数字信号处理(赠授课用电子教案) 9787040202243 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐向宏 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040202243

商品编码：29424849817

包装：平装

出版时间：2006-12-01

基本信息

书名：数字信号处理(赠授课用电子教案)

定价：28.40元

作者：唐向宏

出版社：高等教育出版社

出版日期：2006-12-01

ISBN：9787040202243

字数：420000

页码：349

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.409kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统讨论数字信号处理的基本理论、基本算法和基本实现方法，注重基本概念、基本方法的讲解，压缩了繁琐的理论推导，所列举的大量典型示例注重理论联系实际，例题、习题紧扣基本概念、基本原理、基本方法的应用，内容通俗易懂、易教易学。
全书共8章，主要涉及离散时间系统的基本特征、连续时间信号的抽样、离散时间系统的变换域分析方法、离散系统结构、快速傅里叶变换（FFT） 以及IIR和FIR数字滤波器的理论和设计方法等内容。结合各章节的内容，介绍了相应的MATLAB信号处理工具箱函数，给出有关的仿真程序。
本书可作为大专院校电气信息类专业的教材，也可作为在通信工程、电子信息工程、自动控制工程、图像处理、语音处理等领域从事信号处理的科技工作者的参考书。

目录

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绪论
章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号与序列运算
1.2 离散时间系统
1.3 连续时间信号的抽样
1.4 本章相关的MATLAB命令及应用
小结
习题
第2章 离散系统的变换域分析——z变换
2.1 Z变换与Z逆变换
2.2 离散系统的系统函数与系统特性的描述
2.3 系统的频率响应与系统滤波特性
2.4 Z变换和拉氏变换的关系
2.5 本章相关的MATLAB命令及应用
小结
习题
第3章 离散系统的频域分析——傅里叶变换
3.1 非周期序列的傅里叶变换及性质
3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质
3.3 有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）
3.4 频域抽样理论
3.5 利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题
3.6 本章相关的 MATLAB命令及应用
小结
习题
第4章 数字滤波器的基本结构
4.1 数字滤波器类型及结构表示访求
4.2 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构与特点
4.3 有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构与特点
4.4 数字滤波器的格型结构
4.5 本章相关的MATLAB命令及应用
小结
习题
第5章 快速傅里叶变换
5.1 快速计算DFT的改进途径
5.2 按时间抽选（DIT）的基-2FFT算法
5.3 按频率抽选（DIF）的基-1FFT算法
5.4 离散傅里叶逆变换（IDFT）的快速算法
5.5 数字信号处理的FFT实验
5.6 线性调叔Z变换（Chirp-z变换）算法
5.7 本章相关的MATLAB命令及应用
小结
习题
第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法
6.1 数字滤波器的设计步骤
6.2 模拟滤波器的数字化设计IIR数字滤波器
6.3 频率变换法设计IIR数字滤波器——模拟域频率变换法
6.4 频率变换法设计IIR数字滤波器——数字域频率变换法
6.5 本章相关的MATLAB命令及应用
小结
习题
第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法
第8章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应
附录A 常用模拟低通滤波器设计方法
附录B MATLAB使用简介
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理：理论、方法与应用 一、 核心概念与理论基石 数字信号处理（DSP）是信息科学与工程技术领域的一门核心学科，它研究如何利用数字技术对现实世界的信号进行分析、变换、提取、压缩、增强和还原。本课程旨在系统性地构建读者对数字信号处理的全面认知，从最基本的信号与系统理论出发，逐步深入到数字信号的表示、处理方法及其在各个领域的广泛应用。 1. 信号与系统基础： 信号的分类与表示： 我们将从信号的本质出发，区分连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，奇偶信号等，并探讨它们在数学上的表达方式，例如时域表示、傅里叶级数和傅里叶变换等。理解信号的特性是进行后续处理的前提。 系统的特性与分类： 信号的处理离不开系统。我们将深入探讨线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、齐次性、时不变性，以及因果性、稳定性等关键判据。LTI系统的冲击响应（h[n]）是理解其行为的关键，我们将详细讲解如何利用卷积运算来描述LTI系统对任意输入信号的响应。 频域分析入门： 傅里叶变换是连接时域与频域的桥梁，它揭示了信号的频率成分。我们将学习离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的定义、性质及其在信号分析中的重要作用。理解信号的频谱特性，对于滤波器设计、谱分析等应用至关重要。 2. 离散时间信号与系统： 采样理论： 现实世界的连续信号如何转化为计算机可以处理的离散信号？奈奎斯特-香农采样定理是解决这一问题的核心。我们将详细阐述采样过程中的信息丢失（混叠）现象，以及如何选择合适的采样频率来无损地恢复原始信号。零阶保持、一阶保持等插值技术也将进行探讨。 Z变换： Z变换是离散时间LTI系统分析的有力工具，它将时域的差分方程转化为频域的代数方程，极大地简化了系统分析和设计。我们将学习Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念，以及其在系统稳定性判决、系统函数分析、系统频率响应计算等方面的应用。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是实现数字信号频谱分析和处理的核心算法。我们将深入理解DFT的定义、性质，特别是其与连续傅里叶变换的关系。然而，直接计算DFT的计算量巨大，因此，我们将重点介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，包括蝶形运算、按时间抽取和按频率抽取等不同实现方式，以及它们在工程实践中的效率优势。 3. 数字滤波器设计与实现： 滤波器的基本概念与分类： 滤波器是数字信号处理中最重要的一类系统，其主要作用是去除信号中的噪声、提取特定频率成分或改变信号的频率特性。我们将区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并分析它们各自的优缺点，包括频率响应特性、相位响应、设计复杂度、稳定性和计算效率等。 FIR滤波器设计： FIR滤波器以其线性相位特性而备受青睐。我们将学习几种主要的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、巴特沃斯窗等）和频率采样法。通过选择不同的窗函数，可以 trade-off 滤波器的过渡带宽度和阻带衰减。 IIR滤波器设计： IIR滤波器通常能够用较低的阶数实现期望的滤波特性，具有更高的计算效率。我们将介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器（I型和II型）、椭圆滤波器等，并探讨如何将模拟滤波器设计技术（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）通过双线性变换等方法转换为数字滤波器。 滤波器实现结构： 滤波器的设计完成后，还需要选择合适的实现结构。我们将介绍直接型、标准型、级联型、并联型等不同的滤波器结构，并分析它们在计算复杂度、数值稳定性、硬件实现等方面的差异。 4. 数字信号处理的进阶主题与应用： 谱分析： 除了基本的傅里叶分析，我们还将介绍更复杂的谱估计方法，如周期图法、改良周期图法、Welch法、经典谱估计法（如Burg法、Makhoul法）以及现代谱估计法（如多重信号分类（MUSIC）、子空间拟合（ESPRIT）等）。这些方法在噪声干扰下的信号频谱提取方面具有更优的性能。 自适应信号处理： 在许多实际应用中，信号的统计特性可能随时间变化，或者存在未知的干扰。自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数，以达到最佳的滤波效果。我们将介绍最小均方（LMS）算法、递归最小均方（RLS）算法等经典的自适应滤波器算法。 多速率信号处理： 在许多信号处理系统中，需要处理不同采样率的信号。多速率信号处理研究如何有效地改变信号的采样率，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。我们将介绍多相滤波器组等关键技术，并探讨其在数字通信、音频编码、图像处理等领域的应用。 应用领域展望： 数字信号处理技术已渗透到现代社会的方方面面。我们将通过具体案例，展现DSP在通信系统（如调制解调、信道编码、语音编码）、音频处理（如回声消除、降噪、音频压缩）、图像与视频处理（如图像增强、边缘检测、视频压缩）、生物医学工程（如心电图、脑电图分析）、雷达与声纳、控制系统等领域的广泛应用。 二、 学习目标与能力培养 通过本课程的学习，读者将能够： 掌握数字信号处理的基本理论框架： 理解信号与系统的基本概念、分类和特性，熟悉连续时间信号与离散时间信号的转换原理。 熟练运用傅里叶分析和Z变换工具： 能够分析离散时间LTI系统的时域和频域特性，并利用Z变换进行系统分析和设计。 掌握数字滤波器设计与实现的核心技术： 能够根据实际需求，选择并设计FIR和IIR滤波器，并理解不同滤波器结构的优缺点。 理解并初步应用数字信号处理的进阶技术： 对谱分析、自适应信号处理、多速率信号处理等有初步了解，并能认识到它们在实际问题中的价值。 培养分析与解决实际问题的能力： 能够将所学的DSP理论与工程实践相结合，分析工程问题，并尝试运用DSP技术进行解决方案的设计。 为后续深入学习打下坚实基础： 为进一步学习更高级的DSP技术，如小波分析、语音信号处理、图像编码等奠定坚实的理论基础。 三、 学习建议 本课程内容丰富且理论性较强，建议读者在学习过程中： 注重理论与实践相结合： 深入理解每一个概念的数学推导过程，并尝试通过编程（如MATLAB, Python）实现相关的算法和仿真。 积极思考与提问： 在学习过程中遇到疑问，及时查阅资料或与同行交流，深入思考问题的本质。 关注实际应用： 尝试了解DSP技术在现实生活中的应用案例，这能够极大地激发学习兴趣，并加深对理论知识的理解。 循序渐进，打牢基础： 确保对前置概念的理解扎实，再进入更深入的学习。 数字信号处理是一门充满魅力的学科，它不仅是理解现代信息社会运行机制的关键，也是驱动科技进步的重要引擎。通过本课程的学习，期望读者能够构建起扎实的DSP理论功底，掌握实用的分析与设计方法，并为未来在相关领域的研究与实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对数字信号处理的兴趣源于对声音和图像的迷恋，希望能够深入了解其背后的技术原理。我一直在寻找一本能够清晰阐述信号的采样、量化、编码以及各种变换（如傅里叶变换、小波变换）如何作用于这些信号的书。这本书的副标题“赠授课用电子教案”让我觉得它在教学设计上应该颇具匠心，或许能够提供比普通教材更生动、更具条理性的学习体验。我希望这本书能够以一种循序渐进的方式，从最基础的概念讲起，逐步深入到更复杂的滤波理论、系统分析和算法实现。特别吸引我的是，我希望书中能有丰富的图示和示意图，能够直观地展示信号的变化和算法的处理过程，这对于我这种视觉型学习者来说至关重要。同时，如果书中能够提供一些关于信号处理在多媒体技术、通信系统、医学影像等领域的实际应用案例，那将极大地激发我的学习兴趣，让我看到理论与实践的紧密联系。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚接触数字信号处理的工程师，我渴望找到一本能够帮助我快速入门，并理解其核心思想的教材。我需要的是那种既有理论深度，又能紧密结合实际工程应用的图书。这本书的标题和出版单位让我对它充满了期待，尤其是“赠授课用电子教案”这个附加信息，预示着它可能包含丰富的教学辅助资源，这对于自学来说非常有吸引力。我希望能在这本书中找到清晰的公式推导过程，以及对每个公式背后的物理意义和数学含义的详细解释。同时，我更关心的是书中如何将这些理论知识应用到实际工程场景中，比如如何根据实际需求设计滤波器，如何处理噪声，如何进行信号的频谱分析等等。如果书中还能包含一些常用的算法实现细节和编程建议，那对我来说将是莫大的帮助，能够让我更快地将理论知识转化为实际的工程能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对信号分析和处理领域充满好奇的业余爱好者，一直在寻找一本能够系统梳理数字信号处理理论，并且强调其在实际工程中应用的教材。我尤其关注那些能够解释“为什么”的书，不仅仅是介绍公式和算法，更要揭示其背后的原理和思想。这本书的副标题“赠授课用电子教案”让我觉得它在教学方面应该下了不少功夫，或许能够提供更清晰的讲解思路和配套的学习资源。我希望这本书能够在我学习的过程中，循序渐进地引导我，从基本的采样定理、量化误差开始，逐步深入到各种滤波器的设计原理、实现方法，以及更高级的算法，比如FFT（快速傅里叶变换）等等。同时，我也非常期待书中能够穿插一些具体的应用场景，比如音频处理、图像压缩、通信系统等，这样可以帮助我更好地理解理论知识的实际价值，激发我的学习兴趣，并为我未来的学习和研究指明方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字看起来就挺硬核的，我当时是抱着了解数字信号处理这门课的基本概念去的。拿到手的时候，厚度和封面风格就让我觉得这是一本“正经”的书，不像那种快餐式的科普读物。翻开目录，看到傅里叶变换、Z变换、滤波器设计这些章节，心里就开始打鼓，毕竟这些名词在大学里听起来都挺高深的。我最看重的是书的系统性，是不是能把复杂的理论讲清楚，然后又有哪些具体的应用案例来佐证。毕竟，学理论总得知道它能干什么，不能光是纸上谈兵。我对这种能够从基础原理到实际应用都覆盖到的书特别感兴趣，希望它能帮我打下坚实的知识基础，并且能够触类旁通，理解更深层次的内容。也希望作者能够用通俗易懂的语言来解释那些抽象的数学概念，避免过于枯燥和晦涩的表达方式，让非专业背景的读者也能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对技术充满热情的研究生，在学习过程中，一本能够既严谨又不失趣味性的教材至关重要。我一直在寻找一本能够帮助我深入理解数字信号处理核心概念的书，尤其是那些能够清晰阐述傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心工具如何被应用于实际问题解决的书。这本书的出版单位是高等教育出版社，这通常意味着其内容具有较高的学术水准和严谨性，这正是我所追求的。我特别希望书中能够包含大量的例题和习题，并且这些例题的难度能够有所梯度，从基础到进阶，能够帮助我巩固所学知识，并锻炼我的解题能力。如果书中还能提供一些关于算法优化、性能分析的讨论，那就更完美了，这对于我在实际项目开发中优化算法、提升效率非常有帮助。