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李洪涛，顾陈，朱晓华 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 系统设计
• DSP
• 信号处理系统
• 嵌入式系统
• 通信工程
• 电子工程
• 算法实现
• MATLAB
• FPGA

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118110524

版次：1

商品编码：12116528

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书以数字信号处理理论为基础，详细介绍了与之相关的系统设计知识，内容涵盖了数字信号处理系统算法及其组成、高速数据采集技术、半导体存储技术、高速数据通信技术、DSP与FPGA技术，以及电磁兼容与印刷电路板设计技术等。
　　本书第1章概述了数字信号处理算法及其系统组成；第2～4章介绍了与之相关的数据采集、存储及传输技术；第5、6章分别介绍了数字信号处理系统中的两大核心处理芯片——DSP及FPGA在数字信号处理系统中的应用；第7章介绍了电磁兼容与印刷电路板设计技术。
　　本书可作为教材，内容丰富、结构合理、图文并茂，便于实施系统教学。本书可以作为高等工科院校电类专业的教学用书，也可供相关工程技术人员参考。

目录

第1章绪论
1.1引言
1.2数字信号处理方法
1.2.1FFT算法
1.2.2FIR滤波器的基本结构
1.2.3IIR数字滤波器的基本结构
1.3数字信号处理系统
1.3.1数字信号处理系统的组成
1.3.2数字信号处理系统的设计
第2章高速数据采集技术
2.1概述
2.1.1模/数转换的目的
2.1.2模/数转换器的术语
2.2运算放大器与电压比较器
2.2.1运算放大器
2.2.2电压比较器
2.3模/数转换器
2.3.1模/数转换器基本原理
2.3.2模/数转换器性能指标
2.3.3模/数转换器的设计
2.4模拟/数字电源设计
2.4.1电源设计的目的
2.4.2模拟/数字部分电源设计
第3章半导体存储器
3.1概述
3.1.1半导体存储器的分类
3.1.2半导体存储器的指标
3.2只读存储器
3.2.1电可擦除可编程存储器
3.2.2闪烁存储器
3.3随机存取存储器
3.3.1静态随机存取存储器
3.3.2动态随机存取存储器
3.4存储器硬件设计
3.4.1DDR-Ⅱ DRAM存储器硬件设计
3.4.2QDR SRAM存储器硬件设计
第4章高速数据通信技术
4.1概述
4.1.1数据通信技术分类
4.1.2数据通信的主要性能参数
4.1.3高速数据通信技术及其发展趋势
4.2LVDS协议标准
4.2.1LVDS协议标准
4.2.2LVDS特点
4.3PCI Express总线标准
4.3.1PCI Express总线概述
4.3.2PCI Express总线的特点
4.3.3PCI Express总线数据传输过程
4.4SRIO总线标准
4.4.1SRIO总线概述
4.4.2SRIO总线的特点
4.4.3SRIO总线数据传输过程
第5章DSP技术
5.1概述
5.1.1DSP芯片的发展历史
5.1.2DSP系统
5.2DSP芯片硬件结构
5.2.1中央处理器
5.2.2存储空间
5.2.3外设及接口
5.2.4TMS320C6678DSP芯片架构
5.3DSP芯片设计
5.3.1DSP芯片硬件设计
5.3.2DSP芯片软件设计
第6章可编程逻辑技术
6.1概述
6.1.1电子设计自动化技术和可编程逻辑器件的发展
6.1.2可编程逻辑器件设计流程简介
6.2可编程逻辑器件基本结构
6.2.1CPLD的基本结构
6.2.2FPGA的基本结构
6.3DSP芯片与FPGA
6.3.1DSP芯片与FPGA性能比较
6.3.2如何进行DSP芯片和FPGA方案选择
6.4可编程逻辑器件发展趋势
6.4.1嵌入式硬件资源
6.4.2IP软核资源
6.5硬件描述语言
6.5.1VHDL简介
6.5.2Verilog HDL简介
6.5.3Verilog HDL与VHDL的比较
第7章电磁兼容与印刷电路板
7.1PCB与EMC
7.1.1导线和PCB走线
7.1.2电阻
7.1.3电容器
7.1.4电感
7.1.5变压器
7.2信号完整性与串扰
7.2.1信号完整性的要求
7.2.2串扰
7.2.33-W原则
7.3传输线与端接技术
7.3.1传输线效应
7.3.2端接方法
7.4接地与叠层
7.4.1接地的意义
7.4.2接地方法
7.4.3印刷电路板叠层
7.5旁路与去耦
7.5.1并联电容器
7.5.2电源层和接地层电容
参考文献

聆听无声之歌：现代通信、感知与创造的基石 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据所包围，从手机中流淌出的美妙音乐，到导航卫星指引我们前行的方向，再到医院里精准诊断的医学影像，这一切的背后，都跳动着一股无形的力量，它精炼、转化、传递着信息，让数字世界得以运转。这股力量，便是数字信号处理（DSP）的精髓所在。 本书并非一本关于“数字信号处理系统设计”的教科书，它旨在为您揭示一个更加广阔、更加深刻的视角，探寻数字信号处理在现代科技和社会中所扮演的至关重要的角色，以及它如何以前所未有的方式重塑我们的生活，推动人类文明向前发展。我们将一起走进一个充满智慧与创新的领域，感受那些看不见的信号如何被赋予生命，又如何为我们的世界带来勃勃生机。 第一乐章：信号的起源与蜕变——从模拟到数字的伟大跨越 想象一下，古老的电话只能传递语音的微弱振动，音乐只能通过乐器的物理共鸣传递。然而，数字信号处理的出现，彻底颠覆了这一切。它首先引导我们理解，我们周围的世界，无论是声音、光线、温度，还是压力，本质上都是模拟信号，它们连续变化，蕴含着丰富的信息。然而，模拟信号容易受到噪声干扰，难以精确存储和传输。 正是数字信号处理，教会我们如何将这些连续变化的模拟信号“采样”，就像用照相机捕捉瞬间一样，将其转化为离散的数值序列。这个过程，如同将一条河流的奔腾细流，瞬间凝固成一串串珍珠。而“量化”，则进一步将这些数值映射到有限的离散值集合中，使得信号能够以二进制的形式被计算机理解和存储。这就像是将珍珠按照大小和颜色进行分类，便于管理和识别。 从模拟世界到数字世界的跨越，并非简单的技术转换，它是一场思维的革命。它让我们摆脱了物理介质的限制，使得信息的存储、传输和处理变得前所未有的高效和灵活。每一段压缩的MP3音乐，每一帧清晰的JPEG图片，背后都凝聚着数字信号处理在模拟信号转化过程中的智慧。 第二乐章：信号的魔法之手——滤波、变换与压缩的艺术 一旦信号被转化为数字形式，数字信号处理的强大能力便得以充分释放。本书将带您领略信号处理中最具魅力的几个核心技术，它们如同信号的魔法之手，能够赋予信号新的生命，或者将其精炼至极致。 滤波：净化与提炼的艺术。 噪声，是数字信号处理绕不开的敌人。它如同背景中的杂音，会干扰我们捕捉真正有用的信息。数字滤波器，便是我们对抗噪声的利器。本书将深入浅出地介绍各种滤波器的工作原理，从简单的低通、高通滤波器，到复杂的带通、带阻滤波器，甚至自适应滤波器。它们如同精密的筛网，能够过滤掉不必要的频率成分，保留我们所关心的信号，从而提升信号的质量和清晰度。想象一下，在嘈杂的环境中，通过数字降噪技术，您依然能清晰地听到对方的声音，这就是滤波的魔力。 变换：洞察信号内在的语言。 信号本身往往隐藏着丰富的内在信息，但这些信息可能并非显而易见。傅里叶变换（Fourier Transform），便是洞察信号频率成分的强大工具。它能够将一个时域信号分解成不同频率的正弦波和余弦波的叠加，如同将一首交响乐分解成各个乐器的演奏。这使得我们能够从频率域的角度去分析信号的特性，发现隐藏在表面之下的规律。在信号分析、系统识别，以及通信系统的设计中，傅里叶变换都扮演着不可或缺的角色。而快速傅里叶变换（FFT）算法的出现，更是将这一过程的计算效率提升了数千倍，极大地推动了数字信号处理的应用。 压缩：信息提炼与效率的极致追求。 在信息爆炸的今天，如何高效地存储和传输海量数据，成为了一个巨大的挑战。数字信号处理中的压缩技术，便是解决这一难题的关键。本书将介绍各种信号压缩的原理，包括无损压缩和有损压缩。无损压缩能够保证数据在解压缩后与原始数据完全一致，例如ZIP文件。而有损压缩，则通过去除人眼或人耳不易察觉的信息，来达到更高的压缩比，例如MP3音频和JPEG图像。这是一种巧妙的权衡，在保证可接受的质量前提下，大大降低了数据量，使得我们能够更便捷地分享和存储信息。 第三乐章：信号的构建与交互——通信、感知与创造的翅膀 数字信号处理的意义远不止于对现有信号的加工，它更是现代通信、感知和创造的翅膀，为我们插上了飞向未来的翅膀。 通信的神经系统： 在现代通信系统中，数字信号处理是通信的神经系统。从手机基站的信号调制解调，到Wi-Fi网络的无线传输，再到卫星通信的远距离传输，都离不开数字信号处理技术的支持。它负责将用户的语音、视频等信息转化为能够高效传输的数字信号，并能够在接收端精确地还原。纠错编码等技术，更是保障了通信的可靠性，即使在有噪声的环境下，也能保证信息的完整传输。本书将揭示，正是这些看不见的数字信号处理过程，连接了世界的每一个角落，让我们能够与亲朋好友实时沟通，获取全球的最新资讯。 感知的火眼金睛： 数字信号处理赋予了机器“感知”世界的能力。在医学影像领域，CT、MRI等技术通过对接收到的信号进行复杂的数字处理，生成高清晰度的图像，为医生诊断病情提供重要依据。在自动驾驶领域，雷达、激光雷达、摄像头等传感器收集到的原始数据，经过数字信号处理，才能够被识别为障碍物、车道线等，从而实现车辆的自主导航。在环境保护领域，通过对环境传感器采集的信号进行分析，我们可以监测空气质量、水质等。数字信号处理，让机器能够“看”得更清楚，“听”得更真切，从而在各个领域发挥越来越重要的作用。 创造的无限可能： 数字信号处理不仅让我们能够更好地理解和利用已有的信息，更开启了全新的创造可能。在虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术中，通过对图像和声音进行实时的数字处理，我们能够构建出逼真的虚拟世界，或者将数字信息叠加到现实世界中。在数字音乐创作中，各种数字效果器、合成器，都依赖于数字信号处理技术，能够创造出千变万化的音效。在科学研究中，从天体物理学家的信号分析，到生物学家的基因测序，数字信号处理都是不可或缺的工具。它正在以前所未有的方式，推动着科学、艺术、娱乐等领域的创新与发展。 结语：聆听数字时代的澎湃心跳 数字信号处理，如同隐藏在幕后的伟大工程师，默默地支撑着我们赖以生存的数字世界。它并非高高在上的理论，而是与我们生活息息相关的实际应用。它让信息得以流畅传递，让机器拥有智慧的“感官”，更让我们的创造力得以无限延伸。 本书并非直接教您如何“设计”一个具体的数字信号处理系统，而是希望您能够透过表象，深入理解数字信号处理背后的逻辑、原理和无限潜力。它将帮助您建立起对这个领域的宏观认知，理解它如何渗透到我们生活的方方面面，以及它如何持续地改变着我们的未来。 当我们再次听到一段动人的旋律，看到一张清晰的图片，或者享受一次顺畅的通信体验时，不妨回想一下，在这背后，是数字信号处理这位无形的魔法师，它在用精妙的算法和计算，为我们描绘着这个丰富多彩的数字世界。让我们一同聆听这无声之歌，感受数字时代澎湃的心跳。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在医疗影像领域工作的研究员，我们日常需要处理大量的医学图像数据，例如CT、MRI、X光等。这些图像数据的质量和分析结果直接关系到诊断的准确性。这本书为我提供了理解和优化医学影像信号处理流程的强大工具。它深入浅出地讲解了图像的傅里叶变换、小波变换等在图像去噪、边缘增强、特征提取方面的应用。我尤其对书中关于医学图像重构的章节印象深刻，例如如何从投影数据重建CT图像，以及如何处理MRI中的K空间数据。书中的数学模型和算法讲解非常严谨，并且给出了很多不同类型的图像增强和分割算法的详细描述，这对于我开发新的影像分析算法非常有启发。另外，书中关于数字滤波在医学影像中的应用，例如用于去除高频噪声或突出特定纹理，也为我提供了实用的技术手段。它还探讨了如何通过DSP技术来提高医学影像的信噪比，减少伪影，从而为医生提供更清晰、更准确的诊断依据。我通过阅读这本书，不仅能更好地理解现有医学影像处理流程中的DSP环节，还能从中获得新的思路，去设计和实现更先进的影像分析和处理技术。对于任何在医疗影像、计算机视觉或信号处理领域有深入研究需求的人来说，这本书都是一个宝贵的知识库，它能帮助我们更好地驾驭复杂的数据，提取有价值的信息。

评分☆☆☆☆☆

我一直对人工智能在图像识别领域的飞跃感到惊叹，尤其是深度学习模型的应用。这本书恰好满足了我深入了解其背后数字信号处理原理的渴望。它从最基础的傅里叶变换开始，逐步讲解了如何将复杂的信号分解为一系列简单的正弦波，这为理解后续的卷积神经网络（CNN）等模型奠定了坚实的基础。书中详细介绍了卷积操作在图像处理中的作用，包括特征提取、边缘检测等，并且给出了清晰的数学模型和实际应用案例。我尤其对书中关于降维技术（如PCA）和降噪算法的阐述印象深刻，这些技术在处理高维度的图像数据时至关重要。此外，书中还探讨了如何将这些DSP技术应用于视频信号处理，例如运动检测、图像增强以及视频压缩的原理。通过对书中的学习，我不再仅仅是使用AI模型，而是能够更深入地理解它们是如何工作的，也更清楚了在设计和优化模型时，DSP原理能够扮演怎样的角色。这本书的优势在于它能够将高深莫测的AI算法与底层的信号处理技术紧密联系起来，让读者能够从更全面的视角去看待这个问题。即使是一些前沿的AI研究，其核心也离不开对数据信号的有效处理和转换。对于希望在AI领域进行更深入研究，或者希望理解AI工作原理的工程师和研究者来说，这本书提供了宝贵的理论指导和实践启示，帮助我们构建更强大、更高效的AI系统。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个在通信领域摸爬滚打多年的工程师来说，这本书简直就是及时雨。我们每天都在处理海量的通信信号，如何有效地调制、解调、编码和解码一直是工作的核心。这本书以一种非常系统和深入的方式，讲解了各种通信系统中关键的数字信号处理技术。从最基础的采样定理、量化误差，到复杂的OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）系统的信号处理，书中都做了详尽的阐述。我特别喜欢关于信道编码（如卷积码、Turbo码）和纠错码（如LDPC码）的章节，这些技术直接关系到通信系统的可靠性和效率，书中给出的数学推导和性能分析非常有说服力。此外，关于同步技术、均衡技术以及频率合成器的数字控制原理，也都是我工作中经常遇到的难题，这本书提供了非常扎实的理论基础和解决思路。书中还涉及到了数字锁相环（DPLL）等关键模块的设计，这对于理解现代通信系统的基带处理单元至关重要。阅读这本书，我感觉像是重新梳理了一遍通信系统的数字信号处理脉络，许多之前模糊不清的概念也变得豁然开朗。对于想要在无线通信、卫星通信、甚至未来的6G技术领域有所建树的工程师来说，这本书绝对是必不可少的参考资料。它不仅提供了理论知识，更重要的是，它能够帮助我们理解这些技术在实际工程中是如何实现的，以及如何通过优化DSP算法来提升通信系统的性能。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是为那些对音频处理的细枝末节有着极致追求的硬核发烧友们量身定制的。我花了很长时间在不同解码芯片、DAC（数模转换器）以及各自的数字滤波算法上纠结，希望找到一种能够最大程度还原录音现场感的方式。这本书在这方面提供了非常详尽的理论基础和实践指导，特别是关于如何理解和选择不同滤波器类型（如FIR和IIR）及其对音频信号的影响。它深入剖析了采样率、量化深度、抖动（jitter）以及各种数字噪声对最终听感造成的微妙差异。书中的公式推导严谨，图表清晰，即使是对DSP（数字信号处理）概念只有初步了解的读者，也能逐步跟上思路。我特别喜欢其中关于时域和频域分析如何相互印证的部分，这让我对信号的“本质”有了更深刻的认识。这本书并没有停留在理论层面，而是提供了许多实际的系统设计案例，涵盖了从简单的数码转盘到复杂的数字音频工作站（DAW）中的DSP模块。对于那些希望自己动手构建或优化数字音频播放系统的朋友来说，这简直是一本无价的宝典。我甚至可以根据书中提供的设计原则，为自己的DAC系统设计定制化的数字滤波器，这带来的成就感是难以言喻的。当然，这本书的深度也意味着它可能不适合那些只想简单了解一下数字信号处理皮毛的读者。你需要有耐心，愿意花时间去消化那些数学公式和算法细节，但一旦你掌握了这些，你对数字音频的理解将上升到一个全新的维度。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对数字音乐合成和电子音乐制作充满热情的人，我一直在寻找能够深入理解合成器内部工作原理和音色生成机制的书籍。这本书简直就是我一直在寻找的“宝藏”。它从最基础的信号生成开始，详细介绍了各种波形（如正弦波、方波、锯齿波、三角波）的数学模型以及它们如何通过数字方式被合成出来。我尤其惊叹于书中关于滤波器（如低通、高通、带通、带阻）的讲解，它不仅解释了这些滤波器如何改变信号的频谱，还详细阐述了在音乐合成中它们是如何被用来塑造音色的，例如共振峰的形成、扫频的效果等。书中还深入探讨了包络发生器（ADSR）的工作原理，以及它们如何控制音符的动态变化，这对于理解合成器中音符的“生命周期”至关重要。另外，我非常喜欢书中关于调制技术（如AM、FM、Ring Modulation）的章节，这些技术是创造出丰富多变、甚至“未来感”音色的关键，书中的数学描述和实际应用示例都非常清晰。它甚至还涉及到了效果器（如混响、延迟、合唱）的数字信号处理原理，让我能够更深入地理解这些效果是如何产生的，以及如何通过调整参数来获得不同的听感。这本书为我打开了一个全新的视角，让我不再仅仅是“玩弄”合成器，而是能够真正理解其背后的数字信号处理逻辑，从而更自由、更有创造性地进行音乐创作。对于所有对电子音乐制作、声音设计以及数字合成技术感兴趣的朋友们，这本书绝对是不可或缺的入门与进阶指南。