数字信号处理学习指导与习题精解 9787040177497 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈后金，薛健，胡健 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 习题
• 精解
• 9787040177497
• 高等教育出版社

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040177497

商品编码：29427225067

包装：平装

出版时间：2005-11-01

基本信息

书名：数字信号处理学习指导与习题精解

定价：23.90元

作者：陈后金,薛健,胡健

出版社：高等教育出版社

出版日期：2005-11-01

ISBN：9787040177497

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

---

内容提要

---

　　本书是陈后金等编写的《数字信号处理》主教材的配套参考书，是高等教育出版社“高等教育百门精品课程教材建设计划”精品项目的研究成果。
　　主教材是普通高等教育“十五”规划教材，自2004年推出以来，受到读者的欢迎。考虑到这门课程是电气信息专业学生的一门非常重要的专业基础课程，并且是很多专业的考研课程，作者根据自己多年的教学经验编写了这本学习指导，以期提高学生的学习水平。
　　本书共分9章，具体内容是：离散信号与系统分析基础、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、功率谱估计、数字系统的结构、多速率信号处理基础、信号时频分析与小波分析。每章包括基本知识与重要公式、学习要求、重点和难点提示、思考题、习题精解五部分。另外附录收录了北京交通大学2001年至2005年硕士研究生入学考试试题及详解。
　　本书可供讲授、学习“数字信号处理”课程的师生作为教材配套参考书使用，也可供准备硕士研究生入学考试的学生作为考前辅导书使用。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

引言 数字信号处理（DSP）作为一门跨越通信、控制、医学、音频、视频、图像等众多领域的关键技术，其重要性日益凸显。从日常的手机通信到尖端的医疗影像，DSP的身影无处不在。理解和掌握DSP的基本原理、核心算法以及实际应用，对于相关领域的学生、工程师和研究人员而言，是职业发展的基石。本书旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台，引导大家逐步领略数字信号处理的魅力，并切实提升解决实际问题的能力。 本书特色与内容概述 本书并非仅仅罗列枯燥的理论公式，而是力求将抽象的概念与直观的理解相结合，将理论推导与实际应用相联系，帮助读者建立起扎实的DSP知识体系。本书内容覆盖了数字信号处理的各个关键方面，结构清晰，循序渐进。 第一部分：基础理论与数学工具 在深入探讨DSP的各项技术之前，建立牢固的基础理论至关重要。这一部分将从最根本的数学工具入手，为后续的学习铺平道路。 1. 离散时间信号与系统: 离散时间信号的定义与表示: 我们将详细介绍离散时间信号的概念，包括其采样过程、幅度、相位等基本属性，以及如何用序列表示。例如，我们会讨论周期信号、非周期信号、偶信号、奇信号等不同类型的离散信号，并解释它们在实际中可能对应的情况。 基本信号: 单位冲激信号（Dirac Delta function在离散域的对应物）和单位阶跃信号是构建更复杂信号的基础，本书将对其性质和应用进行详细阐述。 离散时间系统的概念: 什么是线性系统、时不变系统（LTI）、因果系统、稳定系统？这些概念是理解系统行为的关键。我们将通过丰富的例子，帮助读者区分不同类型的系统，并理解它们对信号的影响。 差分方程: 差分方程是描述离散时间线性时不变系统的数学语言。本书将讲解如何从物理模型或实际现象推导出差分方程，以及如何通过求解差分方程来预测系统的输出。 卷积: 卷积是LTI系统分析的核心运算。我们将深入探讨离散卷积的定义、计算方法（直接计算法、图解法、公式法），以及其在系统响应分析中的重要作用。我们会通过具体的例子，展示如何利用卷积来计算系统的零输入响应和零状态响应。 2. 傅里叶变换及其在DSP中的应用: 离散时间傅里叶变换 (DTFT): DTFT是分析离散时间信号频谱特性的有力工具。本书将详细介绍DTFT的定义、性质（线性、时移、频移、积分、卷积等），以及其在信号频谱分析中的应用。我们会探讨连续傅里叶变换与DTFT之间的联系与区别。 傅里叶级数 (FS): 对于周期信号，傅里叶级数是分解其频谱的重要方法。本书将介绍傅里叶级数的定义、计算方法（指数形式、三角形式），以及其在周期信号分析中的应用。 离散傅里叶变换 (DFT): DFT是DTFT在计算机实现上的离散化版本，也是DSP算法的基础。我们将深入讲解DFT的定义、计算、性质，并重点介绍其与DTFT的关系。 快速傅里叶变换 (FFT): FFT算法的出现极大地加速了DFT的计算，使得许多基于DFT的DSP应用得以在实时系统中实现。本书将介绍几种典型的FFT算法（如Cooley-Tukey算法），并分析其计算复杂度，让读者理解其高效性的来源。 频谱分析: 通过傅里叶变换，我们可以了解信号的频率成分。本书将指导读者如何利用傅里叶变换来分析信号的频谱，例如识别信号中的噪声、提取特定频率成分等。 3. Z变换: Z变换的定义与性质: Z变换是分析离散时间系统，特别是线性时不变系统的强大工具。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念，以及其重要的性质（线性、时移、尺度变换、微分、积分、卷积等）。 逆Z变换: 掌握了Z变换，还需要能够从Z域回到时域，即进行逆Z变换。我们将介绍不同的逆Z变换方法，包括部分分式展开法、长除法、留数定理法等。 系统函数与频率响应: Z变换能够简洁地表示LTI系统的系统函数H(z)，进而得到系统的频率响应。本书将讲解如何利用系统函数分析系统的稳定性、频率特性（如通带、阻带、截止频率等）。 应用: Z变换在系统稳定性分析、滤波器设计、差分方程求解等方面有着广泛的应用。本书将通过实例展示Z变换的实际效用。 第二部分：核心算法与技术 在掌握了基础理论之后，本书将进一步深入到数字信号处理的核心算法和技术。 1. 数字滤波器的设计与实现: 滤波器的基本概念: 什么是滤波器？它的主要作用是什么？我们将从信号处理的角度出发，介绍滤波器的基本功能，如信号的平滑、去噪、频率选择等。 无限冲激响应 (IIR) 滤波器: IIR滤波器具有紧凑的系统结构和较低的计算复杂度，适用于对计算资源有限的场景。本书将介绍IIR滤波器的基本特性，并重点讲解几种经典的IIR滤波器设计方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Elliptic）滤波器等。我们会探讨不同设计方法的优缺点以及适用场景。 有限冲激响应 (FIR) 滤波器: FIR滤波器具有线性相位特性，这在许多应用中至关重要（如避免信号失真）。本书将详细介绍FIR滤波器的特点，并重点讲解几种常用的FIR滤波器设计方法，如窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。我们会分析不同窗函数的选择对滤波器性能的影响。 滤波器实现: 讲解如何将设计的滤波器系数转化为实际的差分方程，并在硬件或软件中实现。我们将讨论直接型、级联型、并行型等不同的结构，并分析它们的计算量和对舍入误差的影响。 2. 抽样定理与信号重建: 抽样定理（奈奎斯特定理）: 这是数字信号处理的基石之一。本书将详细阐述抽样定理的内容，即连续信号需要以高于其最高频率两倍的速率进行抽样，才能保证信号的信息不丢失。我们将深入理解其原理，并探讨过采样和欠采样的后果。 插值与信号重建: 在抽样之后，如何从离散的采样点重建原始的连续信号？本书将介绍插值技术，包括零阶保持、线性插值、多项式插值以及更高级的Sinc插值等，并解释它们在信号重建中的作用。 3. 多速率信号处理: 上采样与下采样: 在许多实际系统中，信号需要以不同的速率进行处理。本书将介绍上采样（插零）和下采样（抽取）的基本原理和过程，以及它们对信号频谱的影响。 抽取器与插入器: 详细讲解抽取器（Decimator）和插入器（Interpolator）的工作原理，以及它们在改变信号采样率时的应用。 多速率滤波器的设计: 介绍如何在多速率系统中设计滤波器，以满足不同采样率下的处理需求。 第三部分：高级主题与实际应用 在掌握了核心理论和算法后，本书将进一步探讨一些高级主题，并将所学知识应用于实际场景。 1. 自适应信号处理: 自适应滤波器的概念: 自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其参数，以达到最佳性能。本书将介绍自适应滤波器的基本原理和应用场景，如噪声消除、回声消除等。 最小均方 (LMS) 算法: LMS算法是实现自适应滤波器最常用的算法之一。我们将详细讲解LMS算法的原理、收敛性分析以及具体的实现步骤。 递归最小二乘 (RLS) 算法: RLS算法相对于LMS算法具有更快的收敛速度，但计算复杂度也更高。本书将对其原理进行介绍。 2. 傅里叶变换的实际应用: 功率谱密度 (PSD) 估计: 如何量化信号的能量在不同频率上的分布？本书将介绍如何利用傅里叶变换来估计信号的功率谱密度，以及其在信号分析和故障诊断中的应用。 短时傅里叶变换 (STFT): 对于非平稳信号，其频谱会随时间变化。STFT通过将信号分割成短时段并进行傅里叶变换，来分析信号的时频特性。本书将介绍STFT的原理和应用。 小波变换: 小波变换提供了一种多分辨率的信号分析方法，能够同时捕捉信号的局部时间和局部频率信息。本书将介绍小波变换的基本概念和优势。 3. DSP在通信、音频、图像处理中的应用: 通信系统: 讲解DSP在调制解调、信道编码、均衡、语音编码等通信系统中的关键作用。 音频处理: 探讨DSP在音频压缩（如MP3）、降噪、混响、均衡器等音频信号处理技术中的应用。 图像处理: 介绍DSP在图像滤波、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG）等图像处理领域的应用。 学习方法指导 本书并非仅仅提供知识的罗列，更注重引导读者掌握学习方法。 理论与实践相结合: 每一个重要的概念和算法，本书都力求通过清晰的推导和直观的图示来阐释。同时，我们鼓励读者动手实践，利用MATLAB等工具进行仿真和验证。 例题精解: 本书精选了大量具有代表性的例题，涵盖了从基础概念到复杂算法的各个层面。每道例题都提供了详细的解题思路、步骤和最终答案，帮助读者理解解题过程，掌握解题技巧。 习题演练: 每一章节都配有精心设计的习题，旨在巩固所学知识，加深对概念的理解，并提升解决实际问题的能力。习题的难度和类型多样，能够满足不同层次读者的需求。 循序渐进的逻辑: 本书的章节安排严格遵循“由浅入深、由易到难”的原则，确保读者能够逐步构建起完整的知识体系，避免知识断层。 强调理解而非记忆: 我们强调对基本原理的深入理解，而不是死记硬背公式。只有真正理解了背后的原理，才能灵活运用所学知识解决各种问题。 结语 数字信号处理是一门充满挑战也极具魅力的学科。掌握DSP技术，将为你在未来的学习和工作中打开无限可能。本书希望成为你数字信号处理学习道路上的忠实伙伴，陪伴你一起探索DSP的奥秘，攻克学习中的难题。愿本书能助你打下坚实的DSP基础，在信息时代的浪潮中乘风破浪。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，很大程度上源于其“习题精解”这个关键词。作为一名在职的工程师，虽然我接触过一些DSP的应用，但很多时候只是“拿来主义”，对于背后的原理和解题方法理解得并不透彻。在实际工作中，当我遇到一些复杂的问题，需要对信号进行深入分析和处理时，常常会感到力不从心，需要花费大量时间去查阅资料，甚至是从头开始学习。我希望这本《数字信号处理学习指导与习题精解》能够填补我在这方面的知识空白。我希望它能够提供丰富多样的习题，覆盖DSP的各个关键领域，从基础的离散时间信号分析，到更高级的滤波器设计和谱分析。更重要的是，我期待它能够提供非常详尽的解题步骤和思路分析，不仅仅是给出最终答案，而是能解释每一步的逻辑依据，甚至是一些解题的“套路”和技巧。我希望通过反复钻研这些习题，能够让我更加熟练地运用DSP的各种工具和算法，提高我解决工程实际问题的能力，让我不再满足于浅尝辄止，而是能够深入理解背后的科学原理，从而更好地指导我的工作实践。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对理论知识的应用非常看重的读者，尤其是在学习像数字信号处理这样一门与实际工程应用紧密结合的学科时。我深知，光有扎实的理论基础是不够的，更重要的是如何将这些理论转化为解决实际问题的能力。这本书的标题“学习指导与习题精解”让我眼前一亮，我立刻感受到它具备了这两方面的优势。我预设，“学习指导”部分应该能够帮助我理清学习思路，搭建起DSP知识体系的框架，也许会提供一些学习方法上的建议，或者对重要概念进行提纲挈领式的梳理，让我能够更有效地吸收和理解理论知识。而“习题精解”则是我最为看重的部分。我希望它不仅仅是提供大量练习题，更重要的是它能深入剖析每一道题的解题过程，包括题目的背景、考查的知识点、解题的思路，以及每一步计算的依据。我尤其期待它能提供一些解题的技巧和注意事项，甚至是可以分享一些作者在解决类似问题时的经验。如果这本书能够做到这些，那么它无疑将成为我学习DSP的宝贵资源，帮助我从“知其然”走向“知其所以然”，真正掌握数字信号处理的精髓。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《数字信号处理学习指导与习题精解》，我首先被它厚实的分量和严谨的排版所吸引。封面设计简洁明了，高等教育出版社的标志也给了我一种“经典教材”的信赖感。我是一名非科班出身，但因工作需要，不得不硬着头皮啃下数字信号处理这块硬骨头。市面上相关的书籍不少，但很多都过于理论化，像一本本冷冰冰的百科全书，读起来晦涩难懂，尤其是当我尝试去理解那些复杂的公式和推导时，常常感到力不从心。而这本《学习指导与习题精解》似乎正是为我这样的读者量身定做的。尽管我还未深入研读其具体内容，但从其“学习指导”和“习题精解”这样的命名，我便能预感到，它应该会更注重过程的引导和知识的消化，而不是单纯的知识堆砌。我期待着它能提供清晰的学习脉络，将抽象的概念具象化，并通过大量的例题和解题思路，帮助我这个“小白”逐步建立起对数字信号处理的直观认识。我特别看重“精解”二字，这意味着它不会像很多习题集那样，只给出答案，而是会深入剖析解题的每一步，甚至是多种解法的对比，这对于我理解原理、掌握技巧至关重要。希望它能成为我攻克数字信号处理难关的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在选择这本《数字信号处理学习指导与习题精解》之前，我曾纠结过不少其他教材。我是一名在读的通信工程专业研究生，DSP是我们课程的重中之重，也是我一直以来感到困惑的领域。我们学校的官方指定教材虽然权威，但内容确实有些“硬”，课上老师讲解得再细致，课后自己做题时，也常常陷入“知道怎么做，但不知道为什么这么做”的尴尬境地。我渴望一本能够连接理论与实践的桥梁，一本能够真正“教我学”而不是“告诉我知识”的书。这本《学习指导与习题精解》的名字就非常直观地击中了我的痛点。我希望它不仅仅是罗列大量的习题，更重要的是在习题的讲解中，能够穿插必要的理论回顾、概念辨析，甚至是一些解题技巧的总结。比如，对于傅里叶变换、Z变换这些核心概念，我希望它能提供不同的视角来理解，而不是仅仅停留在数学定义上。而且，针对一些经典的DSP问题，如果能有不同难度的习题，并配以详尽的解题步骤和思路分析，那将是极大的帮助。我对这本书抱有很高的期待，希望它能够帮助我深入理解DSP的内在逻辑，提高解决实际问题的能力，为我的毕业设计打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技充满好奇心的技术爱好者，我一直对数字信号处理领域非常感兴趣。虽然我并非科班出身，没有接受过系统性的专业训练，但我通过自学一些基础的编程和数学知识，试图接触这个充满魅力的学科。然而，许多关于DSP的书籍，即使是入门级的，也往往充斥着令我望而却步的数学符号和专业术语，感觉像是直接把我丢进了知识的海洋，而没有给我一艘船。这本《数字信号处理学习指导与习题精解》的名字，让我看到了希望。我猜想，它在“学习指导”的部分，应该会用更贴近初学者的语言，循序渐进地介绍DSP的基本概念，比如采样、量化、滤波等等，并尝试用一些生动的比喻或者实际的例子来解释它们。而“习题精解”更是吸引我的一点，我希望它不仅仅是给出答案，而是能够详细地讲解解题的思路，包括如何从题意出发，提取关键信息，选择合适的理论工具，以及如何一步步推导出答案。我相信，通过这样的方式，我能够更好地理解理论知识在实际问题中的应用，并且在动手练习的过程中，巩固和深化我的理解。这本书的出现，让我看到了一个更平缓的DSP学习曲线。