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段丽娜 著

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• 算法实现
• 滤波设计
• 实践教学

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115326553

商品编码：29716203539

包装：平装

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名:DSP技术与应用实验指导

：30.00元

售价：20.4元,便宜9.6元,折扣68

作者:段丽娜

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787115326553

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版次：1

装帧：平装

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商品重量：0.4kg

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内容提要

目录

作者介绍

文摘

序言

信号与系统：理论之基石与实践之桥梁 在现代科学技术飞速发展的浪潮中，对信息的获取、处理、传输和分析能力的需求日益增长，而这一切的基石，无疑在于对“信号”与“系统”的深刻理解。本书《信号与系统》旨在系统地介绍信号与系统的基本概念、理论方法及其在各个工程领域中的广泛应用，为读者构建起一套坚实的理论框架，并提供丰富的实践指导，使其能够运用所学知识解决实际问题。 第一篇：信号的奥秘——信息传递的语言 信号，作为承载和传递信息的载体，是自然界和社会现象的直观表现。从物理世界的电磁波、声波，到生物体内的神经电信号，再到社会经济领域的股票指数、通信流量，无不以信号的形式存在。本篇将带领读者深入探索信号的本质，揭示其丰富多样的特性。 第一章：信号与系统概论 本章将首先阐述信号的定义、分类及其基本特征。我们将接触到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等基本概念，并通过实例分析，加深对不同类型信号的理解。同时，我们将介绍系统的概念，理解系统作为对信号进行变换或处理的“黑箱”模型，以及系统的分类，如线性系统与非线性系统、时不变系统与时变系统、因果系统与非因果系统等。本章的目标是为后续的学习打下坚实的理论基础，建立起对信号与系统整体的初步认知。 第二章：时域分析 时域分析是研究信号在时间轴上的变化规律，是理解信号最直观的方式。本章将重点介绍信号的时域表示方法，包括基本信号单元——冲激信号和阶跃信号的性质及其在信号描述中的重要作用。我们将深入探讨卷积运算，这是线性时不变系统分析的核心工具，它能够揭示系统对输入信号的响应过程。通过对卷积定理的理解，我们可以预知系统输出信号的形态。此外，本章还将介绍信号的分解方法，如傅里叶级数和傅里叶变换，它们能够将复杂的信号分解为一系列简单的正弦和余弦分量，为后续的频域分析奠定基础。我们将通过大量的图示和计算示例，帮助读者掌握时域分析的各种技巧。 第三章：频域分析 当信号在时域上的变化复杂难以分析时，将其转换到频域进行观察往往能获得更清晰的认识。频域分析的核心是傅里叶变换，它将一个信号分解成不同频率的正弦和余弦分量的组合，从而揭示信号的频率构成和能量分布。本章将详细介绍傅里叶变换的定义、性质及其在信号分析中的应用。我们将探讨傅里叶级数在周期信号分析中的作用，以及傅里叶变换在非周期信号分析中的普适性。通过频率响应的概念，我们可以了解系统对不同频率信号的处理特性，这对于信号的滤波、调制等应用至关重要。本章还将介绍傅里叶变换的离散版本——离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT），这为在计算机上进行信号的频谱分析提供了高效的工具。 第四章：拉普拉斯变换与Z变换 拉普拉斯变换和Z变换是处理连续时间信号和离散时间信号的更强大、更通用的数学工具，尤其在分析线性时不变系统的稳定性、暂态响应和稳态响应方面具有不可替代的优势。本章将深入讲解拉普拉斯变换的定义、性质、收敛域（ROC）的概念及其与傅里叶变换的关系。我们将学习如何利用拉普拉斯变换来求解微分方程，从而分析连续时间系统的行为。对于离散时间信号，Z变换扮演着类似的角色。本章将详细介绍Z变换的定义、性质、收敛域以及与DFT的关系。我们将重点阐述如何利用Z变换来分析离散时间系统的差分方程，以及如何利用它来研究系统的稳定性、零极点特性等。这些变换方法将极大地拓展我们分析和解决复杂信号与系统问题的能力。 第二篇：系统的行为——信号的转化与影响 系统是将输入信号转化为输出信号的“加工厂”。理解系统的内部机制、特性以及它如何影响信号，是掌握信号处理的关键。本篇将从系统的结构、动态特性以及稳定性等方面进行深入剖析。 第五章：线性时不变系统的特性 本章将聚焦于一类最基本也是最重要的系统——线性时不变（LTI）系统。我们将深入研究LTI系统的基本性质，如叠加性、齐次性、时移不变性等，并理解这些性质如何影响系统的行为。本章的核心在于系统的冲激响应和阶跃响应，它们是刻画LTI系统的“指纹”，可以通过它们来完全确定系统的输入输出关系。我们将详细讲解如何通过系统的冲激响应进行卷积运算，以获得系统的输出信号。此外，本章还将介绍LTI系统的频率响应，它描述了系统对不同频率分量的增益和相移，这对于设计滤波器等应用至关重要。 第六章：系统的稳定性与响应 系统的稳定性是衡量一个系统能否在受到干扰后恢复到平衡状态的重要指标。本章将探讨不同类型的稳定性，包括BIBO（有界输入，有界输出）稳定性以及Lyapunov稳定性。我们将学习如何根据系统的冲激响应、频率响应、拉普拉斯变换的零极点分布以及Z变换的零极点分布来判断系统的稳定性。同时，本章还将深入分析系统的瞬态响应和稳态响应。瞬态响应是指系统在受到输入信号激励后，输出信号随时间变化的暂时过程，而稳态响应则是系统在长时间运行后趋于稳定的状态。通过对这些响应的分析，我们可以全面理解系统在不同工况下的行为表现。 第三篇：应用之广——信号处理的实践 理论的目的是指导实践。本篇将把前面所学的信号与系统理论知识，应用于各个工程领域，展示其强大的实用价值。 第七章：采样与量化 在数字信号处理领域，将连续时间信号转换为离散时间信号是关键的第一步。本章将深入探讨采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），理解采样率对信号信息保真度的重要影响。我们将分析理想采样和实际采样过程中产生的混叠现象，并介绍抗混叠滤波器的作用。随后，我们将学习量化过程，即将连续幅度的信号转化为离散的数值表示，并讨论量化误差的产生及其对信号质量的影响。本章的重点在于理解采样和量化如何将模拟世界的信息转化为数字世界可处理的形式，为数字信号处理奠定基础。 第八章：数字滤波器设计 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色，能够选择性地允许或阻止特定频率范围的信号通过。本章将详细介绍数字滤波器的基本概念和设计方法。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，并对比它们的优缺点。我们将学习如何根据滤波器的频率响应要求（如通带、阻带、过渡带的宽度和衰减程度）来设计滤波器。本章将介绍常用的数字滤波器设计算法，如窗函数法、频率采样法、切比雪夫逼近法等。通过设计不同类型的滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器，读者将能够掌握如何利用数字滤波器来改善信号质量、去除噪声或提取特定信息。 第九章：通信系统中的信号处理 通信系统是信号处理理论最广泛的应用领域之一。本章将探讨信号与系统在通信系统中的关键作用。我们将介绍通信系统的基本组成部分，包括信源、调制、传输、解调和信宿。我们将深入分析各种调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及数字调制（如ASK、FSK、PSK、QAM）的原理和特点，理解它们如何将信息信号加载到载波上进行传输。同时，我们将讨论信道特性对信号传输的影响，以及如何利用信号处理技术来改善通信的可靠性和效率，例如误码率的分析与抑制。 第十章：其他应用领域 除了通信系统，信号与系统理论在众多其他领域也展现出巨大的应用潜力。本章将简要介绍一些典型的应用案例，以拓展读者的视野。我们将探讨在音频信号处理中，如何利用信号处理技术来实现音频的压缩、增强、噪声消除以及音效合成。在图像处理领域，我们将了解如何利用信号与系统的方法来改进图像的质量，如去噪、锐化、边缘检测，以及实现图像的压缩和识别。此外，我们还将涉及生物医学信号处理，例如心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析和识别，以及在控制系统、雷达、声纳等领域中的应用。这些案例将生动地展示信号与系统理论的普适性和强大生命力。 结语 《信号与系统》不仅仅是一门理论课程，更是一种解决问题的方法论。通过学习本书，读者将能够理解信息是如何被表示、处理和传递的，并将所学的理论知识转化为解决实际工程问题的强大武器。我们鼓励读者积极思考，勇于实践，将理论与实验紧密结合，在信号与系统的广阔天地中探索无限可能。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它的“实验导向性”做得非常到位。很多教材在实验部分只是简单罗列几个MATLAB脚本，让学生验证公式，但本书则不同，它似乎更倾向于构建一个完整的“问题-建模-仿真-分析”的流程。例如，在讲解调制解调时，它不仅展示了如何进行数字调制，还引导读者去分析不同信噪比下误码率的性能曲线，并对比了不同滤波策略带来的影响。这种全流程的引导，极大地培养了我的批判性思维和系统分析能力。它的叙述语言平实而专业，没有过多华丽的辞藻，而是直击核心技术点。我发现书中对一些常见的“陷阱”和容易出错的地方都有非常及时的提醒和解释，这体现了作者对教学难点的深刻把握。这本书不仅教会了我如何操作，更教会了我如何像一个真正的信号处理工程师那样去思考问题，去设计、去验证、去优化一个数字系统。对于希望将DSP知识转化为实际技能的人来说，这本书的价值无可估量。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我立刻被它那种务实、不空泛的风格所吸引。它仿佛是一位经验丰富的工程师在手把手地教你“干货”。我尤其欣赏它在讲解滤波器设计时所采取的渐进式教学方法。先从最简单的IIR和FIR滤波器入手，用直观的例子展示其工作原理和特性差异，然后才引入更复杂的窗口函数选择、频率响应优化等高级议题。这种循序渐进的方式，极大地降低了学习的陡峭程度。很多实验环节都模拟了真实世界的信号处理场景，比如音频处理中的噪声抑制，或者简单的图像增强，这让学习过程充满了趣味性，不再是枯燥的数学推演。当我按照书中的步骤完成一个音频频谱分析实验时，看到声波的实时变化，那种成就感是无以言表的。这本书的优势在于，它不只是告诉你“怎么做”，更重要的在于它在你尝试探索不同参数组合时，会适时地提供理论支撑，帮助你理解“为什么会这样”，构建起完整的知识闭环。它更像是一个实战手册，而非理论教科书的附属品。

评分☆☆☆☆☆

这本关于离散时间信号处理的实验指导书，从我拿到它开始，就给我一种扎实而又充满实操感的印象。它不像纯粹的理论教材那样堆砌公式，而是非常注重将抽象的DSP概念落地到具体的实验操作中去。书中的内容组织得非常有逻辑性，从最基础的信号生成、采样、量化开始，逐步深入到滤波器的设计与实现，再到更复杂的傅里叶变换及其在实际问题中的应用。每一个实验步骤都写得清晰明了，即便是初次接触DSP的读者，也能通过跟随指导顺利完成任务。尤其值得称赞的是，它似乎非常注重培养读者的工程思维，不仅仅是教你如何输入代码让程序跑起来，更会引导你去思考为什么这个参数需要这样设置，以及参数变化会对最终结果产生什么影响。这种深层次的引导，是很多同类书籍所欠缺的。我感觉，通过这本书的系统训练，我对数字信号处理的理解不再停留在纸面上，而是转化为了可以直接在仿真环境或实际硬件上验证的知识体系，这对于我后续的课程学习和项目开发无疑是巨大的助力。书中的代码示例也相当贴合实际需求，注释详尽，为我后续的改进和扩展提供了很好的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容编排上展现出一种“精雕细琢”的匠心。我注意到，它在介绍一些复杂算法（比如快速卷积算法或FFT的优化实现）时，并非直接堆砌代码，而是先用图形化的方式阐释其核心思想，用类比的手法帮助读者建立直觉认识，这一点对于提升学习体验至关重要。而且，它似乎特别关注了现代DSP技术的发展趋势，比如书中对实时处理和嵌入式系统接口的讨论，虽然篇幅不长，但点到了关键。它让我意识到，学习DSP不应该只停留在离线仿真层面。书中对实验结果的可视化处理也下了很大功夫，生成的图表清晰、信息量大，能够让人一眼看出实验的效果和潜在问题。这种对细节的关注，使得整本书的实用价值大大提升。它不仅仅是一本工具书，更像是一位耐心的导师，引导你一步步揭开DSP世界的神秘面纱，让你在实操中真正领悟数字信号处理的精髓和魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体评价是：结构严谨，案例丰富，非常适合作为进阶学习的辅助材料。我特别留意了书中关于系统辨识和自适应滤波的部分，这通常是本科课程中容易被一带而过，但却是实际工程中非常关键的领域。这本书没有回避这些难点，而是通过精心设计的实验，将抽象的算法（比如LMS算法）具体化。它详细阐述了算法的收敛性分析和实际操作中的步长选择对性能的影响。我感觉作者在撰写这些章节时，一定是结合了大量的工程实践经验，才能将那些看似晦涩的理论讲解得如此透彻且具有可操作性。此外，书中对实验环境的设置和工具的使用也有详细的说明，这对于初学者来说至关重要，省去了大量摸索软件配置的时间。总而言之，这本书成功地架起了从课堂理论到实际应用之间的桥梁，其内容深度和广度都达到了一个很高的水准，是对DSP学习者非常有价值的资源。