数字信号处理原理及应用(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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桂志国，陈友兴 著

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• 滤波
• 傅里叶变换

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118107968

商品编码：29644472165

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：数字信号处理原理及应用(第2版)

定价：65.00元

作者：桂志国,陈友兴

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787118107968

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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桂志国、陈友兴主编的《数字信号处理原理及应用（第2版）》主要包括离散时间信号与系统的基本理论，快速傅里叶变换，数字滤波器的结构理论和设计方法，特殊滤波器的设计，有限字长效应及多抽样率转换等内容。
本书适合普通高等院校信息类相关专业本科生及研究生选为教材，也可作为相关工程技术人员的自学参考书。

目录

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章 离散时间信号与系统的时域分析 1.1 离散时间信号-序列 1.1.1 几种常用序列 1.1.2 序列的基本运算 1.2 序列的卷积和与相关 1.2.1 序列的卷积和 1.2.2 序列的线性相关 1.3 线性移不变系统 1.3.1 线性系统 1.3.2 移不变系统 1.3.3 单位抽样响应与卷积和 1.3.4 因果系统 1.3.5 稳定系统 1.3.6 卷积和的性质及LTI系统的互连 1.4 线性常系数差分方程 1.4.1 线性常系数差分方程的描述 1.4.2 线性常系数差分方程的求解 1.5 连续时间信号的抽样及抽样定理 1.5.1 理想抽样 1.5.2 实际抽样 1.5.3 带通信号的抽样 习题第2章 离散时间信号与系统的z域分析 2.1 z变换的定义及收敛域 2.1.1 z变换的定义 2.1.2 z变换的收敛域 2.1.3 常用序列的z变换 2.1.4 z变换收敛域的性质 2.2 z变换 2.2.1 部分分式展开法 2.2.2 幂级数展开法 2.2.3 围线积分法（留数法） 2.3 z变换的性质与定理 2.4 z变换与连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 2.4.1 z变换与拉普拉斯变换的关系 2.4.2 序列的z变换和傅里叶变换的关系 2.5 序列傅里叶变换及性质 2.5.1 非周期序列傅里叶变换 2.5.2 序列傅里叶变换的性质与定理 2.5.3 常用序列的傅里叶变换 2.6 离散时间系统的系统函数和频率响应 2.6.1 系统函数的定义 2.6.2 系统函数与差分方程的关系 2.6.3 系统的频率响应 2.6.4 利用H（z）的零极点分析系统 2.6.5 无限长单位抽样响应系统与有限长单位抽样响应系统 习题第3章 离散傅里叶变换 3.1 傅里叶变换的几种形式 3.1.1 非周期连续时间信号的傅里叶变换——时域连续、频域连续 3.1.2 周期连续时间信号的傅里叶级数——时域连续、频域离散 3.1.3 非周期离散时间信号（序列）的傅里叶变换——时域离散、频域连续 3.1.4 周期离散时间信号的傅里叶级数——时域离散、频域离散 3.2 周期序列的离散傅里叶级数及性质 3.2.1 周期序列的离散傅里叶级数 3.2.2 周期序列离散傅里叶级数的性质 3.2.3 周期序列的傅里叶变换 3.3 离散傅里叶变换 3.3.1 离散傅里叶变换的定义 3.3.2 DFT与z变换以及DTFT之间的关系 3.3.3 几种频率的关系 3.4 离散傅里叶变换的性质 3.4.1 离散傅里叶变换隐含的周期性 3.4.2 离散傅里叶变换的性质 3.5 有限长序列的循环卷积定理和循环相关定理 3.5.1 有限长序列的循环卷积 3.5.2 循环卷积定理 3.5.3 有限长序列的线性卷积和循环卷积 3.5.4 有限长序列的循环相关与循环相关定理 3.6 频域抽样理论 3.6.1 由X（k）不失真地恢复x（n）的条件 3.6.2 频率抽样的内插公式 3.7 基于DFT技术的频谱分析技术 3.7.1 利用DFT对连续非周期信号进行频谱分析 3.7.2 利用DFT对连续信号进行频谱分析中的问题及其解决方法 3.7.3 频率分辨率 习题第4章 快速傅里叶变换 4.1 DFT的运算量分析及改善途径 4.1.1 直接计算DFT的运算量 4.1.2 改善DFT运算效率的基本途径 4.2 按时间抽取的基-2FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法运算量分析 4.2.3 算法特点分析 4.2.4 按时间抽取的其他形式流图 4.2.5 DIT基-2FFT的软件编程思想 4.3 按频率抽取的基-2FFT算法 4.3.1 算法的基本原理 4.3.2 按频率抽取的FFF算法特点分析 4.3.3 时间抽取法与频率抽取法的比较 4.4 快速傅里叶反变换 4.4.1 稍微变动FFT程序和参数实现IFFT 4.4.2 不改变FFT的程序直接实现IEFT 4.5 FFT算法的MATLAB软件实现 4.6 实序列的FFT算法 4.6.1 利用频谱对称性推导实序列的FFT 4.6.2 离散哈德曼变换 4.7 基于FFT的线性卷积与线性相关快速算法 4.7.1 基于FFT的有限长序列线性卷积算法 4.7.2 基于FFT的有限长序列和无限长序列卷积算法 4.7.3 基于FFT的线性相关算法 习题第5章 数字滤波器的基本结构 5.1 数字滤波器结构的表示方法 5.2 无限长单位抽样响应（IIR）滤波器的结构 5.2.1 直接I型 5.2.2 直接Ⅱ型（典范型、正准型） 5.2.3 级联型 5.2.4 并联型 5.2.5 转置定理 5.3 有限长单位抽样响应（FIR）滤波器的基本结构 5.3.1 直接型（横截型、卷积型） 5.3.2 级联型 5.3.3 快速卷积型 5.3.4 频率抽样型结构 5.3.5 梳状滤波器 5.4 格型滤波器的基本结构 5.4.1 全零点（FIR）格型滤波器 5.4.2 全极点（IIR）格型滤波器 5.4.3 零、极点（IIR）格型滤波器 习题第6章 无限长单位抽样响应数字滤波器的设计 6.1 滤波器的基本概念 6.1.1 滤波器的分类 6.1.2 滤波器的技术指标 6.1.3 滤波器的设计步骤 6.2 模拟低通滤波器的设计 6.2.1 由幅度平方函数来确定系统函数 6.2.2 巴特沃思模拟低通滤波器的设计 6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器的设计 6.2.4 椭圆模拟低通滤波器的设计 6.2.5 贝塞尔模拟低通滤波器的设计 6.2.6 归-化原型滤波器设计数据 6.2.7 常用模拟滤波器的比较 6.3 基于模拟滤波器的IIR数字滤波器设计 6.3.1 抽样响应不变法 6.3.2 双线性变换法 6.4 数字高通、带通和带阻IIR滤波器的设计 6.4.1 模拟频带法 6.4.2 数字频带法 习题第7章 有限长单位抽样响应数字滤波器的设计 7.1 线性相位FIR数字滤波器及其特点 7.1.1 线性相位的定义 7.1.2 线性相位的条件 7.1.3 线性相位FIR滤波器的幅度特性 7.1.4 线性相位FIR滤波器的零点分布 7.2 窗函数设计法 7.2.1 设计方法 7.2.2 加窗处理对频谱性能的影响 7.2.3 典型窗函数 7.2.4 窗函数设计法举例 7.3 频率抽样设计法 7.3.1 设计方法 7.3.2 逼近误差 7.3.3 频率抽样法设计举例 7.4 等波纹佳设计法 7.4.1 设计思想 7.4.2 交错点组定理 7.4.3 Parks-McClellan算法 7.4.4 MATLAB实现 7.5 IIR滤波器和FIR滤波器的比较 习题第8章 常用的特殊滤波器 8.1 常用的特殊IIR滤波器 8.1.1 全通滤波器 8.1.2 小相位滤波器 8.1.3 特殊零极点二阶滤波器 8.2 简单整系数FIR滤波器 8.2.1 均值滤波器 8.2.2 平滑滤波器 8.2.3 建立在零极点相消思想的简单整系数滤波器 习题第9章 有限字长效应 9.1 问题的提出 9.2 二进制数的表示 9.2.1 定点运算与浮点运算 9.2.2 原码、补码和反码 9.3 量化误差 9.3.1 定点运算的量化误差 9.3.2 浮点运算中的量化误差 9.4 系统输入信号的量化效应 9.4.1 信号量化误差的统计分析 9.4.2 量化噪声通过线性系统的响应 9.5 系统系数的量化效应 9.5.1 系数量化误差对系统零极点的影响 9.5.2 系数量化对滤波器稳定性的影响 9.6 定点运算FIR滤波器的有限字长效应 9.6.1 FIR滤波器的有限字长效应 9.6.2 FFT算法的有限字长效应 9.7 定点运算IIR滤波器的有限字长效应 9.7.1 量化噪声 9.7.2 极限环振荡 9.7.3 死带效应 9.8 浮点运算的有限字长效应 习题0章 多抽样率转换 10.1 按整数因子D抽取 10.1.1 抽取器 10.1.2 抗混叠抽取器 10.1.3 频谱关系 10.2 按整数因子，内插 10.2.1 插值器 10.2.2 插值器的频域分析 10.2.3 插值器的时域关系 10.3 按有理因子I/D的抽样率转换 10.4 多抽样率转换FIR滤波器的MATLAB实现 1O.4.1 相关的MATLAB函数 10.4.2 FIR整数插值举例 10.4.3 FIR整数抽取举例 10.4.4 FIR有理因子的抽样率转换 10.5 多抽样率转换的FIR滤波器结构 10.5.1 整数因子抽取的FIR实现 10.5.2 整数因子插值的FIR实现 10.5.3 多相FIR结构 习题参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理原理及应用（第2版）》是一部系统深入探讨数字信号处理（DSP）理论基础、核心算法以及广泛工程实践的权威著作。本书旨在为读者提供一个全面而扎实的DSP知识体系，帮助他们理解并掌握如何有效地处理、分析和生成数字信号，从而在众多现代科技领域中实现创新应用。 核心理论基石： 本书的开篇立足于数字信号处理的基石——离散时间信号与系统。读者将首先接触到离散时间信号的基本概念，包括序列、信号的分类（如周期、非周期、能量、功率信号等），以及信号的基本运算（如移位、翻转、尺度变换、相加、相乘）。在此基础上，本书详细阐述了离散时间系统的概念，区分了线性时不变（LTI）系统与非LTI系统，并重点介绍了LTI系统的核心表征——卷积。通过对卷积运算的深入剖析，读者将理解系统如何响应输入信号，以及系统特性如何由其脉冲响应决定。 傅里叶分析是数字信号处理的另一大支柱。本书将带领读者逐步走进离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）以及快速傅里叶变换（FFT）的世界。DTFT揭示了无限长离散时间信号的频率内容，是理解DFT的基础。DFT则是在有限长离散信号上的傅里叶分析，是实际应用中最常用的一种形式。本书将详细介绍DFT的性质，并深入讲解多种高效的FFT算法，如Cooley-Tukey算法，帮助读者理解如何以极高的计算效率实现傅里叶变换。此外，本书还会讨论傅里叶分析在信号频谱分析、滤波设计等方面的应用。 Z变换是分析和设计离散时间系统，特别是处理非稳态信号（如因果系统和稳定性分析）的强大数学工具。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念，以及Z变换的各种重要性质，如线性、时移、尺度变换、卷积性质等。通过Z变换，读者可以方便地将差分方程转化为代数方程，从而简化系统的分析和设计过程。同时，本书还将深入探讨逆Z变换的计算方法，使读者能够从Z域表达式恢复到时域信号。 关键算法与技术： 除了基础理论，本书还聚焦于数字信号处理中的核心算法和关键技术。 滤波器设计： 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色，用于去除噪声、提取特定频率成分等。本书将系统介绍数字滤波器设计的方法，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。对于IIR滤波器，将探讨Butterworth、Chebyshev、Elliptic等经典逼近类型，以及它们在模拟滤波器到数字滤波器转换过程中的设计策略（如双线性变换法、脉冲不变法）。对于FIR滤波器，本书将重点介绍窗函数法（如Hamming、Hanning、Blackman窗）和频率采样法，以及Parks-McClellan最优算法，帮助读者根据性能指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）设计出满足要求的数字滤波器。 抽样与重建： 真实世界的模拟信号需要通过抽样才能转换为数字信号，而数字信号在需要时也需要经过重建才能还原为近似的模拟信号。本书将深入探讨奈奎斯特-香农抽样定理，解释为何需要以高于信号最高频率两倍的速率进行抽样，以避免混叠。同时，本书还将介绍理想抽样、保持（hold）抽样等不同抽样方式，并详细阐述数字信号重建的原理和方法，如理想低通滤波器法和sinc函数插值法，帮助读者理解模拟信号与数字信号之间的转换过程。 谱分析： 信号的频谱是其频率成分的分布情况，是理解信号特性的重要手段。本书将介绍多种谱估计方法，包括参数化谱估计和非参数化谱估计。非参数化方法包括周期图法、改进的周期图法（如Welch法），它们基于傅里叶变换对信号的功率谱进行估计。参数化方法则假设信号是由某个模型（如AR、MA、ARMA模型）产生的，并对模型参数进行估计，从而得到更精细的谱估计结果。本书将分析不同谱估计方法的优缺点和适用场景。 现代谱分析技术（如多率信号处理、小波变换）： 随着信号处理技术的发展，更先进的分析工具应运而生。本书将介绍多率信号处理，即在一个系统中同时处理不同采样率的信号，例如抽取（decimation）和插值（interpolation），这在通信系统、音频处理等领域有广泛应用。此外，本书还会引入小波变换的概念，它能提供时频联合分析能力，在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面表现出色，尤其适合分析非平稳信号。 应用领域与工程实践： 理论与算法的掌握最终是为了解决实际问题。本书的另一大亮点在于其丰富的应用示例和工程实践指导。 通信系统： 在现代通信系统中，数字信号处理无处不在。本书将探讨其在数字调制解调、信道编码与解码、均衡、多址技术（如OFDM）等方面的应用。读者将理解如何利用DSP技术实现高效可靠的无线和有线通信。 音频与图像处理： 音频信号的压缩（如MP3）、编码，以及图像信号的压缩（如JPEG）、滤波、增强、识别等，都离不开数字信号处理。本书将介绍相关的算法和技术，揭示这些我们日常生活中司空见惯的技术背后的原理。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物医学信号的处理是DSP在医学领域的重要应用。本书将展示如何利用DSP技术对这些信号进行滤波、特征提取和模式识别，辅助疾病诊断和监测。 控制系统： 在数字控制系统中，DSP起着核心作用，例如在数字控制器设计、系统辨识、状态估计等方面。本书将阐述DSP如何用于实现高精度的实时控制。 其他领域： 除了上述典型应用，本书还会提及DSP在雷达、声纳、仪器仪表、金融信号分析等众多领域的应用，展现DSP技术的广泛性和通用性。 学习方法与特点： 本书的编排逻辑清晰，从基础概念循序渐进地引入复杂技术。每一章都配有丰富的插图和数学推导，帮助读者理解抽象的理论。同时，书中还提供了大量的实例分析和习题，鼓励读者动手实践，加深对知识的理解和掌握。本书的语言力求严谨而不失可读性，旨在服务于从初学者到有一定基础的工程师和研究人员，帮助他们建立扎实的DSP知识体系，并能够独立解决实际工程问题。 总而言之，《数字信号处理原理及应用（第2版）》是一本集理论深度、算法广度与应用实践于一体的经典教材。它不仅是学习DSP原理的理想入门读物，也是DSP从业人员案头必备的参考书，为读者在数字信号处理的广阔天地中探索和创新提供了坚实的基础和有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计挺有意思的，封面的配色沉稳又不失现代感，整体感觉很专业。拿到手里的时候，能感觉到纸张的质量不错，印刷清晰，字迹工整，这对于需要反复查阅和学习的教材来说非常重要。开篇的目录结构梳理得很有条理，章节安排似乎是遵循了从基础理论到实际应用的逻辑递进，这让人在初次翻阅时就能大致把握全书的脉络。特别是章节标题的拟定，简洁明了，抓住了各个知识点和技术模块的核心，有助于读者快速定位自己需要深入了解的部分。书本的排版也比较合理，图文并茂的布局使得原本可能枯燥的理论知识变得相对易于消化。从章节的划分和内容的详略程度来看，编写者显然是下了不少功夫进行精心的组织和权衡，力求在内容的深度和广度之间找到一个平衡点，这对于初学者建立扎实的理论基础和有经验者回顾应用细节都提供了便利。总的来说，这本书的硬件和初步的结构感给人留下了非常专业和严谨的第一印象，让人对接下来的学习内容充满期待。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来说，这本书的文字表达非常凝练且富有逻辑性，但同时也保持了一种恰到好处的学术权威感，不会让人觉得过于冷漠。作者在描述复杂算法时，力求精准，用词非常考究，避免了歧义，这对于跨学科学习者来说提供了极大的便利。即便是面对像Z变换或傅里叶变换这样具有一定抽象性的数学工具，书中也巧妙地结合了图形化辅助来加强读者的直观感受。我特别喜欢它在一些关键概念定义旁标注的“注意事项”或者“拓展思考”栏目，这些小小的提示往往能点醒在学习过程中容易被忽略的关键点，或者引导读者去思考更深层次的延伸问题，体现了编者深厚的学术功底和对教学难点的精准把握。整体阅读过程是一种高效且令人愉悦的智力挑战，每攻克一小节，都能获得清晰的成就感，这是评价一本优秀教材不可或缺的特质。

评分☆☆☆☆☆

这本书在与实际工程应用的结合度上做得相当出色，这一点对于我们这类希望学以致用的人来说至关重要。它不仅仅停留在理论模型上空谈，而是将理论知识紧密地锚定在实际系统的设计和实现层面。我注意到书中穿插了许多贴近工业界实际场景的案例分析，这些案例不仅展示了如何运用前述的理论工具去解决具体问题，更重要的是，它们还讨论了在真实世界中，由于硬件限制、噪声干扰等因素带来的各种妥协和优化策略。这种对“理想”与“现实”之间差距的坦诚描述，让读者能够建立起更全面、更贴近实际的工程观。例如，在讨论FIR和IIR滤波器实现细节时，书中对比了不同结构在计算复杂度、稳定性和延迟性方面的权衡，这种对比性的分析极大地拓宽了我的思路，让我明白在实际项目中，选择哪种方案往往是一个多目标优化的决策过程，而不是一个简单的最优解问题。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常欣赏这本书在理论阐述上的那种抽丝剥茧的严谨态度。它不像有些教材那样，只是简单地堆砌公式和定义，而是花了大量篇幅去解释每一个核心概念背出的物理意义和数学推导的逻辑链条。比如，在涉及采样定理和量化误差的部分，作者并没有直接抛出结论，而是通过生动的例子和循序渐进的推导过程，将抽象的概念具体化，使得读者能够真正理解“为什么”要这样做，而不是死记硬背“是什么”。这种注重底层逻辑构建的教学方法，极大地提高了阅读的流畅度和理解的深度。当我遇到一些复杂的变换或者滤波器设计时，书中提供的背景知识铺垫得非常到位，使得我能够追溯到更源头的问题，从而更容易掌握其精髓。阅读体验过程中，感觉不像是在被动接受知识灌输，而更像是在一位经验丰富的导师的引导下，逐步解开一个个数学和工程上的谜题，这种沉浸式的学习感受是十分宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性还体现在它对当前主流技术发展趋势的关注程度上。虽然教材需要保持基础的稳定性，但优秀的教材也必须与时俱进，反映学科前沿的动态。从内容涵盖的广度来看，它似乎涵盖了从经典DSP算法到一些更现代的处理技术的基本框架。这种平衡处理使得这本书既能作为扎实的入门读物，同时也为进一步深入研究特定领域（如自适应滤波、小波分析的基础概念介绍）打下了坚实的基础。它提供了一个坚固的平台，使读者在掌握了核心原理后，能够更容易地去理解和吸收后来的、更加前沿和专业化的文献和技术文档。这种前瞻性和基础性的完美结合，让这本书的价值远远超出了短期应试的需求，更像是一本可以伴随工程师职业生涯不断迭代和参考的工具书，其知识的生命周期预估会比较长。