數字信號處理器技術原理與開發應用(第二版) 9787040286007 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王軍寜 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 處理器技術
• 嵌入式係統
• 應用開發
• 高等教育
• 教材
• 通信工程
• 電子工程
• 控製工程

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040286007

商品編碼：29424777469

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名：數字信號處理器技術原理與開發應用(第二版)

定價：43.10元

作者：王軍寜

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787040286007

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.899kg

編輯推薦

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本書以美國德州儀器公司的數字信號處理器TMS320C254xDSP為代錶，介紹數字信號處理器技術的基本概念、結構、實現及使用開發方法。全書共分十章。以DSP技術開發和係統開發為基礎，結閤當今嵌入式係統技術和計算機技術，注重與電子信息類專業基礎課程的聯係，講述DSP的結構、特點、技術原理及係統開發。可作為大學本、專科生學習及實驗、創新及工程設計之用，對於研究生及有關DSP技術開發人員也是十分有用的參考書。

內容提要

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本書係普通高等教育“十一五”*規劃教材，以廣為應用的美國德州儀器（TI）公司TMS320C54xDSP為典型代錶，並結閤*DSP器件和係統開發技術，介紹數字信號處理器（DSP）技術的基本概念、結構、實現、器件開發及係統開發方法。全書共分十章，章介紹瞭數字信號處理器技術的發展和特點。第二章介紹瞭當今各種不同的DSP器件結構和指標。第三章詳細描述瞭C54xDSP的硬件結構和編程模型及與高速DSP的結構差異。第四章全麵介紹瞭DSP指令及編程優化。第五章介紹瞭DSP各種開發工具及使用。第六章是TI DSP可視化集成開發環境CCS的介紹與使用。第七章介紹瞭TIDSP／BIOS的開發方法及使用。第八章是數字信號處理器軟硬件設計與應用舉例。第九章是現代數字信號處理技術係統開發方法與原理介紹（MATLAB／Simulink、CCS Link、DSP Builder、SOPC Builder等）。第十章是數字信號處理器技術開發與原理實驗。全書以DSP技術開發和係統開發為基礎，結閤當今嵌入式係統技術和計算機技術，注重與電子信息類專業基礎課程的聯係，講述DSP的結構、特點、技術原理及係統開發。可作為大學本、專科生學習及實驗、創新及工程設計之用，對於研究生及有關DSP技術開發人員也是十分有用的參考書。

目錄

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章 數字信號處理器技術綜述第二章 現代數字信號處理器介紹第三章 C54x數字信號處理器結構第四章 C54x數字信號處理器程序設計開發基礎第五章 C54x數字信號處理器開發工具第六章 C54x處理器可視化集成開發環境CCS第七章 DSP／BIOS嵌入式軟件開發第八章 數字信號處理器軟硬件設計與應用第九章 現代數字信號處理技術係統開發第十章 數字信號處理技術開發及原理實驗指導附錄參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理：理論與實踐》 概述 《數字信號處理：理論與實踐》是一本係統闡述數字信號處理（DSP）基礎理論、核心算法以及前沿應用的學習教材。本書旨在為讀者提供紮實的理論基礎，並結閤豐富的實踐案例，幫助他們深入理解DSP的強大威力，並能獨立進行DSP係統的設計與開發。本書適閤於電子工程、通信工程、計算機科學、自動化等相關專業的高年級本科生、研究生，以及從事DSP研究與開發的工程師和技術人員。 內容詳述 本書共分為五個部分，循序漸進地引導讀者掌握數字信號處理的各個方麵。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分為全書的基石，詳細介紹瞭數字信號處理的基本概念、數學工具以及關鍵理論。 數字信號與係統: 模擬信號與數字信號: 深入剖析瞭模擬信號的連續性與不連續性，以及數字信號的離散性和量化特性。講解瞭模擬信號到數字信號的轉換過程，包括采樣、量化和編碼，以及采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理）的原理和重要性，強調瞭采樣頻率選擇的依據和潛在的失真問題（如混疊）。 離散時間信號: 介紹瞭常見的離散時間信號類型，如單位衝激信號（δ[n]）、單位階躍信號（u[n]）、指數信號（a^n）、正弦信號（cos(ωn)）等，並分析瞭它們的性質（如奇偶性、周期性、能量與功率）。 離散時間係統: 定義瞭離散時間係統的基本概念，包括輸入、輸齣、係統響應等。重點講解瞭係統的基本性質： 因果性 (Causality): 討論瞭係統的輸齣是否僅依賴於當前和過去的輸入，以及其在實際應用中的意義。 穩定性 (Stability): 詳細闡述瞭BIBO（有界輸入，有界輸齣）穩定性判據，並介紹瞭充要條件，幫助讀者理解係統失控的可能性。 綫性 (Linearity): 解釋瞭疊加原理（齊次性和可加性）在係統分析中的應用，以及綫性時不變（LTI）係統的核心地位。 時不變性 (Time-invariance): 探討瞭係統響應是否隨時間平移而平移，並強調瞭LTI係統在DSP中的普遍性和重要性。 捲積: 詳細介紹瞭離散捲積的定義、計算方法（圖解法、公式法）及其在LTI係統分析中的核心作用。強調瞭捲積運算是描述LTI係統輸入與輸齣之間關係的數學語言。 傅裏葉變換及其在DSP中的應用: 傅裏葉級數 (FS): 介紹瞭周期信號的傅裏葉級數展開，分析瞭信號的頻譜特性，理解瞭信號的頻率成分。 傅裏葉變換 (FT): 講解瞭非周期信號的傅裏葉變換，以及其與傅裏葉級數的關係。深入分析瞭信號的時域和頻域錶示，理解瞭頻譜泄漏、柵欄效應等概念。 離散時間傅裏葉變換 (DTFT): 介紹瞭DTFT的概念，以及其在分析離散時間信號頻譜中的應用。分析瞭DTFT的周期性，以及其與FT的關係。 離散傅裏葉變換 (DFT): 詳細闡述瞭DFT的概念、性質（綫性、時移、頻移、共軛對稱性、帕塞瓦爾定理等），以及其作為計算機實現傅裏葉變換的基礎。分析瞭DFT的計算復雜度，為後續快速傅裏葉變換（FFT）算法的引入奠定基礎。 快速傅裏葉變換 (FFT): 介紹瞭FFT算法的原理，重點講解瞭Cooley-Tukey算法，並通過示例說明瞭FFT如何大幅度降低DFT的計算量，使其在工程實踐中具有可行性。 Z變換: Z變換的定義與性質: 介紹瞭Z變換的定義，以及其在分析離散時間係統中的作用。講解瞭Z變換的收斂域（ROC）概念，並分析瞭ROC對係統性質（如因果性、穩定性）的決定性影響。 逆Z變換: 介紹瞭計算逆Z變換的方法，包括長除法、部分分式展開法和留數定理法。 Z變換在係統分析中的應用: 闡述瞭如何利用Z變換來求解LTI係統的零輸入響應和零狀態響應，以及如何通過係統函數來分析係統的頻率響應和穩定性。 第二部分：數字濾波器設計 本部分重點講解瞭數字濾波器的設計原理與方法，這是DSP領域的核心內容之一。 濾波器基本概念: 濾波器的作用與分類: 解釋瞭濾波器的基本功能（如去除噪聲、提取信號特徵），並根據頻率響應將濾波器分為低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 理想濾波器與實際濾波器: 對比瞭理想濾波器的特性與實際濾波器設計的挑戰，如過渡帶、阻帶衰減、通帶紋波等。 濾波器性能指標: 詳細介紹瞭通帶截止頻率、阻帶截止頻率、過渡帶寬、阻帶衰減、紋波等關鍵性能指標，以及它們在濾波器設計中的重要性。 無限衝激響應 (IIR) 濾波器設計: IIR濾波器特點: 分析瞭IIR濾波器的高效性（係數少、計算量小）和潛在的穩定性問題。 模擬濾波器原型: 介紹瞭巴特沃斯、切比雪夫（I型和II型）、橢圓濾波器等經典的模擬濾波器原型，以及它們的幅頻特性。 模擬域到數字域的轉換: 詳細講解瞭雙綫性變換法、脈衝不變法等將模擬濾波器原型轉換為數字濾波器的方法，並分析瞭不同方法的優缺點和適用範圍。 IIR濾波器設計步驟: 提供瞭完整的IIR濾波器設計流程，包括確定濾波器規格、選擇模擬原型、進行頻率變換、數字域轉換以及係數計算。 有限衝激響應 (FIR) 濾波器設計: FIR濾波器特點: 闡述瞭FIR濾波器 inherent 的穩定性、綫性相位特性以及設計靈活性，但也麵臨係數多、計算量大的挑戰。 綫性相位FIR濾波器: 重點講解瞭綫性相位FIR濾波器的對稱性條件，以及不同類型（Type I, II, III, IV）綫性相位FIR濾波器的特性和設計要求，強調瞭綫性相位在語音、圖像處理等領域的優勢。 窗函數法: 詳細介紹瞭常用的窗函數，如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗、凱澤窗等，分析瞭它們的頻譜泄漏特性和對濾波器性能的影響。 頻率采樣法: 介紹瞭利用DFT的頻率采樣點來設計FIR濾波器的原理。 最優逼近法 (Parks-McClellan算法): 深入講解瞭Parks-McClellan算法（也稱為Remez交換算法），並分析瞭其在設計性能最優的FIR濾波器方麵的優越性，討論瞭其迭代計算過程和收斂性。 第三部分：多速率信號處理 本部分介紹瞭多速率信號處理的概念、技術及其在通信、音頻、圖像等領域的廣泛應用。 抽樣率變化: 抽取 (Decimation): 詳細講解瞭抽取（降采樣）的原理，包括抽取因子、濾波器設計（抗混疊濾波器）的重要性，以及抽取對信號頻譜的影響。 插值 (Interpolation): 深入闡述瞭插值（升采樣）的原理，包括插值因子、零填充、上采樣器和插值濾波器，以及插值對信號頻譜的影響。 多速率係統結構: 多速率信號處理的經典結構: 介紹瞭多速率信號處理中的基本結構，如polyphase結構，並分析瞭其在提高計算效率方麵的優勢。 應用案例: 探討瞭多速率信號處理在變速率信號編碼、數據壓縮、模數/數模轉換器設計等方麵的應用。 第四部分：傅裏葉分析的新進展與應用 本部分在DFT/FFT的基礎上，進一步介紹瞭傅裏葉分析的一些高級概念和應用。 短時傅裏葉變換 (STFT): 講解瞭STFT的原理，包括窗函數、滑動窗口、頻譜圖的生成，以及其在非平穩信號分析中的重要性。 小波變換 (Wavelet Transform): 介紹瞭小波變換的基本思想，與傅裏葉變換的對比，以及多分辨率分析的優勢。重點講解瞭連續小波變換和離散小波變換（DWT），並介紹瞭小波在信號去噪、特徵提取、圖像壓縮等領域的應用。 譜估計: 參數化譜估計: 介紹瞭AR模型、MA模型、ARMA模型等參數化模型，以及AR、MA、ARMA參數的估計方法（如Yule-Walker方程、Burg算法），並分析瞭參數化模型在譜估計中的優勢與局限性。 非參數化譜估計: 復習瞭周期圖法，並介紹瞭改進的周期圖法（如Welch法），分析瞭它們的優缺點。 第五部分：數字信號處理的開發應用 本部分將理論知識與實際開發相結閤，介紹DSP在各個領域的具體應用，並提供開發實踐指導。 DSP硬件與開發平颱: DSP處理器架構: 介紹瞭DSP處理器（如TI C6000係列、ADI SHARC係列）的特點，包括指令集、內存結構、外設接口等，強調瞭其為高速計算設計的優化。 開發工具鏈: 講解瞭常用的DSP開發環境，如集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器、仿真器等，以及如何使用這些工具進行代碼編寫、編譯、調試和部署。 DSP應用實例: 通信係統: 詳細講解瞭DSP在調製解調（QPSK、QAM）、信道編碼、均衡、迴聲消除等通信信號處理中的應用。 音頻處理: 介紹瞭DSP在音頻編碼（MP3、AAC）、音頻解碼、音頻特效（混響、均衡）、語音識彆、語音閤成等方麵的應用。 圖像與視頻處理: 闡述瞭DSP在圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（JPEG）、視頻編碼（H.264）等領域的應用。 控製係統: 介紹瞭DSP在電機控製、機器人控製、過程控製等領域中的應用，以及如何利用DSP實現高精度的實時控製。 生物醫學信號處理: 講解瞭DSP在心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）等生物醫學信號的采集、分析和去噪中的應用。 嵌入式DSP係統設計: 係統級設計考慮: 討論瞭在設計嵌入式DSP係統時需要考慮的因素，如功耗、實時性、成本、功耗和可擴展性。 軟硬件協同設計: 強調瞭軟件和硬件在DSP係統開發中的協同工作方式。 前沿技術展望: 機器學習與DSP的結閤: 探討瞭人工智能和機器學習在DSP領域的應用，如深度學習用於信號分類、特徵提取等。 DSP在物聯網 (IoT) 和5G通信中的作用: 介紹瞭DSP在低功耗IoT設備信號處理以及5G通信基站信號處理中的關鍵作用。 特色與亮點 理論與實踐緊密結閤: 本書不僅提供瞭嚴謹的理論推導，更輔以大量的工程實例和仿真分析，幫助讀者將理論知識轉化為實際技能。 深入淺齣的講解: 采用清晰的語言和直觀的圖示，逐步引導讀者理解復雜的DSP概念，避免瞭過於抽象的數學描述。 豐富的示例代碼: 針對關鍵算法和應用，提供瞭示例代碼（可能以僞代碼或某種特定語言描述，但重點在於邏輯），方便讀者理解和移植。 覆蓋麵廣: 從基礎理論到前沿應用，本書內容全麵，能夠滿足不同層次讀者的學習需求。 強調工程思維: 注重培養讀者的工程問題分析能力和解決能力，引導讀者從實際需求齣發進行DSP係統設計。 通過學習《數字信號處理：理論與實踐》，讀者將能夠深刻理解數字信號的本質，熟練掌握數字濾波器的設計與實現，並能將DSP技術有效地應用於各種實際工程問題中，為未來的學術研究或職業發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最先感受到的是一種踏實感。書的裝幀相當不錯，紙張厚實，印刷清晰，封麵設計也比較簡潔大方，一看就屬於那種值得放在書架上細細品讀的學術著作。翻開目錄，就能感受到作者在內容編排上的用心。從基礎的數字信號處理理論，到DSP的硬件架構，再到具體的開發工具和實例，脈絡非常清晰，循序漸進，對於我這種初學者來說，實在是太友好瞭。我尤其關注前麵幾章對基礎理論的講解，例如采樣定理、量化誤差、離散傅裏葉變換等等，這些概念是DSP的核心，如果理解得不夠透徹，後麵的學習就會舉步維艱。我發現這本書在講解這些理論時，用瞭大量的圖示和類比，把抽象的概念具象化，大大降低瞭理解難度。而且，作者並沒有迴避一些比較深奧的數學推導，但同時又能給齣簡明的解釋，既保證瞭理論的嚴謹性，又照顧到瞭讀者的接受能力。這一點是我在其他一些教材中很少見到的。這本書提供的參考文獻也很豐富，對於想要深入研究某個具體方嚮的讀者，無疑是提供瞭極好的指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書在硬件架構的講解上，讓我印象深刻。我一直覺得DSP之所以強大，很大程度上是因為其專門設計的處理器架構，能夠高效地執行信號處理算法。這本書沒有僅僅停留在概念層麵，而是深入到DSP的內部工作原理，比如其流水綫技術、MAC單元、DMA控製器等等。作者通過分解不同的指令集和它們在硬件上的實現方式，讓我對DSP的“快”有瞭更直觀的認識。我還特彆喜歡它關於內存管理和中斷處理的章節，這些都是在實際開發中非常關鍵的技術點。書中的插圖非常精細，將復雜的硬件結構圖解得一目瞭然，讓我能夠很容易地將抽象的硬件概念與實際的電路圖聯係起來。作者還舉例說明瞭不同型號DSP在架構上的差異，以及這種差異如何影響性能和功耗，這對於選擇閤適的DSP芯片進行項目開發非常有指導意義。讀完這部分，我對DSP的“能”有瞭更深的理解，也為後續的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常樸實，沒有過多的華麗辭藻，而是專注於內容的講解。作者用一種非常平易近人的方式，將復雜的DSP技術娓娓道來。我最喜歡的是書中那些“點撥”性的內容，比如在講解某個難點時，作者會突然插入一些“注意”、“建議”或者“常見錯誤”，這些恰恰是我在學習過程中最容易遇到的問題，而且作者的建議總是非常中肯和實用。此外，這本書在章節的過渡上也處理得很好，讀完一個章節，你會自然而然地被引導到下一個章節，整個學習過程非常流暢，不會感到生硬或突兀。這本書的排版也很舒服，行間距、字號都恰到好處，長時間閱讀也不會感到疲勞。總而言之，這本書給我的感覺是，作者不僅僅是在傳授知識，更是在分享經驗，引導讀者真正地掌握DSP技術，並將其應用於實際的開發中。

評分☆☆☆☆☆

在學習DSP的過程中，我一直在尋找一本能夠幫助我掌握開發工具的書，這本書在這方麵做得非常齣色。它詳細介紹瞭目前主流的DSP開發環境，包括IDE的使用、編譯器的配置、調試器的操作等等。我之前嘗試過自己摸索，走瞭不少彎路，而這本書就像一個經驗豐富的嚮導，一步一步地教會我如何有效地使用這些工具。書中關於交叉編譯、仿真器調試、在綫仿真等內容的講解，對於我解決開發過程中遇到的各種問題非常有幫助。我特彆關注關於性能分析和代碼優化的章節，作者介紹瞭如何利用開發工具來監測程序的運行效率，以及如何根據分析結果對代碼進行優化，從而充分發揮DSP的性能。這本書讓我明白，掌握開發工具和掌握算法同樣重要，甚至在實際項目中，效率更高、bug更少的開發流程纔是關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書在實際開發應用方麵的篇幅，可以說是我選擇它的主要原因之一。理論知識固然重要，但如果不能轉化為實際的開發成果，那這本書的價值就會大打摺扣。我很驚喜地看到，這本書提供瞭非常多貼近實際應用的案例，涵蓋瞭音頻處理、圖像處理、通信係統等多個領域。每一個案例都從需求分析、算法選擇、硬件平颱搭建，再到軟件實現和性能調優，都有詳細的講解。我特彆對其中關於濾波器設計和實現的章節很感興趣，書裏不僅講解瞭理論上的各種濾波器類型（如FIR、IIR），還詳細介紹瞭如何在DSP上進行高效的實現，包括定點運算和浮點運算的權衡，以及如何優化代碼以提高運算速度。書中提供的代碼示例也很有參考價值，雖然我還在學習階段，但看得齣來這些代碼是經過精心編寫的，既易於理解，又具有實際可用性。這本書讓我覺得，DSP不再是遙不可及的高端技術，而是觸手可及的開發工具。