解調製、解調等關鍵技術奠定基礎。 接著，我們將聚焦於“信息”的度量和編碼。信息論作為通信的靈魂，其基本概念——信息量、熵、互信息——將在本書中得到清晰的闡釋。讀者將學習到如何量化信息的“不確定性”，理解信源編碼（如香農編碼、霍夫曼編碼）在壓縮冗餘、提高傳輸效率方麵的作用。同時，我們也會探討信道編碼（如海明碼、捲積碼、Turbo碼）在抵抗噪聲、保證數據可靠性方麵的原理與應用。 第二部分：通信鏈路的構建——調製、解調與多址技術 本部分是通信係統設計的核心環節。我們將詳細講解各類模擬調製技術，包括調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）。通過清晰的原理推導和典型的應用場景分析，讀者將理解不同調製方式的優缺點，以及它們在音頻、廣播等領域的適用性。 隨後，我們將重點轉嚮數字調製技術，這是現代通信係統的基石。本書將係統介紹幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）及其各種變種，如正交幅度調製（QAM）。我們將深入分析這些調製方式的星座圖、功率譜密度、誤碼率性能，以及它們在數據通信、移動通信等領域的廣泛應用。 解調技術作為調製的對立麵，其原理的掌握至關重要。我們將探討相乾解調、非相乾解調等不同解調方式，以及它們與對應調製方式之間的匹配關係。 多址技術是實現多個用戶共享通信資源的有效手段。本書將詳細闡述時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及最新的正交頻分多址（OFDMA）等技術。我們將分析它們的工作原理、係統容量、抗乾擾能力，並介紹它們在移動通信係統（如2G、3G、4G、5G）中的演進與應用。 第三部分：可靠傳輸的保障——信道特性與噪聲乾擾 在信息傳輸過程中，信道並非理想的“黑箱”，而是會引入各種失真和噪聲。本部分將深入剖析通信信道的特性，包括綫性信道與非綫性信道、時不變信道與時變信道。我們將重點關注信道衰落、頻率選擇性衰落、多徑傳播等影響通信質量的關鍵因素，並探討它們對信號傳輸的影響。 噪聲是通信係統中最普遍的乾擾源。本書將詳細介紹各種常見的噪聲類型，如熱噪聲、散粒噪聲、火花噪聲等，並分析它們對信號的影響。我們將深入理解信噪比（SNR）這一關鍵指標的重要性，並探討如何通過各種技術來提高信噪比，從而提升通信係統的可靠性。 第四部分：現代通信的引擎——編碼與糾錯技術 為瞭剋服噪聲和信道失真的影響，編碼與糾錯技術扮演著至關重要的角色。本部分將係統介紹差錯控製編碼的原理與方法。我們將深入講解綫性分組碼（如漢明碼、 BCH碼、RS碼）的代數結構、編碼與譯碼過程。 隨後，我們將詳細介紹捲積碼的編碼生成方式、狀態圖、維特比譯碼算法，以及其在提高通信可靠性方麵的優勢。 現代通信係統中，Turbo碼和LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）是實現接近香農限性能的關鍵技術。本書將對這兩種先進的糾錯碼進行深入的原理剖析，包括它們的結構、迭代譯碼過程，以及它們在3G、4G、5G等移動通信係統以及衛星通信等領域的成功應用。 第五部分：網絡化通信的基石——網絡結構與協議棧 通信係統並不僅僅是點對點的鏈路，而是復雜的網絡。本部分將帶領讀者理解通信網絡的層次化結構，重點介紹TCP/IP協議棧。我們將深入解析各層協議的功能，包括應用層（HTTP、FTP、SMTP）、傳輸層（TCP、UDP）、網絡層（IP、ICMP、路由協議）以及數據鏈路層（Ethernet、PPP）和物理層。 我們將重點關注TCP協議的可靠傳輸機製，包括三次握手、四次揮手、流量控製和擁塞控製。同時，我們也將探討UDP協議的無連接、不可靠但高效的傳輸特點，以及它們在不同應用場景下的選擇。 本書還將介紹網絡交換技術，包括電路交換、報文交換和分組交換，以及路由器、交換機等網絡設備的原理。 第六部分：通信技術的演進與前沿展望 本部分將帶讀者迴顧通信技術的發展曆程，從早期的模擬通信到數字通信，再到如今的移動互聯網和物聯網。我們將探討當前通信領域的熱點與前沿技術，包括： 5G及未來通信（6G）： 深入分析5G的關鍵技術，如毫米波、大規模MIMO、網絡切片、邊緣計算等，並展望6G的可能發展方嚮，如太赫茲通信、AI賦能通信、全息通信等。 衛星通信與低軌星座： 介紹衛星通信的基本原理，以及低軌衛星星座（如Starlink）對全球互聯網接入帶來的變革。 物聯網（IoT）通信： 探討適用於物聯網的通信技術，如LoRa、NB-IoT、Sigfox等，以及它們的特點和應用場景。 人工智能在通信中的應用： 介紹AI技術如何賦能通信係統的設計、優化與管理，例如智能信道估計、智能資源調度、智能網絡故障診斷等。 量子通信： 簡要介紹量子通信的基本概念，以及它在安全通信方麵的潛力。 本書特色： 理論係統性強： 覆蓋通信原理的各個核心領域，構建完整的知識體係。 概念清晰深刻： 采用循序漸進的講解方式，確保讀者對基本概念有透徹的理解。 技術前沿跟蹤： 關注通信領域最新發展動態，為讀者提供前瞻性的視野。 應用導嚮： 結閤大量實際通信係統的應用案例，幫助讀者將理論知識與實踐相結閤。 語言通俗易懂： 避免過於晦澀的專業術語，力求用清晰的語言闡述復雜的概念。 結構邏輯嚴謹： 各章節之間相互關聯，層層遞進，形成流暢的學習路徑。 本書並非一本操作手冊，而是緻力於培養讀者對通信係統設計和原理的深刻洞察力。通過學習本書，讀者將能夠獨立分析復雜的通信問題，理解不同通信技術的優勢與局限，並為未來在該領域深入研究或實際工作打下堅實的基礎。我們相信，本書將成為您在通信科學領域探索學習的得力夥伴。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，《數字信號處理實驗教程（第2版）》是一本集理論深度、實踐廣度與教學藝術於一體的優秀教材。對於我這樣的進階學習者而言，它提供瞭寶貴的深入研究機會。書中對於一些高級課題的探討，例如自適應濾波、小波變換等，都進行瞭深入而係統的講解，並且配套瞭相應的實驗，這使得我在理論理解的基礎上，能夠進一步探索這些復雜算法的實際應用。我特彆欣賞書中對於算法性能分析的部分，它不僅關注算法的正確性，更引導讀者去評估算法的效率、魯棒性以及在不同條件下的錶現，這對於培養嚴謹的科學研究態度至關重要。我曾經在書中關於信道編碼的實驗中，通過對比不同編碼方式的誤碼率，直觀地感受到瞭編碼技術在提高通信可靠性方麵的巨大作用。此外，書中對近年來數字信號處理領域的新進展也進行瞭及時的更新和介紹，這使得本書在保持經典理論的同時，也具有很強的時效性。這本書就像一位經驗豐富的導師，不僅傳授我知識，更引導我思考，培養我解決實際問題的能力，是我在數字信號處理領域繼續深造的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑是給數字信號處理的學習者們帶來瞭一份厚禮。從一個初學者的角度來看，《數字信號處理實驗教程（第2版）》提供瞭非常友好的入門路徑。它並沒有一開始就堆砌復雜的數學公式，而是從一些直觀易懂的例子入手，慢慢引導讀者進入數字信號處理的世界。書中對基本概念的解釋清晰準確，並且在引入更深入的內容時，都給齣瞭充分的鋪墊和過渡，讓我這個之前對DSP感到有些畏懼的學生，逐漸建立瞭信心。最讓我印象深刻的是，它在講解每一個實驗時，都非常注重實驗的“可復現性”。作者提供瞭詳細的代碼和操作指導，即使是沒有太多編程經驗的學生，也能夠按照步驟完成實驗，並從中獲得成就感。我記得我第一次嘗試用MATLAB實現一個簡單的FIR濾波器時，書中提供的例程讓我很快就理解瞭濾波器的設計思路，並且能夠靈活地修改參數來觀察濾波效果。這種“跟著做就能學會”的學習模式，對於提高學習效率非常重要。而且，書中的一些實驗項目，比如關於音頻信號的處理，貼近生活，很容易引起讀者的興趣，讓學習不再是枯燥的任務，而是一次有趣的探索。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，學習任何一門技術，動手實踐是檢驗和鞏固理論知識最有效的方式，而《數字信號處理實驗教程（第2版）》在這方麵做得尤為齣色。這本書給我最大的感受就是它的“實用性”和“前瞻性”。它所涵蓋的實驗項目，緊密結閤瞭當前數字信號處理領域的熱點和前沿應用，例如在通信係統中的應用、在生物醫學信號處理中的應用等等，這些內容不僅能讓我們瞭解理論的實際價值，更能激發我們對未來研究方嚮的興趣。書中提供的實驗平颱和工具也非常現代化，很容易上手，並且能夠快速地看到實驗結果。我尤其喜歡書中對每個實驗的“實驗分析”部分，它引導讀者去思考實驗結果的意義，去分析可能齣現的誤差，並提齣改進建議，這是一種非常寶貴的科研思維訓練。我曾經嘗試過書中關於FFT算法在頻譜分析中的應用實驗，通過調整采樣頻率和信號長度，我清晰地看到瞭不同參數對頻譜分辨率的影響，這讓我對FFT的理解上升到瞭一個全新的高度。此外，這本書的編排也非常閤理，理論講解和實驗部分相互呼應，形成瞭一個良性循環，讓學習過程既有深度又不至於枯燥。對於任何希望將理論知識轉化為實際技能的讀者，這本書都是一個不可多得的好幫手。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的太棒瞭！作為一個在電子工程領域摸爬滾打瞭幾年的學生，我嘗試過不少關於數字信號處理的書籍，但《數字信號處理實驗教程（第2版）》給我帶來的驚喜是前所未有的。首先，它在理論講解上就做得非常紮實，不像有些教材那樣流於錶麵，而是深入淺齣地剖析瞭每一個核心概念，比如傅裏葉變換、Z變換、濾波器設計等等，用大量生動形象的比喻和圖示來輔助理解，讓那些抽象的數學公式變得不再可怕。我尤其喜歡書中對各種算法的推導過程，清晰明瞭，邏輯性極強，一步一步跟著就能完全弄懂。而且，它不僅僅局限於理論，更重要的是，它提供瞭大量的實驗項目，這些實驗項目設計得非常巧妙，既能鞏固理論知識，又能讓我們動手實踐，體驗數字信號處理在實際中的應用。比如，書中關於語音信號處理的實驗，讓我親眼看到瞭如何對聲音進行濾波、降噪，以及進行簡單的語音識彆，那種成就感真的無法用言語形容。另外，教材的語言風格也非常接地氣，作者似乎非常瞭解學生的學習難點，總能在關鍵的地方給齣提示和解釋，讓學習過程更加順暢。我強烈推薦所有正在學習或即將學習數字信號處理的同學，尤其是那些希望通過實踐加深理解的同學，這本書絕對是你們不容錯過的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

說實話，最初拿到這本書的時候，我並沒有抱太高的期望，畢竟市麵上的“實驗教程”很多，真正能做到理論與實踐完美結閤的不多。然而，《數字信號處理實驗教程（第2版）》徹底顛覆瞭我的看法。它不僅僅是一本“實驗手冊”，更是一本能夠引導你深度思考的“引路書”。書中對每一個實驗環節的描述都極其細緻，從實驗目的、原理到具體的操作步驟，再到預期結果的分析，都考慮得非常周全。我特彆欣賞的是，它並沒有簡單地給齣代碼，而是鼓勵讀者自己去思考和實現，這種方式雖然初期會遇到一些挑戰，但一旦剋服，收獲到的知識和技能是無比寶貴的。我記得在做一個關於圖像濾波的實驗時，我嘗試瞭不同的核函數和參數，觀察到瞭濾波效果的顯著差異，這讓我對濾波器在實際應用中的重要性有瞭更深刻的認識。書中還穿插瞭一些“拓展思考”和“常見問題解答”的部分，這些內容往往是老師課堂上不一定會詳細講解，但對學生來說卻是非常關鍵的，能夠幫助我們避免走彎路，更好地掌握知識。總的來說，這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養一種解決問題的能力和嚴謹的科學態度，對於想要在數字信號處理領域有所建樹的讀者來說，這本書絕對是打下堅實基礎的絕佳選擇。