數字信號處理--原理、實驗及綜閤應用 硃金秀 9787512403529 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃金秀 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
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• 9787512403529

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512403529

商品編碼：29577355880

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：數字信號處理--原理、實驗及綜閤應用

定價：33.00元

作者：硃金秀

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787512403529

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《數字信號處理:原理、實驗及綜閤應用》共10章，～8章為數字信號處理的理論部分：以係統講解信號處理的原理為主，用matlab程序的核心語句幫助解釋其概念；每章分3步分：原理和方法的論述，大量例題和解題的練習，計算機推演實驗的練習。第9章為數字信號處理仿真實驗，包含驗證性及演示性實驗、設計性實驗、創新型實驗等不同層次的實驗，可滿足不同階段和不同程度讀者的需要；實驗項目緊扣數字信號處理課程教學的需要，采取由易到難，由簡單到復雜，由驗證型到綜閤設計型的設計原則設置實驗項目。0章為數字信號處理的綜閤應用，使用大量基於matlab的綜閤設計型應用項目，以幫助讀者提高用matlab解決數字信號處理問題的能力，使讀者理解真實生活中的信號處理問題。
　　《數字信號處理:原理、實驗及綜閤應用》可作為高等院校信息工程、電子科學與技術、通信工程、通信與信息處理等專業的數字信號處理課程的教材，因其較強的實踐性對從事信號處理及相關領域的工程技術人員也具有重要的參考價值。

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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探索數字信號處理的奧秘：從基礎到實踐的進階之旅 數字信號處理（DSP）是現代電子工程、通信、計算機科學、自動化以及諸多新興技術領域不可或缺的核心技術。它涉及對離散時間信號和係統進行數學運算，以實現信號的分析、變換、濾波、增強、壓縮、識彆以及信息傳輸等多種功能。本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的數字信號處理知識體係，不僅涵蓋瞭理論的精髓，更強調瞭實踐的可行性與綜閤應用的廣闊前景。 一、理論基石：夯實數字信號處理的根基 本書開篇即聚焦於數字信號處理的理論基礎，力求為讀者打下堅實的地基。我們首先從最基本的概念入手，清晰闡述信號的定義及其在數字世界中的錶現形式。我們將探討離散時間信號的采樣過程，詳細講解奈奎斯特-香農采樣定理，理解為何需要以高於信號最高頻率兩倍的速率進行采樣，以及采樣不當可能帶來的混疊現象。 序列作為離散時間信號的載體，我們將深入研究其基本性質，包括偶序列、奇序列、周期序列、能量信號、功率信號等。在此基礎上，我們會引入係統的概念，並對綫性時不變（LTI）係統進行詳盡的分析。LTI係統的關鍵在於其疊加性和時移不變性，這兩個性質使得我們可以通過捲積這一核心運算來刻畫係統的輸齣信號。本書將詳細推導LTI係統的衝激響應，並展示如何利用衝激響應來預測係統對任意輸入信號的響應。 接著，我們將進入數字信號處理的核心領域：傅裏葉變換。我們從傅裏葉級數開始，理解周期信號如何分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加。在此基礎上，我們將過渡到傅裏葉變換，揭示非周期信號的頻率特性。本書將詳細講解離散時間傅裏葉變換（DTFT），這是對連續時間傅裏葉變換的離散化版本，以及離散傅裏葉變換（DFT），它進一步將無限長的序列轉化為有限長序列的變換，為計算機處理奠定瞭基礎。我們將深入分析傅裏葉變換在頻譜分析、係統頻率響應評估等方麵的強大作用。 為瞭更有效地計算DFT，我們還將介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法。FFT通過巧妙的分解策略，將原本復雜度為 $O(N^2)$ 的DFT計算復雜度降低到 $O(N log N)$，極大地提高瞭信號處理的效率。本書將詳細闡述FFT的原理，包括蝶形運算和按時間抽取、按頻率抽取等不同實現方式，並提供相應的僞代碼，幫助讀者理解其計算流程。 除瞭傅裏葉變換，Z變換也是數字信號處理中不可或缺的數學工具。Z變換是將時域的離散信號映射到復頻域的變換，它在分析綫性時不變係統的穩定性、因果性以及設計濾波器等方麵具有至關重要的作用。本書將詳細講解Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念，以及其與DTFT之間的關係。我們將學習如何利用Z變換求解綫性常係數差分方程，理解傳遞函數的概念，並初步探討係統的極點和零點對係統行為的影響。 二、濾波器設計：塑造信號的頻率成分 濾波器是數字信號處理中最廣泛的應用之一，其核心功能是通過改變信號的頻率成分來達到特定目的。本書將係統地介紹濾波器的基本概念和設計方法。 首先，我們將區分無限脈衝響應（IIR）濾波器和有限脈衝響應（FIR）濾波器。IIR濾波器通常具有更低的階數和更少的計算量，但其穩定性分析相對復雜。FIR濾波器則在所有情況下都具有良好的穩定性，並且易於實現綫性相位，這對於某些應用至關重要。 我們將詳細講解數字濾波器的類型，包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等，並分析它們的幅頻特性和相頻特性。 對於IIR濾波器的設計，我們將介紹衝激不變法和雙綫性變換法，這兩種方法可以將連續時間濾波器的設計方法遷移到離散時間濾波器設計中。我們將學習如何將已知的模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫）轉化為數字濾波器。 對於FIR濾波器的設計，我們將重點介紹窗函數法。這種方法通過對理想濾波器的衝激響應進行截斷並乘以不同的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）來逼近理想濾波器。我們將分析不同窗函數對濾波器性能（如過渡帶寬度、阻帶衰減）的影響，並指導讀者如何根據設計指標選擇閤適的窗函數。此外，我們還將簡要介紹頻率采樣法和最優設計法（如Parks-McClellan算法），為讀者提供更高級的設計途徑。 三、采樣理論與應用：連接模擬與數字世界的橋梁 采樣是實現模擬信號數字化的關鍵步驟，也是數字信號處理的起點。本書將深入探討采樣理論的各個方麵。 除瞭基本的奈奎斯特采樣定理，我們還將深入分析欠采樣（或稱窄帶采樣）和過采樣。欠采樣在某些特定情況下（如接收高頻信號）可以簡化硬件設計，但對信號的要求較高。過采樣可以提高采樣精度，降低量化噪聲的影響，並為後續的數字濾波提供更大的靈活性。 我們將探討采樣率轉換，即抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。抽取是指降低采樣率，常用於數據壓縮和提高處理效率。插值是指提高采樣率，常用於信號的重構或為後續處理提供更高的分辨率。我們將介紹常用的抽取和插值算法，如多相濾波器組。 四、現代數字信號處理技術：拓展應用邊界 在掌握瞭基礎理論和濾波器設計之後，本書將進一步引入一些現代數字信號處理技術，以拓展讀者的視野。 自適應濾波是數字信號處理中的一個重要分支，它能夠根據輸入信號的變化自動調整濾波器的係數，以達到最佳的濾波效果。我們將介紹最小均方（LMS）算法和遞歸最小均方（RLMS）算法等經典的自適應濾波算法，並闡述其在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等方麵的應用。 多速率信號處理關注在不同采樣率之間進行信號處理，這在通信係統、音頻和視頻編碼等領域至關重要。我們將深入講解濾波器組的概念，以及如何利用濾波器組實現高效的多速率信號處理。 譜估計是分析信號頻率成分的另一重要領域。除瞭基於傅裏葉變換的譜估計方法，我們還將介紹一些更先進的譜估計技術，如Yule-Walker方程、Burg方法等，以及它們在信號分析和識彆中的應用。 五、實驗與綜閤應用：理論聯係實際的橋梁 理論學習的最終目的是將知識應用於實際問題。本書的另一大特色在於其實驗和綜閤應用部分。 我們將提供一係列精心設計的實驗，涵蓋數字信號處理的各個核心環節。這些實驗將引導讀者使用MATLAB/Simulink等主流的信號處理軟件工具，親手實現各種算法，驗證理論知識。例如： 信號的采樣與重構實驗：通過改變采樣率，觀察采樣不當帶來的混疊現象，並嘗試用過采樣和插值技術進行信號的精確重構。 傅裏葉變換與頻譜分析實驗：對不同類型的信號（如正弦信號、方波信號、噪聲信號）進行傅裏葉變換，觀察其頻譜特性，並理解頻譜分析在信號識彆和故障診斷中的作用。 數字濾波器設計與仿真實驗：設計不同類型的數字濾波器（IIR和FIR），並對其進行仿真，分析濾波器的幅頻特性和相頻特性，以及濾波效果。 自適應濾波器應用實驗：利用LMS算法實現噪聲消除或迴聲消除，觀察自適應濾波器的收斂過程和濾波效果。 除瞭獨立的實驗，本書還將提供綜閤應用案例，將前麵學到的各種技術融會貫通，解決實際工程問題。這些案例可能包括： 音頻信號處理：如音頻降噪、音效增強、語音識彆的基礎。 通信係統：如信號的調製解調、信道均衡、誤碼率分析。 圖像處理：如圖像濾波、邊緣檢測、圖像壓縮的基礎。 生物醫學信號處理：如心電圖（ECG）信號的分析、腦電圖（EEG）信號的濾波。 通過這些實驗和案例，讀者不僅能夠加深對理論知識的理解，更重要的是能夠掌握將理論轉化為實際工程解決方案的能力。本書鼓勵讀者積極動手實踐，在實踐中不斷探索和創新。 六、麵嚮讀者 本書適閤於高等院校電子工程、通信工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事相關領域研究和開發的工程師。對於希望係統學習數字信號處理理論，並將其應用於實際工作的技術人員，本書也將是一份極具價值的參考。 結語 數字信號處理是一個充滿魅力和潛力的領域，它驅動著我們身邊的無數技術創新。本書希望通過嚴謹的理論闡述、詳實的實驗指導以及豐富的綜閤應用，幫助讀者跨越理論與實踐的鴻溝，成為一名優秀的數字信號處理工程師，為未來的技術發展貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量給我留下瞭非常深刻的第一印象。拿到手裏的時候，就能感覺到紙張的分量，那種略帶紋理的觸感，讓人覺得很踏實。內頁的排版設計也相當考究，雖然內容是技術性的，但字體的選擇和行距的把握都非常舒服，長時間閱讀也不會讓人感到眼睛疲勞。尤其是那些復雜的數學公式和電路圖，排得清晰明瞭，綫條的粗細和清晰度都達到瞭專業水準，這對於理解深奧的數字信號處理概念至關重要。封麵設計上，雖然是技術書籍，但並沒有顯得過於枯燥，配色和圖形的運用都透露齣一種嚴謹而不失活力的氣息，讓人在拿起它的時候，就對即將展開的學習旅程充滿瞭期待。這樣的製作水準，無疑體現瞭齣版社對專業教材的重視程度，絕對值得收藏和反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我深刻體會到作者在內容組織上的匠心獨運。全書的邏輯主綫非常清晰，知識點之間的遞進關係處理得極其自然流暢，幾乎沒有齣現那種“此處無縫銜接，但讀者無法理解”的斷裂感。章節的安排仿佛是一位經驗豐富的老教授在為你循循善誘，從最基礎的采樣定理講起，逐步深入到傅裏葉變換、Z變換等核心工具，再到濾波器的設計和實例分析，每一步都像是為下一次攀登做好瞭堅實的準備。即使是對於某些較為復雜的數字濾波器設計原理，作者也采用瞭多角度的闡述方法，確保即便是對某個概念有不同理解偏好的讀者，也能找到最適閤自己的切入點來徹底掌握它。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人贊嘆，它絕非市麵上那些隻停留於基礎概念介紹的入門讀物。對於已經有一定基礎的工程師或研究生來說，這本書提供瞭非常紮實的進階內容。特彆是關於現代信號處理的一些前沿課題，它沒有迴避那些高難度的理論挑戰，而是用一種嚴謹且富有洞察力的方式進行瞭深入剖析。例如，在討論自適應濾波器的收斂性分析時，書中給齣的證明過程詳盡而又不失精煉，對於那些想深究算法底層機製的讀者來說，無疑是一份寶貴的參考資料。它成功地在“普及性”和“專業性”之間找到瞭一個絕佳的平衡點，讓人感覺讀完之後，對整個數字信號處理領域的認知水平都有瞭一個質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術教材，其核心價值在於理論與實踐的結閤度。這本書在這方麵做得非常齣色，它不僅僅是羅列一堆枯燥的定理和推導過程，而是非常巧妙地將理論的“為什麼”和實際操作的“怎麼做”串聯瞭起來。書中對每一個核心算法的講解，都會配以直觀的圖例和生活化的應用場景來解釋其背後的物理意義，而不是停留在抽象的數學符號層麵。這種由淺入深的敘述方式，極大地降低瞭初學者的入門門檻。我個人特彆欣賞它在實驗部分的設計，那些配套的實驗指導，詳細到連編程環境的搭建都考慮進去瞭，這對於自學者來說簡直是福音，讓人能立刻將學到的知識轉化為實際操作能力，真正做到瞭“知行閤一”。

評分☆☆☆☆☆

這本書最難能可貴的一點是，它展現齣瞭一種麵嚮未來的實用主義精神。作者在介紹完理論和實驗方法後，並沒有止步於此，而是著力探討瞭這些技術在實際工程中的局限性與優化方嚮。閱讀過程中，你會發現書中經常穿插一些“工程實現中的陷阱”或“資源受限情況下的優化策略”的討論，這些經驗之談比任何純理論推導都來得更為寶貴。它教會的不僅僅是如何計算，更是如何像一個真正的信號處理工程師那樣去思考問題——如何權衡計算復雜度、實時性與精度之間的矛盾。這種將課堂知識與實際戰場需求緊密結閤的敘事方式，讓整本書讀起來充滿瞭乾貨和解決問題的能力，讓人感覺手中的不僅僅是一本書，更像是一位資深專傢的“實戰手冊”。