數字信號處理學習指導與習題精解 9787040177497 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳後金，薛健，鬍健 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
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• 習題
• 精解
• 9787040177497
• 高等教育齣版社

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040177497

商品編碼：29427225067

包裝：平裝

齣版時間：2005-11-01

基本信息

書名：數字信號處理學習指導與習題精解

定價：23.90元

作者：陳後金,薛健,鬍健

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2005-11-01

ISBN：9787040177497

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書是陳後金等編寫的《數字信號處理》主教材的配套參考書，是高等教育齣版社“高等教育百門精品課程教材建設計劃”精品項目的研究成果。
　　主教材是普通高等教育“十五”規劃教材，自2004年推齣以來，受到讀者的歡迎。考慮到這門課程是電氣信息專業學生的一門非常重要的專業基礎課程，並且是很多專業的考研課程，作者根據自己多年的教學經驗編寫瞭這本學習指導，以期提高學生的學習水平。
　　本書共分9章，具體內容是：離散信號與係統分析基礎、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換、IIR數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、功率譜估計、數字係統的結構、多速率信號處理基礎、信號時頻分析與小波分析。每章包括基本知識與重要公式、學習要求、重點和難點提示、思考題、習題精解五部分。另外附錄收錄瞭北京交通大學2001年至2005年碩士研究生入學考試試題及詳解。
　　本書可供講授、學習“數字信號處理”課程的師生作為教材配套參考書使用，也可供準備碩士研究生入學考試的學生作為考前輔導書使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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引言 數字信號處理（DSP）作為一門跨越通信、控製、醫學、音頻、視頻、圖像等眾多領域的關鍵技術，其重要性日益凸顯。從日常的手機通信到尖端的醫療影像，DSP的身影無處不在。理解和掌握DSP的基本原理、核心算法以及實際應用，對於相關領域的學生、工程師和研究人員而言，是職業發展的基石。本書旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，引導大傢逐步領略數字信號處理的魅力，並切實提升解決實際問題的能力。 本書特色與內容概述 本書並非僅僅羅列枯燥的理論公式，而是力求將抽象的概念與直觀的理解相結閤，將理論推導與實際應用相聯係，幫助讀者建立起紮實的DSP知識體係。本書內容覆蓋瞭數字信號處理的各個關鍵方麵，結構清晰，循序漸進。 第一部分：基礎理論與數學工具 在深入探討DSP的各項技術之前，建立牢固的基礎理論至關重要。這一部分將從最根本的數學工具入手，為後續的學習鋪平道路。 1. 離散時間信號與係統: 離散時間信號的定義與錶示: 我們將詳細介紹離散時間信號的概念，包括其采樣過程、幅度、相位等基本屬性，以及如何用序列錶示。例如，我們會討論周期信號、非周期信號、偶信號、奇信號等不同類型的離散信號，並解釋它們在實際中可能對應的情況。 基本信號: 單位衝激信號（Dirac Delta function在離散域的對應物）和單位階躍信號是構建更復雜信號的基礎，本書將對其性質和應用進行詳細闡述。 離散時間係統的概念: 什麼是綫性係統、時不變係統（LTI）、因果係統、穩定係統？這些概念是理解係統行為的關鍵。我們將通過豐富的例子，幫助讀者區分不同類型的係統，並理解它們對信號的影響。 差分方程: 差分方程是描述離散時間綫性時不變係統的數學語言。本書將講解如何從物理模型或實際現象推導齣差分方程，以及如何通過求解差分方程來預測係統的輸齣。 捲積: 捲積是LTI係統分析的核心運算。我們將深入探討離散捲積的定義、計算方法（直接計算法、圖解法、公式法），以及其在係統響應分析中的重要作用。我們會通過具體的例子，展示如何利用捲積來計算係統的零輸入響應和零狀態響應。 2. 傅裏葉變換及其在DSP中的應用: 離散時間傅裏葉變換 (DTFT): DTFT是分析離散時間信號頻譜特性的有力工具。本書將詳細介紹DTFT的定義、性質（綫性、時移、頻移、積分、捲積等），以及其在信號頻譜分析中的應用。我們會探討連續傅裏葉變換與DTFT之間的聯係與區彆。 傅裏葉級數 (FS): 對於周期信號，傅裏葉級數是分解其頻譜的重要方法。本書將介紹傅裏葉級數的定義、計算方法（指數形式、三角形式），以及其在周期信號分析中的應用。 離散傅裏葉變換 (DFT): DFT是DTFT在計算機實現上的離散化版本，也是DSP算法的基礎。我們將深入講解DFT的定義、計算、性質，並重點介紹其與DTFT的關係。 快速傅裏葉變換 (FFT): FFT算法的齣現極大地加速瞭DFT的計算，使得許多基於DFT的DSP應用得以在實時係統中實現。本書將介紹幾種典型的FFT算法（如Cooley-Tukey算法），並分析其計算復雜度，讓讀者理解其高效性的來源。 頻譜分析: 通過傅裏葉變換，我們可以瞭解信號的頻率成分。本書將指導讀者如何利用傅裏葉變換來分析信號的頻譜，例如識彆信號中的噪聲、提取特定頻率成分等。 3. Z變換: Z變換的定義與性質: Z變換是分析離散時間係統，特彆是綫性時不變係統的強大工具。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念，以及其重要的性質（綫性、時移、尺度變換、微分、積分、捲積等）。 逆Z變換: 掌握瞭Z變換，還需要能夠從Z域迴到時域，即進行逆Z變換。我們將介紹不同的逆Z變換方法，包括部分分式展開法、長除法、留數定理法等。 係統函數與頻率響應: Z變換能夠簡潔地錶示LTI係統的係統函數H(z)，進而得到係統的頻率響應。本書將講解如何利用係統函數分析係統的穩定性、頻率特性（如通帶、阻帶、截止頻率等）。 應用: Z變換在係統穩定性分析、濾波器設計、差分方程求解等方麵有著廣泛的應用。本書將通過實例展示Z變換的實際效用。 第二部分：核心算法與技術 在掌握瞭基礎理論之後，本書將進一步深入到數字信號處理的核心算法和技術。 1. 數字濾波器的設計與實現: 濾波器的基本概念: 什麼是濾波器？它的主要作用是什麼？我們將從信號處理的角度齣發，介紹濾波器的基本功能，如信號的平滑、去噪、頻率選擇等。 無限衝激響應 (IIR) 濾波器: IIR濾波器具有緊湊的係統結構和較低的計算復雜度，適用於對計算資源有限的場景。本書將介紹IIR濾波器的基本特性，並重點講解幾種經典的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、橢圓（Elliptic）濾波器等。我們會探討不同設計方法的優缺點以及適用場景。 有限衝激響應 (FIR) 濾波器: FIR濾波器具有綫性相位特性，這在許多應用中至關重要（如避免信號失真）。本書將詳細介紹FIR濾波器的特點，並重點講解幾種常用的FIR濾波器設計方法，如窗函數法（矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。我們會分析不同窗函數的選擇對濾波器性能的影響。 濾波器實現: 講解如何將設計的濾波器係數轉化為實際的差分方程，並在硬件或軟件中實現。我們將討論直接型、級聯型、並行型等不同的結構，並分析它們的計算量和對捨入誤差的影響。 2. 抽樣定理與信號重建: 抽樣定理（奈奎斯特定理）: 這是數字信號處理的基石之一。本書將詳細闡述抽樣定理的內容，即連續信號需要以高於其最高頻率兩倍的速率進行抽樣，纔能保證信號的信息不丟失。我們將深入理解其原理，並探討過采樣和欠采樣的後果。 插值與信號重建: 在抽樣之後，如何從離散的采樣點重建原始的連續信號？本書將介紹插值技術，包括零階保持、綫性插值、多項式插值以及更高級的Sinc插值等，並解釋它們在信號重建中的作用。 3. 多速率信號處理: 上采樣與下采樣: 在許多實際係統中，信號需要以不同的速率進行處理。本書將介紹上采樣（插零）和下采樣（抽取）的基本原理和過程，以及它們對信號頻譜的影響。 抽取器與插入器: 詳細講解抽取器（Decimator）和插入器（Interpolator）的工作原理，以及它們在改變信號采樣率時的應用。 多速率濾波器的設計: 介紹如何在多速率係統中設計濾波器，以滿足不同采樣率下的處理需求。 第三部分：高級主題與實際應用 在掌握瞭核心理論和算法後，本書將進一步探討一些高級主題，並將所學知識應用於實際場景。 1. 自適應信號處理: 自適應濾波器的概念: 自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其參數，以達到最佳性能。本書將介紹自適應濾波器的基本原理和應用場景，如噪聲消除、迴聲消除等。 最小均方 (LMS) 算法: LMS算法是實現自適應濾波器最常用的算法之一。我們將詳細講解LMS算法的原理、收斂性分析以及具體的實現步驟。 遞歸最小二乘 (RLS) 算法: RLS算法相對於LMS算法具有更快的收斂速度，但計算復雜度也更高。本書將對其原理進行介紹。 2. 傅裏葉變換的實際應用: 功率譜密度 (PSD) 估計: 如何量化信號的能量在不同頻率上的分布？本書將介紹如何利用傅裏葉變換來估計信號的功率譜密度，以及其在信號分析和故障診斷中的應用。 短時傅裏葉變換 (STFT): 對於非平穩信號，其頻譜會隨時間變化。STFT通過將信號分割成短時段並進行傅裏葉變換，來分析信號的時頻特性。本書將介紹STFT的原理和應用。 小波變換: 小波變換提供瞭一種多分辨率的信號分析方法，能夠同時捕捉信號的局部時間和局部頻率信息。本書將介紹小波變換的基本概念和優勢。 3. DSP在通信、音頻、圖像處理中的應用: 通信係統: 講解DSP在調製解調、信道編碼、均衡、語音編碼等通信係統中的關鍵作用。 音頻處理: 探討DSP在音頻壓縮（如MP3）、降噪、混響、均衡器等音頻信號處理技術中的應用。 圖像處理: 介紹DSP在圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（如JPEG）等圖像處理領域的應用。 學習方法指導 本書並非僅僅提供知識的羅列，更注重引導讀者掌握學習方法。 理論與實踐相結閤: 每一個重要的概念和算法，本書都力求通過清晰的推導和直觀的圖示來闡釋。同時，我們鼓勵讀者動手實踐，利用MATLAB等工具進行仿真和驗證。 例題精解: 本書精選瞭大量具有代錶性的例題，涵蓋瞭從基礎概念到復雜算法的各個層麵。每道例題都提供瞭詳細的解題思路、步驟和最終答案，幫助讀者理解解題過程，掌握解題技巧。 習題演練: 每一章節都配有精心設計的習題，旨在鞏固所學知識，加深對概念的理解，並提升解決實際問題的能力。習題的難度和類型多樣，能夠滿足不同層次讀者的需求。 循序漸進的邏輯: 本書的章節安排嚴格遵循“由淺入深、由易到難”的原則，確保讀者能夠逐步構建起完整的知識體係，避免知識斷層。 強調理解而非記憶: 我們強調對基本原理的深入理解，而不是死記硬背公式。隻有真正理解瞭背後的原理，纔能靈活運用所學知識解決各種問題。 結語 數字信號處理是一門充滿挑戰也極具魅力的學科。掌握DSP技術，將為你在未來的學習和工作中打開無限可能。本書希望成為你數字信號處理學習道路上的忠實夥伴，陪伴你一起探索DSP的奧秘，攻剋學習中的難題。願本書能助你打下堅實的DSP基礎，在信息時代的浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對前沿科技充滿好奇心的技術愛好者，我一直對數字信號處理領域非常感興趣。雖然我並非科班齣身，沒有接受過係統性的專業訓練，但我通過自學一些基礎的編程和數學知識，試圖接觸這個充滿魅力的學科。然而，許多關於DSP的書籍，即使是入門級的，也往往充斥著令我望而卻步的數學符號和專業術語，感覺像是直接把我丟進瞭知識的海洋，而沒有給我一艘船。這本《數字信號處理學習指導與習題精解》的名字，讓我看到瞭希望。我猜想，它在“學習指導”的部分，應該會用更貼近初學者的語言，循序漸進地介紹DSP的基本概念，比如采樣、量化、濾波等等，並嘗試用一些生動的比喻或者實際的例子來解釋它們。而“習題精解”更是吸引我的一點，我希望它不僅僅是給齣答案，而是能夠詳細地講解解題的思路，包括如何從題意齣發，提取關鍵信息，選擇閤適的理論工具，以及如何一步步推導齣答案。我相信，通過這樣的方式，我能夠更好地理解理論知識在實際問題中的應用，並且在動手練習的過程中，鞏固和深化我的理解。這本書的齣現，讓我看到瞭一個更平緩的DSP學習麯綫。

評分☆☆☆☆☆

說實話，在選擇這本《數字信號處理學習指導與習題精解》之前，我曾糾結過不少其他教材。我是一名在讀的通信工程專業研究生，DSP是我們課程的重中之重，也是我一直以來感到睏惑的領域。我們學校的官方指定教材雖然權威，但內容確實有些“硬”，課上老師講解得再細緻，課後自己做題時，也常常陷入“知道怎麼做，但不知道為什麼這麼做”的尷尬境地。我渴望一本能夠連接理論與實踐的橋梁，一本能夠真正“教我學”而不是“告訴我知識”的書。這本《學習指導與習題精解》的名字就非常直觀地擊中瞭我的痛點。我希望它不僅僅是羅列大量的習題，更重要的是在習題的講解中，能夠穿插必要的理論迴顧、概念辨析，甚至是一些解題技巧的總結。比如，對於傅裏葉變換、Z變換這些核心概念，我希望它能提供不同的視角來理解，而不是僅僅停留在數學定義上。而且，針對一些經典的DSP問題，如果能有不同難度的習題，並配以詳盡的解題步驟和思路分析，那將是極大的幫助。我對這本書抱有很高的期待，希望它能夠幫助我深入理解DSP的內在邏輯，提高解決實際問題的能力，為我的畢業設計打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對理論知識的應用非常看重的讀者，尤其是在學習像數字信號處理這樣一門與實際工程應用緊密結閤的學科時。我深知，光有紮實的理論基礎是不夠的，更重要的是如何將這些理論轉化為解決實際問題的能力。這本書的標題“學習指導與習題精解”讓我眼前一亮，我立刻感受到它具備瞭這兩方麵的優勢。我預設，“學習指導”部分應該能夠幫助我理清學習思路，搭建起DSP知識體係的框架，也許會提供一些學習方法上的建議，或者對重要概念進行提綱挈領式的梳理，讓我能夠更有效地吸收和理解理論知識。而“習題精解”則是我最為看重的部分。我希望它不僅僅是提供大量練習題，更重要的是它能深入剖析每一道題的解題過程，包括題目的背景、考查的知識點、解題的思路，以及每一步計算的依據。我尤其期待它能提供一些解題的技巧和注意事項，甚至是可以分享一些作者在解決類似問題時的經驗。如果這本書能夠做到這些，那麼它無疑將成為我學習DSP的寶貴資源，幫助我從“知其然”走嚮“知其所以然”，真正掌握數字信號處理的精髓。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本《數字信號處理學習指導與習題精解》，我首先被它厚實的分量和嚴謹的排版所吸引。封麵設計簡潔明瞭，高等教育齣版社的標誌也給瞭我一種“經典教材”的信賴感。我是一名非科班齣身，但因工作需要，不得不硬著頭皮啃下數字信號處理這塊硬骨頭。市麵上相關的書籍不少，但很多都過於理論化，像一本本冷冰冰的百科全書，讀起來晦澀難懂，尤其是當我嘗試去理解那些復雜的公式和推導時，常常感到力不從心。而這本《學習指導與習題精解》似乎正是為我這樣的讀者量身定做的。盡管我還未深入研讀其具體內容，但從其“學習指導”和“習題精解”這樣的命名，我便能預感到，它應該會更注重過程的引導和知識的消化，而不是單純的知識堆砌。我期待著它能提供清晰的學習脈絡，將抽象的概念具象化，並通過大量的例題和解題思路，幫助我這個“小白”逐步建立起對數字信號處理的直觀認識。我特彆看重“精解”二字，這意味著它不會像很多習題集那樣，隻給齣答案，而是會深入剖析解題的每一步，甚至是多種解法的對比，這對於我理解原理、掌握技巧至關重要。希望它能成為我攻剋數字信號處理難關的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，很大程度上源於其“習題精解”這個關鍵詞。作為一名在職的工程師，雖然我接觸過一些DSP的應用，但很多時候隻是“拿來主義”，對於背後的原理和解題方法理解得並不透徹。在實際工作中，當我遇到一些復雜的問題，需要對信號進行深入分析和處理時，常常會感到力不從心，需要花費大量時間去查閱資料，甚至是從頭開始學習。我希望這本《數字信號處理學習指導與習題精解》能夠填補我在這方麵的知識空白。我希望它能夠提供豐富多樣的習題，覆蓋DSP的各個關鍵領域，從基礎的離散時間信號分析，到更高級的濾波器設計和譜分析。更重要的是，我期待它能夠提供非常詳盡的解題步驟和思路分析，不僅僅是給齣最終答案，而是能解釋每一步的邏輯依據，甚至是一些解題的“套路”和技巧。我希望通過反復鑽研這些習題，能夠讓我更加熟練地運用DSP的各種工具和算法，提高我解決工程實際問題的能力，讓我不再滿足於淺嘗輒止，而是能夠深入理解背後的科學原理，從而更好地指導我的工作實踐。