數字信號處理與DSP實現技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳帥 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 信號處理
• 算法實現
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• C語言
• 濾波設計
• 譜分析

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115398093

版次：1

商品編碼：11769324

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：247

正文語種：中文

內容簡介

1.將DSP實現技術以及Matlab應用融入到數字信號處理之中，符閤教學改革需求
2.理論與應用相結閤，例題均采用Matlab程序實現，案例實現提供正確的程序代碼
3.安徽省高等學校“十二五”省級規劃教材

作者簡介

陳帥為長期從事數字信號處理和DSP應用的一綫教師，主持完成省級教學研究項目、省級高等學校自然科學研究項目等多項，並將其項目經驗融入教材中。

內頁插圖

前言/序言

現代通信與嵌入式係統中的關鍵技術：信號的洞察與轉化 本書深入探索瞭信息時代不可或缺的兩大基石：現代通信係統的運行原理及其核心驅動力，以及嵌入式係統的蓬勃發展如何改變我們的生活。我們將目光聚焦於信號的本質，揭示它們如何在紛繁復雜的世界中被捕捉、解析、並最終轉化為有用的信息，從而驅動從智能手機到先進工業控製器的廣泛應用。 第一篇：現代通信係統的基石——信號的奧秘 在信息爆炸的今天，通信無處不在。本書的第一篇將帶您穿越現代通信係統的核心，理解信號是如何被創造、傳輸和接收的。 信號的本質與分類： 從連續時間信號到離散時間信號，從周期信號到非周期信號，本書將清晰地闡述不同類型信號的數學模型和物理意義。您將理解傅裏葉級數和傅裏葉變換如何在時域和頻域之間架起橋梁，揭示信號的頻譜特性，這是理解後續所有處理技術的基礎。 采樣定理的魔力： 為什麼我們可以將連續的模擬信號轉化為計算機能夠理解的數字信號？采樣定理將為您揭示其中的奧秘。我們將詳細講解奈奎斯特采樣率，以及過采樣和欠采樣在不同場景下的應用和影響，確保信息在轉換過程中不丟失或産生混疊。 量化與編碼的藝術： 數字信號的處理離不開量化和編碼。本書將深入探討不同量化策略，如均勻量化和非均勻量化，以及它們對信號保真度的影響。您將瞭解脈衝編碼調製（PCM）等基本編碼方式，以及如何通過更先進的編碼技術（如差分脈衝編碼調製DPCM、自適應差分脈衝編碼調製ADPCM）來壓縮數據，提高傳輸效率。 噪聲與失真： 信號在傳輸過程中不可避免地會受到噪聲和失真的影響。本書將分析各種噪聲的來源，如熱噪聲、散彈噪聲等，並介紹常用的信號降噪技術，包括綫性濾波、維納濾波等。同時，我們將探討信號失真的類型，如綫性失真和非綫性失真，並介紹相應的補償方法。 通信係統的基本架構： 從基帶傳輸到帶通傳輸，本書將勾勒齣通信係統的基本框架。您將瞭解調製解調的基本原理，如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM），以及更高效的數字調製技術，如相移鍵控（PSK）、正交幅度調製（QAM）。同時，我們將觸及信道編碼，如漢明碼、捲積碼，用於抵抗信道乾擾，提高傳輸的可靠性。 第二篇：嵌入式係統的脈搏——信號的智能處理 嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能傢居到工業自動化，從醫療設備到汽車電子。本書的第二篇將聚焦於這些“幕後英雄”，以及它們如何通過對信號的智能處理來實現各種功能。 DSP芯片的架構與優勢： 為什麼專門的數字信號處理器（DSP）芯片在處理信號方麵如此高效？本書將深入剖析DSP芯片的獨特架構，如哈佛架構、指令集優化、專用硬件單元（如MAC單元、ALU）等，解釋它們如何在並行處理、高速運算方麵超越通用處理器，實現實時信號處理。 濾波器設計與實現： 濾波器是信號處理中最重要的工具之一。本書將詳細講解IIR（無限脈衝響應）和FIR（有限脈衝響應）濾波器的設計原理，包括窗函數法、頻率采樣法、雙綫性變換法等。您將學習如何根據具體應用場景選擇閤適的濾波器類型，並理解其在信號去噪、信號分離、均衡等方麵的應用。 快速傅裏葉變換（FFT）的應用： FFT算法以其極高的計算效率，成為瞭現代信號處理的核心。本書將詳細闡述FFT算法的原理，並展示其在頻譜分析、係統辨識、相關分析等方麵的廣泛應用，讓您理解如何快速有效地從信號中提取頻率信息。 自適應信號處理： 在時變或未知環境中，傳統的固定濾波器難以勝任。本書將介紹自適應信號處理的概念，講解如最小均方（LMS）算法、遞歸最小二乘（RLS）算法等，以及它們如何在通信係統（如迴聲消除）、傳感器網絡等領域實現信號的自適應跟蹤和優化。 嵌入式係統中的信號采集與控製： 嵌入式係統通常需要與物理世界交互，這就涉及到信號的采集和控製。本書將介紹模擬-數字轉換器（ADC）和數字-模擬轉換器（DAC）的工作原理，以及如何選擇閤適的采樣率和分辨率。您將理解如何通過數字信號處理算法，將采集到的信號轉化為控製指令，實現對外部設備的精確控製。 嵌入式係統的實時性要求： 嵌入式係統往往對實時性有著嚴格的要求。本書將探討如何設計高效的信號處理算法，優化代碼實現，並利用硬件加速技術，確保係統在規定時間內完成信號處理任務，滿足應用需求。 本書的價值與讀者收益： 本書旨在為讀者提供一個紮實的理論基礎和豐富的實踐指導，幫助您深入理解現代通信和嵌入式係統的工作原理。無論您是通信工程、電子工程、計算機科學等相關專業的學生，還是從事相關領域的研究開發人員，亦或是對信號處理技術充滿好奇的科技愛好者，都能從中獲益。 通過學習本書，您將能夠： 深刻理解信號的數學模型和物理意義。 掌握各類信號處理算法的原理和實現方法。 理解現代通信係統和嵌入式係統中的關鍵技術。 為開發高性能、高可靠性的通信和嵌入式産品奠定堅實基礎。 培養解決實際信號處理問題的能力。 我們相信，本書將成為您探索數字世界奧秘，掌握信息時代核心技術的寶貴夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它“由淺入深，層層遞進”的講解方式。作者從最基礎的數字信號和係統概念講起，逐步引入傅裏葉變換、Z變換等核心理論，再到數字濾波器的設計、譜估計、自適應濾波等更高級的主題。這種循序漸進的安排，使得即便是初學者也能逐步建立起對數字信號處理的認知框架。我尤其喜歡書中關於“采樣定理”的講解，作者不僅給齣瞭定理的數學推導，還深入分析瞭采樣頻率選擇不當可能導緻的“混疊”現象，並通過圖示進行瞭形象的說明。這讓我對數字信號的采集過程有瞭更清晰的理解。在DSP實現技術方麵，這本書同樣做得非常齣色。書中詳細介紹瞭DSP芯片的架構，以及如何利用C語言和匯編語言來編寫高效的DSP程序。我特彆欣賞書中關於“指令集”、“尋址方式”以及“中斷處理”等內容的講解，這些都是在實際DSP開發中不可或缺的知識。書中還提供瞭大量與理論內容相對應的代碼示例，這些代碼不僅能夠幫助讀者理解算法的實現，還能為實際項目提供參考。例如，書中關於數字濾波器實現的章節，就包含瞭多種濾波器設計方法和對應的C語言代碼，讓我能夠親手實踐並驗證這些算法。總而言之，這是一本能夠幫助讀者構建紮實DSP理論基礎，並掌握實際實現技能的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的最大驚喜是其“循序漸進”的學習體驗。作者在組織內容時，非常巧妙地將復雜的理論概念分解成易於理解的小塊，並且層層遞進。我之前對傅裏葉變換一直有些模糊的概念，但通過這本書中關於離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的詳細講解，我終於對其有瞭清晰的認識。書中對於FFT算法的分解思路，尤其是基-2 DIT和DIF算法的推導，讓我徹底理解瞭它的高效之處。而且，書中還結閤瞭實際的信號處理場景，比如音頻信號的頻譜分析，通過這樣的例子，我能夠更好地理解FFT的應用價值。另外，在討論濾波器設計時，書中對FIR和IIR濾波器的設計方法進行瞭深入的講解，包括窗函數法、頻率采樣法、衝激響應不變法、雙綫性變換法等。作者在分析這些方法時，不僅僅給齣瞭公式，更深入地探討瞭它們各自的優缺點以及適用範圍。這讓我能夠根據實際需求，做齣更明智的設計選擇。我尤其欣賞書中對於“移位不變性”和“因果性”等係統基本屬性的講解，這些看似基礎的概念，卻是理解更復雜算法的前提。通過閱讀這本書，我感覺自己對數字信號處理的整體框架有瞭更深刻的理解，不再是零散的知識點堆砌，而是形成瞭一個完整的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先映入眼簾的是那些看似抽象的數學公式，但很快，作者通過一係列精心設計的例子，將這些公式“活化”瞭。我特彆欣賞書中對於離散時間信號和係統基本概念的闡述，比如捲積定理的推導，它不僅僅是給齣瞭一個結論，而是詳細地展示瞭每一步的邏輯關係，這使得我在理解信號在係統中的變換過程時，能夠做到心中有數。書中對於濾波器理論的講解，可以說是“淋灕盡緻”瞭。從低通、高通到帶通、帶阻，再到各種濾波器的設計方法，都進行瞭細緻的介紹。尤其是在討論IIR濾波器設計時，作者並沒有迴避其穩定性問題，而是深入剖析瞭産生不穩定性的原因，並給齣瞭判斷和避免的方法。這對我來說非常重要，因為在實際工程中，濾波器的穩定性直接關係到係統的可靠性。此外，書中關於離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的章節，也讓我受益匪淺。雖然之前對FFT有過一些瞭解，但這本書深入剖析瞭FFT的算法原理，特彆是蝶形運算的設計，讓我對它的高效性有瞭更深層次的理解。而且，書中還提供瞭C語言和MATLAB的實現代碼，這對於我這種需要將理論轉化為實際應用的人來說，簡直是“雪中送炭”。通過這些代碼，我不僅能夠驗證書中的理論，還能在自己的項目中直接藉鑒和修改。總的來說，這本書在理論深度和工程實踐之間找到瞭一個絕佳的平衡點，它能夠滿足那些希望深入理解DSP理論，同時又需要掌握實際實現技巧的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在嵌入式領域工作的工程師，經常需要處理各種信號。在這本書的幫助下，我感覺自己對數字信號處理的理解上升到瞭一個新的高度。書中關於離散傅裏葉變換（DFT）的講解，從定義到性質，再到其在信號分析中的應用，都進行瞭詳盡的闡述。尤其是對快速傅裏葉變換（FFT）的講解，作者不僅詳細介紹瞭FFT的算法原理，還分析瞭其在不同應用場景下的效率問題。我特彆喜歡書中關於“FFT對信號的處理流程”的介紹，從數據的預處理到結果的後處理，都給齣瞭清晰的指導。而且，書中還提供瞭C語言的FFT實現代碼，這對於我這種需要將算法移植到嵌入式平颱的工程師來說，簡直是“福音”。通過對這些代碼的學習，我不僅能夠理解算法的細節，還能學習到一些優化技巧。此外，書中關於數字濾波器設計的部分，也讓我受益匪淺。從FIR到IIR，從模擬濾波器的原型設計到離散濾波器的實現，都進行瞭詳細的介紹。我尤其欣賞書中對於“濾波器性能指標”的講解，比如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度等，這些都是在實際工程中必須考慮的關鍵參數。通過這本書，我能夠更好地理解和設計滿足特定需求的濾波器。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的整體感受是“知識的深度和廣度並存”。在基礎理論方麵，作者對信號與係統的概念進行瞭非常深入的講解，包括連續時間信號與係統、離散時間信號與係統、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等，都給齣瞭詳盡的推導和分析。我特彆欣賞書中在講解Z變換時，不僅介紹瞭其定義和性質，還深入分析瞭其在係統穩定性、因果性以及係統響應求解等方麵的應用。這讓我對離散時間係統的分析有瞭更深刻的理解。而在DSP實現技術方麵，這本書也毫不遜色。書中詳細介紹瞭各種DSP指令集，以及如何利用這些指令來高效地實現信號處理算法。我尤其喜歡書中關於“指令流水綫”、“零開銷循環”等優化技術的講解，這對於我這種需要將算法移植到DSP平颱的工程師來說，是極其寶貴的知識。書中還提供瞭大量的C語言和匯編語言的實現代碼示例，這些代碼不僅能夠幫助讀者理解算法的實現細節，還能提供直接的項目藉鑒。例如，書中關於FFT算法的實現，就包含瞭多種優化策略，讓我對如何提高FFT的計算效率有瞭更清晰的認識。總而言之，這是一本能夠滿足讀者對DSP理論和實踐雙重需求的優秀圖書。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術書籍，不僅要有紮實的理論基礎，還要有貼近實際應用的指導意義。這本書恰恰做到瞭這一點。在講解理論知識時，作者絲毫不含糊，無論是采樣定理的推導，還是Z變換的性質，都講解得非常透徹。但最讓我印象深刻的是，它並沒有止步於理論，而是將大量的篇幅用在瞭“DSP實現技術”上。書中詳細介紹瞭各種DSP芯片的架構，以及如何利用匯編語言和C語言來編寫高效的DSP程序。我特彆喜歡書中關於指令集和尋址方式的講解，這對於我這種需要深入理解DSP硬件的讀者來說，非常寶貴。通過書中的實例，我能夠看到如何將數學算法轉化為具體的DSP指令，並進行優化。例如，在實現FFT算法時，書中就給齣瞭兩種不同的實現方式，並分析瞭它們在性能上的差異。這讓我對DSP編程有瞭更深刻的認識，也更加理解瞭為什麼DSP芯片在某些領域能夠比通用處理器錶現得更好。此外，書中還涉及瞭許多實際的應用場景，比如數字濾波器在通信係統中的應用，以及語音信號處理中的一些基本技術。這些內容不僅拓寬瞭我的視野，也為我將所學知識應用於實際工程項目提供瞭思路。總的來說，這本書是一本“既能抬頭仰望星空，又能腳踏實地”的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書最吸引我的地方在於它“理論與實踐並重”的風格。在講解數字信號處理的基礎理論時，作者非常注重概念的清晰性和邏輯的連貫性。例如，在講解Z變換時，書中不僅給齣瞭Z變換的定義和性質，還詳細分析瞭其在離散時間係統分析中的作用，比如如何通過Z變換來分析係統的穩定性、頻率響應以及求解差分方程。這使得我在理解離散時間係統的行為時，能夠做到遊刃有餘。更重要的是，這本書並沒有止步於理論，而是將大量的篇幅用在瞭DSP的實現技術上。書中詳細介紹瞭各種DSP指令的特性，以及如何利用這些指令來高效地實現信號處理算法。我尤其喜歡書中關於“硬件加速”和“流水綫技術”的講解，這讓我對DSP芯片的設計理念有瞭更深入的認識，也對如何編寫高效的DSP代碼有瞭更清晰的指導。書中還提供瞭很多具體的代碼示例，這些代碼不僅僅是演示性的，而是經過優化的，可以直接應用於實際項目中。例如，在實現數字濾波器時，書中給齣瞭多種優化策略，並分析瞭它們對性能的影響。總而言之，這是一本能夠幫助讀者“學得懂、用得會”的優秀DSP教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書我讀瞭大概一半，感覺內容安排得很紮實，從基礎的采樣定理、量化噪聲開始，一點點深入到傅裏葉變換、Z變換這些核心概念。作者在講解的時候，很少齣現那種“這部分大傢應該都懂”的跳躍式描述，而是循序漸進，即便是我這種之前對數字信號處理瞭解不多的讀者，也能相對輕鬆地跟上思路。尤其是一些經典的算法，比如FIR濾波器和IIR濾波器的設計，書中不僅給齣瞭數學原理，還結閤瞭MATLAB等工具的實現示例，這一點對我來說非常實用。我喜歡它那種“學以緻用”的風格，能夠看到理論是如何轉化為實際應用的。舉個例子，關於窗函數的設計，書中就詳細對比瞭不同窗函數在頻率響應上的特性，比如旁瓣抑製和主瓣寬度之間的權衡，這讓我對如何根據具體需求選擇閤適的窗函數有瞭更清晰的認識。另外，在討論濾波器設計時，書中也提到瞭離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的應用，這部分內容是理解很多信號處理算法的關鍵。作者在解釋FFT的原理時，並沒有止步於公式推導，而是嘗試通過形象的比喻來幫助讀者理解其高效性，這點做得很好。我還注意到書中關於譜估計的部分，提到瞭多種方法，比如周期圖法、Welch法等，並分析瞭它們各自的優缺點，這對於理解不同場景下如何準確地估計信號的頻譜非常有幫助。總的來說，這本書給我一種“厚重”的感覺，它不是那種浮光掠影的教材，而是真正深入地講解瞭數字信號處理的內在邏輯和實現細節。即便有時候會覺得內容有點多，需要反復琢磨，但這種嚴謹性恰恰是它最大的優點。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是“嚴謹而易懂”。在講解數字信號處理的核心概念時，作者非常注重數學的嚴謹性，但同時又努力用通俗易懂的語言來解釋這些概念。我尤其喜歡書中關於“頻譜泄漏”和“混疊”等現象的講解，作者通過圖示和生動的比喻，讓我非常清晰地理解瞭這些現象産生的原因及其影響。這對於我理解信號的采樣過程和頻率分析至關重要。書中對於濾波器設計的講解也堪稱“典範”。從FIR濾波器的窗函數法，到IIR濾波器的頻率變換法，作者都進行瞭詳細的推導和分析，並給齣瞭在MATLAB中實現的具體代碼。我通過運行這些代碼，親身體驗瞭不同設計參數對濾波器性能的影響，這比單純閱讀理論要有效得多。我還注意到書中關於“多速率信號處理”的章節，這部分內容在現代通信係統和信號處理係統中應用非常廣泛。作者對采樣率變換器、抽取器和插值器的原理和實現都進行瞭深入的講解，這讓我對高效處理不同采樣率信號有瞭更清晰的認識。總的來說，這本書在內容上做到瞭“厚積薄發”，它在打下堅實理論基礎的同時，又不忘介紹實際的實現技術，是一本非常適閤DSP領域學習者的優秀讀物。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最直觀的感受是它的“全麵性”和“實用性”。它涵蓋瞭數字信號處理的方方麵麵，從最基礎的采樣和量化，到高級的譜估計和自適應濾波。作者在講解理論時，非常注重概念的清晰化，不會含糊其辭。舉個例子，在講到Z變換時，書中不僅介紹瞭Z變換的定義和性質，還詳細講解瞭其在係統分析中的作用，比如如何判斷係統的穩定性和因果性。這對於理解離散時間係統的行為至關重要。更讓我驚喜的是，這本書在每一章的結尾，都會提供相關的MATLAB代碼示例。這些代碼不僅僅是公式的直接翻譯，而是經過精心設計，能夠清晰地展示所講概念的應用。例如，在介紹FIR濾波器設計時，書中提供瞭多種設計方法，並給齣瞭相應的MATLAB代碼，讓我能夠直觀地比較不同設計方法的優缺點。這大大縮短瞭從理論到實踐的距離。我尤其喜歡書中關於自適應濾波的部分。自適應濾波器在很多實際應用中都扮演著重要角色，比如噪聲消除和信道均衡。這本書對LMS算法和RLS算法進行瞭詳細的講解，並分析瞭它們在不同場景下的性能錶現。通過閱讀這部分內容，我對如何設計和實現自適應濾波器有瞭更清晰的認識。總而言之，這是一本非常值得推薦的圖書，無論你是初學者還是有一定基礎的工程師，都能從中獲得寶貴的知識和啓發。