數字信號處理技術及應用 謝芳芳 9787030253804 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝芳芳 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 謝芳芳
• 高等教育
• 教材
• 9787030253804
• 工程技術
• 專業書籍

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030253804

商品編碼：29360172145

包裝：平裝

齣版時間：2009-09-01

圖書基本信息
圖書名稱	數字信號處理技術及應用
作者	謝芳芳
定價	24.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030253804
齣版日期	2009-09-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.400Kg

內容簡介

本書以TMS320LF2407芯片各模塊的應用技術為主綫，介紹TMS320LF240x芯片的工作原理與應用技術，重點介紹基於TMS320LF2407芯片的典型應用係統。每個應用係統的介紹均包含完整的硬件電路和程序，以及對它們的詳細分析。應用係統所涉及的硬件模塊包括TMS320LF2407芯片的大部分片內外設，主要有數字輸入輸齣模塊（I/O）、事件管理器模塊（EV）、模數轉換模塊（ADC）、串行外設接口模塊（SPI）、串行通信接口模塊（SCI），而應用係統的程序主要由匯編語言、C語言編寫。 本書可作為自動控製、電氣工程、電子工程、通信工程等專業的高職教材，也可作為相關專業領域的DSP芯片應用研發人員的培訓用書。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《數字信號處理：原理、算法與工程實現》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字信號處理（DSP）技術學習平颱，內容涵蓋瞭DSP的基本原理、核心算法、關鍵技術以及在實際工程中的應用。本書從信號與係統的基礎知識齣發，逐步引導讀者掌握數字信號的采樣、量化、編碼等基本概念，並深入探討瞭離散時間信號的特性、傅裏葉分析在DSP中的重要作用，以及各種經典的數字濾波器設計方法。同時，本書還對現代DSP領域的熱點技術，如自適應信號處理、譜估計、小波分析等進行瞭詳細闡述，並結閤豐富的工程實例，展示瞭DSP技術在通信、音頻、圖像、生物醫學等多個領域的廣泛應用。 第一部分：數字信號處理基礎 第一章：引言 1.1 信號與係統概述 信號的分類：模擬信號與數字信號，連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號。 係統的基本概念：因果性、穩定性、綫性與時不變性。 係統錶示：微分方程、差分方程、框圖錶示。 1.2 數字信號處理的興起與發展 模擬信號處理的局限性。 數字信號處理的優勢：精度高、穩定性好、靈活性強、易於實現復雜功能。 DSP技術的裏程碑式發展與應用領域拓展。 1.3 數字信號處理的基本流程 信號采集（采樣、量化）。 信號處理（濾波、變換、分析）。 信號輸齣（顯示、存儲、再現）。 1.4 本書結構與學習建議 全書章節安排概述。 讀者應具備的先驗知識（如綫性代數、微積分、概率論）。 學習策略：理論與實踐相結閤，理解核心概念，掌握關鍵算法，熟悉工程實現。 第二章：離散時間信號與係統 2.1 離散時間信號 單位采樣序列（單位脈衝序列）$ delta[n] $。 單位階躍序列（單位步長序列）$ u[n] $。 指數序列 $ a^n u[n] $。 正弦序列 $ A cos(omega_0 n + phi) $。 周期信號與非周期信號的判彆。 2.2 離散時間係統 綫性捲積：係統的零輸入響應與零狀態響應。 LTI（綫性時不變）係統的性質：因果性、穩定性、可逆性。 衝激響應 $ h[n] $：描述LTI係統的關鍵。 差分方程描述LTI係統。 2.3 Z變換 Z變換的定義與性質：綫性、時移、尺度變換、微分、捲積等。 收斂域（ROC）的概念與重要性。 逆Z變換的計算方法：部分分式展開法、留數法、捲積法。 利用Z變換分析LTI係統：係統函數 $ H(z) $。 係統函數與衝激響應的關係。 係統的零、極點與係統特性的關係。 第三章：傅裏葉分析在數字信號處理中的應用 3.1 傅裏葉級數與傅裏葉變換 連續時間傅裏葉變換（CTFT）與傅裏葉級數（CTFS）。 離散時間傅裏葉變換（DTFT）與離散傅裏葉級數（DTFS）。 DTFT與DTFS的性質：周期性、綫性、時移、尺度變換、共軛對稱性、帕塞瓦爾定理。 3.2 離散傅裏葉變換（DFT） DFT的定義與性質：與DTFT的關係，周期性、綫性、時移、鏇轉、捲積性質。 DFT的計算復雜度：直接計算的 $ O(N^2) $。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 蝶形運算。 按時間抽取FFT（Cooley-Tukey算法）。 按頻率抽取FFT。 FFT算法的計算復雜度：$ O(N log N) $。 3.3 DFT的應用 信號頻譜分析：觀察信號的頻率成分。 循環捲積：DFT的捲積性質。 相關運算：計算信號間的相似度。 頻譜泄漏與窗函數：消除或減小頻譜泄漏。 第四章：數字濾波器設計 4.1 數字濾波器的分類與基本概念 理想濾波器與實際濾波器。 頻率響應：幅頻響應與相頻響應。 通帶、阻帶、過渡帶、截止頻率。 幅度響應的平坦度與衰減度。 綫性相位濾波器。 4.2 IIR（無限衝激響應）濾波器設計 IIR濾波器的優點（計算量小，階數低）與缺點（相位特性不理想，穩定性分析復雜）。 模擬濾波器原型：巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、橢圓（Elliptic）濾波器。 數字濾波器設計方法： 衝激響應不變法。 雙綫性變換法（Tustin變換）。 IIR濾波器設計步驟：規格確定 -> 模擬原型選擇 -> 模擬濾波器設計 -> 模擬-數字變換。 4.3 FIR（有限衝激響應）濾波器設計 FIR濾波器的優點（任意相位特性，綫性相位，穩定性保證）與缺點（計算量大，階數高）。 FIR濾波器的基本結構：移位寄存器、乘法器、加法器。 FIR濾波器設計方法： 窗函數法：矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等。 頻率采樣法。 最優逼近法（Parks-McClellan算法）。 FIR濾波器設計步驟：規格確定 -> 設計方法選擇 -> 濾波器係數計算 -> 濾波器結構實現。 第二部分：數字信號處理的關鍵算法與技術 第五章：抽樣定理與脈衝采樣 5.1 奈奎斯特-香農抽樣定理 定理的闡述與證明。 信號恢復（理想重建）：辛剋函數插值。 采樣頻率與信號帶寬的關係。 5.2 采樣過程中的失真 混疊（Aliasing）：采樣頻率低於奈奎斯特頻率時産生的現象。 防止混疊的方法：抗混疊濾波器。 5.3 信號的重建 理想低通濾波器重建。 實際重建方法：保持器、插值器。 5.4 過采樣與欠采樣 過采樣：提高信號動態範圍和簡化抗混疊濾波器的設計。 欠采樣：特定條件下的信號采集。 第六章：量化與編碼 6.1 模擬信號的量化 量化誤差（量化噪聲）。 量化器的類型：均勻量化、非均勻量化。 量化精度（比特數）與信噪比（SNR）的關係。 6.2 編碼技術 PCM（脈衝編碼調製）編碼。 差分脈衝編碼調製（DPCM）。 自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM）。 Δ調製（Delta Modulation）。 6.3 編碼在數字通信中的作用 提高數據傳輸效率。 增強信號的抗乾擾能力。 第七章：現代DSP技術 7.1 自適應信號處理 自適應濾波器的基本思想：利用待處理信號的統計特性，自動調整濾波器參數以達到最佳濾波效果。 LMS（最小均方）算法：最常用、最簡單、最穩定的自適應算法。 RLS（遞歸最小二乘）算法：收斂速度快，但計算復雜度高。 自適應濾波器的應用：噪聲消除、迴聲消除、均衡器、信道辨識。 7.2 譜估計 經典譜估計方法：周期圖法、Welch法。 現代譜估計方法（參數化模型）：AR模型、MA模型、ARMA模型。 高分辨率譜估計：MUSIC算法、ESPRIT算法。 譜估計在雷達、聲納、通信等領域中的應用。 7.3 小波分析 小波變換的基本概念：多分辨率分析。 連續小波變換（CWT）與離散小波變換（DWT）。 小波變換的優點：時頻局部化能力強。 小波變換的應用：信號去噪、圖像壓縮、特徵提取、信號分析。 7.4 高級數字信號處理技術 多速率信號處理：抽取（Decimation）與插值（Interpolation）。 語音信號處理：語音編碼、語音識彆、語音閤成。 圖像與視頻信號處理：圖像增強、圖像復原、圖像壓縮、運動估計。 第三部分：數字信號處理的工程應用 第八章：DSP在通信係統中的應用 8.1 數字調製與解調 ASK、FSK、PSK、QAM等調製技術。 匹配濾波器與維特比譯碼。 8.2 信道編碼與解碼 循環碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼。 糾錯編碼在提高通信可靠性中的作用。 8.3 均衡技術 用於補償信道失真，如ISI（碼間串擾）。 8.4 軟件無綫電（SDR） 利用DSP實現無綫通信係統功能。 第九章：DSP在音頻處理中的應用 9.1 數字音頻編碼 MP3、AAC、FLAC等音頻壓縮格式。 感知編碼原理。 9.2 音頻效果處理 混響、均衡、壓縮、降噪等。 9.3 語音信號處理 語音識彆、語音閤成、聲紋識彆。 9.4 音頻信號采集與迴放 AD/DA轉換器的作用。 第十章：DSP在圖像與視頻處理中的應用 10.1 數字圖像增強 點運算、灰度變換、直方圖均衡化。 空間域濾波：平滑、銳化。 10.2 數字圖像復原 去模糊、去噪。 10.3 數字圖像壓縮 JPEG、MPEG等壓縮標準。 DCT（離散餘弦變換）在圖像壓縮中的作用。 10.4 視頻信號處理 運動估計、視頻編碼。 第十一章：DSP在其他領域的應用 11.1 生物醫學工程 心電圖（ECG）與腦電圖（EEG）信號分析。 醫學成像（MRI、CT）的信號處理。 生物傳感器信號處理。 11.2 儀器儀錶與測量 高精度數據采集與處理。 傳感器信號的濾波與分析。 11.3 控製係統 數字控製器設計。 狀態估計算法。 11.4 雷達與聲納係統 信號檢測、目標跟蹤、距離測量。 11.5 金融信號處理 時間序列分析、風險評估。 附錄 常用數學工具迴顧（如復數、概率論基礎）。 MATLAB/Python等常用DSP工具箱介紹。 參考書目與相關文獻。 本書內容豐富，體係完整，理論講解深入淺齣，算法描述清晰易懂，工程實例貼近實際，旨在幫助讀者建立紮實的數字信號處理知識體係，掌握關鍵技術，並能獨立解決實際工程問題。無論您是相關專業的學生、科研人員，還是工程技術人員，本書都將是您學習和實踐數字信號處理的寶貴參考。

評分☆☆☆☆☆

當我翻閱《數字信號處理技術及應用》時，我被它在講解算法時的那種“刨根問底”的精神所摺服。書中對於各種濾波器的設計方法，比如窗函數法、頻率采樣法、優化設計法等，都進行瞭深入的探討。我之前隻知道有各種濾波器，但並不清楚它們是如何設計齣來的，以及為什麼選擇某種特定的設計方法。這本書讓我明白，不同的設計方法有不同的側重點，有的側重於實現簡單，有的側重於在特定頻率範圍內達到最佳的平坦度或衰減度。書中還詳細介紹瞭最小二乘法在濾波器設計中的應用，這使得我可以根據實際需求，去設計齣更符閤要求的濾波器。此外，書中對譜估計理論的講解也相當深入，不僅僅是介紹幾種方法，更重要的是分析瞭它們的理論基礎和適用場景。例如，在分析周期信號時，DFT是非常有效的；但在分析隨機信號時，則需要更復雜的譜估計方法。書中還提到瞭數字信號處理在圖像和視頻處理中的應用，比如邊緣檢測、特徵提取等，這讓我看到瞭數字信號處理技術的跨領域應用價值。這本書的講解方式，不僅傳遞瞭知識，更培養瞭讀者獨立思考和解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

《數字信號處理技術及應用》給我留下的最深刻印象，是其理論與實踐的完美結閤。在學習過程中，我尤其欣賞書中對一些關鍵算法的剖析，比如維特比算法在隱藏馬爾可夫模型中的應用，作者將其分解為一個個清晰的步驟，並輔以圖示，使得理解起來不再睏難。我之前對動態規劃這類算法總是感到頭疼，覺得邏輯難以理清，但通過這本書的講解，我仿佛打開瞭新世界的大門。書中還詳細介紹瞭數字信號的各種變換域分析，例如短時傅裏葉變換（STFT）和 त्याची相關概念，這對於理解非平穩信號的特性至關重要。我記得書中舉瞭一個例子，關於語音信號的分析，通過STFT，可以清晰地看到語音信號的頻率隨時間的變化，這對於語音識彆、語音編碼等領域的研究具有非常重要的意義。此外，書中對自適應濾波器的介紹也讓我印象深刻，特彆是最小均方（LMS）算法和遞歸最小均方（RLMS）算法，它們在通信係統中的均衡、噪聲消除等方麵有著廣泛的應用。作者通過模擬實驗的數據，直觀地展示瞭自適應濾波器是如何工作的，如何不斷調整自身參數以達到最佳性能。這種由淺入深、案例豐富的講解方式，極大地激發瞭我對數字信號處理技術深入研究的興趣，也為我解決實際工程問題提供瞭重要的理論指導和實踐方法。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理技術及應用》是一本在我知識體係中占據重要位置的書籍。初次接觸數字信號處理，許多概念對我來說是全新的，比如傅裏葉變換、Z變換、捲積等，這些概念的抽象性讓我一度感到睏惑。然而，作者謝芳芳在書中循序漸進的講解，讓我得以一步步理解這些核心理論。她不僅僅是羅列公式，而是通過豐富的圖示和生活中的例子，將那些看似高深的數學工具變得形象起來。例如，書中在解釋采樣定理時，用瞭模擬信號和數字信號轉換的過程，生動地展示瞭“奈奎斯特頻率”的意義，讓我深刻體會到采樣率不足可能導緻的混疊失真，這遠比枯燥的數學推導來得直觀。在應用層麵，書中對濾波器設計，特彆是FIR和IIR濾波器的原理和實現方法進行瞭詳細闡述，並結閤瞭實際的工程案例，比如音頻信號降噪、圖像邊緣檢測等，讓我看到瞭理論知識在解決實際問題中的強大力量。讀完相關章節，我仿佛能親手搭建一個數字濾波器，去處理那些令人頭疼的噪聲信號，這種成就感是巨大的。書中還涉及瞭離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT），這是數字信號處理領域至關重要的一環，作者對FFT的推導過程非常清晰，讓我明白瞭它的效率提升是如何實現的。總而言之，這本書為我打下瞭堅實的數字信號處理基礎，讓我在後續的學習和研究中受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我得說，這本書在介紹一些更高級的數字信號處理技術時，展現齣瞭其獨特的深度和廣度。比如，在探討瞭基本的綫性係統理論之後，書中深入講解瞭功率譜密度估計的方法，包括周期圖法、Welch法等，以及它們各自的優缺點。這對於分析隨機信號的頻率成分非常關鍵，尤其是在雷達、聲納等領域。讓我印象深刻的是，書中沒有停留在理論層麵，而是對如何實際計算和處理這些功率譜給齣瞭具體的指導，包括常用的軟件工具和編程示例。此外，書中對多速率信號處理的講解也十分到位，解釋瞭過采樣和欠采樣的原理，以及抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念。這在數字通信和信號壓縮中是必不可少的，比如在數字電視廣播中，就需要使用多速率技術來處理不同速率的信號。我記得書中還提到瞭小波變換，雖然在一些教材中可能將其作為獨立章節講解，但這本書將其巧妙地融入到信號分析的框架中，展示瞭其在時頻局部化分析方麵的優勢，尤其是在信號去噪和特徵提取方麵。書中給齣的例子，比如分析心電圖信號中的異常，讓我看到瞭小波變換的強大應用潛力。這本書的結構安排非常閤理，能夠引導讀者從基礎知識逐步過渡到更復雜的概念，並始終與實際應用緊密相連。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，在我接觸過的許多技術書籍中，《數字信號處理技術及應用》以其嚴謹的邏輯和清晰的條理脫穎而齣。書中對數字信號處理係統的建模和分析部分，讓我對整個流程有瞭全麵的認識。從模擬信號的采樣、量化，到數字信號的濾波、變換，再到最後的輸齣，每一個環節都經過瞭細緻的闡述。特彆是關於量化噪聲的分析，讓我認識到數字化的過程中不可避免的誤差，以及如何通過選擇閤適的量化方式來減小這種誤差。書中還詳細討論瞭信噪比（SNR）的概念，以及它在數字信號處理中的重要性。我記得書中提到瞭一些關於糾錯碼和信道編碼的初步概念，雖然不是重點，但為理解通信係統中信號的可靠傳輸打下瞭基礎。在信號估計方麵，書中對卡爾曼濾波器的講解讓我耳目一新。卡爾曼濾波器是一種非常強大的狀態估計工具，在導航、跟蹤等領域應用廣泛。作者通過一個實際的例子，展示瞭如何使用卡爾曼濾波器來估計一個運動物體的狀態，讓我對它的工作原理有瞭更直觀的理解。總的來說，這本書的知識體係非常完整，覆蓋瞭數字信號處理的各個重要方麵，並且能夠幫助讀者建立起一個完整的知識框架。