信号处理MATLAB实验教程/21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李杰 等 著

图书标签:

• 信号处理
• MATLAB
• 实验教程
• 电气信息
• 本科教材
• 工程教育
• 应用型人才培养
• 创新实验
• 数字信号处理
• 通信工程
• 电子工程

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301151686

版次：1

商品编码：10153971

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-06-01

用纸：胶版纸

页数：144

正文语种：中文

内容简介

　　本书是按照“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程整合的思路，在充分考虑其理论体系结构的基础上，依托于MATLAB平台编写的实验教程。全书分4个部分，分别是MATLAB与Simulink基础、信号与系统实验、数字信号处理实验、信号分析与处理综合实验。每个实验都包含实验目的、实验原理、实验内容与方法、程序设计实验、实验预习要求、实验报告要求、思考题等几部分，实验内容与方法中给出了实验程序的M文件程序，既方便学生练习，也有助于学生提高。在实验的安排和选用上，既可以配合两门课程的实验分为两个学期使用，也可以在学习完两门课程后统一安排在单独设课的实验课程中使用。
　　本书既可作为电气信息、测控技术与仪器等专业学生学习“信号与系统”、“数字信号处理”课程的实验指导书，也可作为其他专业师生掌握用MATLAB处理信号分析的参考书。

目录

第1部分MATLAB与Simulink基础
第1章MATLAB基础
1.1 什么是MATLAB
1.2 MATLAB基本运算与表达式
1.2.1 MATLAB计算单元
1.2.2 MATLAB计算单元的基本操作
1.2.3 多项式表达与基本运算
1.3 MATLAB的基本绘图功能
1.4 M文件与MATLAB函数
1.4.1 M文件编辑器
1.4.2 MATLAB语言的语法
1.4.3 MATLAB脚本文件与M函数
1.5 MATLAB的单元与结构体
习题1

第2章 Simulink基石出
2.1 Simulink初步
2.1.1 Simulink简介
2.1.2 运行Simulink
2.2 Simulink的基本模块
2.3 Simulink建模
2.3.1 模块的创建及操作
2.3.2 模型的修饰
2.4 仿真计算与分析方法
2.4.1 连续系统建模
2.4.2 Simulink结果的分析
习题2

第2部分 信号与系统实验
实验1 连续时间信号的产生与运算
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与方法
四、程序设计实验
五、实验预习要求
六、实验报告要求
七、思考题
实验2 离散时间信号的产生与运算
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与方法
四、程序设计实验
五、实验预习要求
六、实验报告要求
七、思考题
实验3 连续LTI系统的时域分析
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与方法
四、程序设计实验
五、实验预习要求
六、实验报告要求
七、思考题
实验4 离散LTI系统的时域分析
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与方法
四、程序设计实验
五、实验预习要求
六、实验报告要求
七、思考题
实验5 连续系统的频域分析
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容与方法
四、程序设计实验
五、实验预习要求
六、实验报告要求
七、思考题
第3部分 数字信号处理实验
第4部分 信号分析与处理综合实验
附录
参考文献

精彩书摘

　　第1部分　MATLAB与Simulink基础
　　第1章 MATLAB基础
　　1.1 什么是MATLAB
　　MATLAB的全名是Matrix Laboratory，意思是矩阵实验室。早期的MATLAB是建立在DOS操作系统上的，直到20世纪90年代才发展成在Windows操作系统上，同时它的功能也大为加强，不但可以进行数值计算，还具有从事符号解析运算、逻辑运算、数理统计、控制系统分析、最优化运算、金融的分析、数据的可视化、动力系统的建模和仿真等功能。
　　MATLAB语言是一种高性能、用于科学和技术计算的计算机语言。它使得计算和图像一体化，并且编程容易，它所使用的环境是将问题和解答用大家熟悉的数学标记来表达。1984年美国MathWorks公司首先推出了MATLAB 1.0版，并受到科学技术界的广泛欢迎。后来在MathWorks公司不断地更新和充实MATLAB后，如今市场上已经达到MATLAB 7.1版以上。与MATLAB组合在一起的软件是Simulink，它是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件，它支持连续、离散和非线性系统。Simulink不能独立运行，必须在MATLAB环境下运行。MATLAB具有以下特点。
　　1．数学和计算
　　MATLAB能执行矩阵运算、符号运算、公式化简、线性和非线性方程式求解、高阶方程求根、线性规划、数理统计、微分和积分运算、最优化运算以及自动控制系统的分析计算等。MATLAB可以说改变了计算数学的历史，使得复杂的计算变得容易，使脑力劳动者从大量烦琐的计算中解放出来，使数学分析和计算成为轻松愉快而有意义的事情。例如，过去分析高阶、多变量自动控制系统的稳定性和参数选择往往需要数天时间，而现在应用MATLAB只需几分钟就可完成，大大缩短了分析和设计时间，并且还能提供详尽的图表和过渡过程曲线。

前言/序言

　　“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程是电气信息类专业重要的专业基础课，由于这两门课程关系密切，很多学校都建立了“信号与系统”和“数字信号处理”的课程体系，系统安排这两门课程的理论教学和实践教学。本书就是在这样的大背景下编写的。
　　作者在两门课程多年的教学过程中一直感到困惑，究其原因，一是没有从整体上把握两门课的体系结构，没有从信号分析、系统分析与处理的角度去思考课程所涉及的基本理论和基本概念；二是实验教学无法有效安排，以达到在较少的学时内既能够对基本概念和理论加深理解，又能够提高学生的分析设计能力和动手能力的实验目的；三是目前两门课程的硬件实验设备很难真正做到使学生自己动手做综合设计性实验，使综合设计性实验很难开展。
　　在充分考虑这两门课程的理论体系结构的基础上，我们对这两门课程的实验进行统筹安排，并依托MATLAB平台，编写了这本书。为了提高本书的使用价值，书中把信号与系统实验和数字信号处理实验分开来编排，并有综合实验的内容，这样本书既可以在两个学期开设两门课程时作为实验指导书来用，也可以把实验学时统筹到一起，作为信号分析的综合实验用书来使用。

《现代通信系统与信号分析：原理、仿真与实践》 内容简介： 在信息爆炸的时代，通信系统作为信息传递的命脉，其复杂性和高效性日益凸显。从无处不在的无线通信到高速的数据传输，再到精密的声音与图像处理，这一切都离不开深刻的信号处理理论与强大的仿真工具。《现代通信系统与信号分析：原理、仿真与实践》旨在为读者构建一个全面而深入的通信系统及其信号处理知识体系。本书并非简单罗列公式与算法，而是强调理论与实践的紧密结合，通过丰富的实例和详实的步骤，引导读者理解通信系统的核心概念，掌握信号分析的关键技术，并学会运用先进的仿真工具解决实际问题。 本书的架构设计力求逻辑清晰，循序渐进。我们首先从基础的信号与系统理论出发，涵盖了离散时间信号、傅里叶变换、Z变换等核心概念，为后续更复杂的通信系统分析打下坚实基础。读者将深入理解信号的频谱特性，以及如何通过系统对信号进行处理和变换。 随后，本书将重点转向现代通信系统的关键组成部分。我们将详细阐述模拟通信系统，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等调制方式的原理、优缺点及在实际应用中的表现。读者将学习如何对这些信号进行解调，并分析噪声对系统性能的影响。 进入数字通信领域，本书将深入探讨采样定理、量化、编码等核心概念，这是数字通信的基石。我们还将详细讲解数字调制技术，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）等，并分析它们的功率谱特性、抗噪声能力和频带利用率。此外，本书还将介绍先进的差错控制编码技术，如线性分组码、卷积码以及Turbo码等，阐述它们在提高通信可靠性方面的作用。 在信号分析与处理方面，本书将提供一套系统的分析工具。我们将详细介绍滤波器设计，包括FIR和IIR滤波器的原理、设计方法以及在信号去噪、信号增强等方面的应用。读者将学会如何根据具体需求设计出性能优越的滤波器。自相关函数、互相关函数等统计信号分析工具也将被深入讲解，帮助读者理解信号的内在统计特性，并用于信号检测、参数估计等问题。 本书的另一大亮点在于其对仿真实践的侧重。我们深知，理论的掌握最终需要通过实践来检验和巩固。因此，本书将精选一系列具有代表性的通信系统仿真案例，涵盖了从简单的调制解调到复杂的数字通信链路。每个案例都将提供详细的仿真步骤、关键参数的解释以及对仿真结果的深入分析。读者将通过这些实践操作，亲身体验理论知识的应用，加深对通信系统工作原理的理解，并培养独立解决工程问题的能力。 本书的语言风格力求严谨而不失生动，专业术语的解释清晰易懂，避免了过度抽象的理论推导，而是将其与实际应用相结合。大量的图表、公式推导和仿真结果展示，将帮助读者更直观地理解复杂的概念。本书的章节安排紧密围绕通信系统的设计、分析与实现展开，每个章节都为读者提供了清晰的学习目标和核心知识点。 《现代通信系统与信号分析：原理、仿真与实践》适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等专业本科生、研究生的教材或参考书。对于从事通信系统研发、信号处理、电子系统设计等领域的工程师和研究人员，本书也将提供宝贵的理论指导和实践参考。通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解 现代通信系统的基本原理和关键技术，包括模拟与数字信号的产生、传输与接收。 掌握 各种调制解调技术、编码技术及其在不同应用场景下的优劣势。 熟悉 信号分析与处理的常用工具和方法，如傅里叶变换、Z变换、滤波器设计、统计信号分析等。 学会 使用先进的仿真工具（例如，本书将重点介绍在实际工程中广泛应用的某主流仿真软件）来设计、模拟和分析通信系统，并对仿真结果进行科学评估。 提升 解决复杂通信系统设计与实现问题的能力，为未来的学术研究和工程实践奠定坚实基础。 本书的出版，旨在填补当前市场上在理论深度与实践操作之间存在的一些空白，为培养具备扎实理论基础和强大工程实践能力的创新型通信人才贡献力量。我们相信，通过本书的学习，读者将能够自信地遨游于信号与通信的广阔天地，为信息时代的持续进步贡献智慧与力量。 主要内容框架： 第一部分：通信系统基础与信号分析 第一章：信号与系统基础 1.1 离散时间信号与连续时间信号 1.2 信号的基本运算与分类 1.3 线性时不变（LTI）系统及其性质 1.4 卷积及其在系统分析中的作用 1.5 傅里叶级数与傅里叶变换：信号的频谱分析 1.6 Z变换及其在离散系统分析中的应用 1.7 信号的能量与功率 第二章：模拟通信系统 2.1 模拟调制概述：目的与分类 2.2 幅度调制（AM）：DSB-SC、DSB-WC、SSB 2.3 角度调制（FM & PM）：原理、调制与解调 2.4 噪声对模拟通信系统的影响分析 2.5 模拟通信系统的应用案例与仿真演示 第三章：数字通信系统入门 3.1 数字化的基础：采样定理与奈奎斯特准则 3.2 量化：均匀量化与非均匀量化 3.3 编码：波形编码、信源编码与信道编码概述 3.4 数字基带传输：脉冲编码调制（PCM） 3.5 信号与系统的时域与频域分析回顾 第四章：数字调制与解调技术 4.1 数字载波调制概述 4.2 幅度键控（ASK）与相干/非相干解调 4.3 频率键控（FSK）与相干/非相干解调 4.4 相位键控（PSK）：BPSK、QPSK、MPSK 4.5 正交幅度调制（QAM）：原理与性能分析 4.6 调制方案的比较与选择 第五章：数字信号处理与分析 5.1 滤波器设计基础（FIR与IIR） 5.2 FIR滤波器设计方法：窗函数法、频率采样法 5.3 IIR滤波器设计方法：冲激响应不变法、双线性变换法 5.4 滤波器在信号去噪与增强中的应用 5.5 统计信号分析：自相关函数与互相关函数 5.6 信号的功率谱密度估计 第六章：差错控制编码 6.1 纠错编码的基本原理 6.2 线性分组码：汉明码、循环码 6.3 卷积码：编码器、译码器（Viterbi算法） 6.4 Turbo码与LDPC码简介 6.5 编码增益与系统性能提升 第二部分：通信系统仿真与实践 第七章：仿真工具入门与基础操作 7.1 （以某主流仿真软件为例）软件环境介绍 7.2 基本的信号生成与处理函数 7.3 脚本编程与可视化工具的使用 7.4 搭建简单的仿真模型 第八章：模拟通信系统仿真实践 8.1 AM调制与解调仿真 8.2 FM调制与解调仿真 8.3 噪声对AM/FM系统性能的影响分析 8.4 模拟通信系统框图构建与参数优化 第九章：数字通信系统仿真实践 9.1 数字基带信号传输仿真 9.2 ASK、FSK、PSK、QAM调制解调仿真 9.3 误码率（BER）性能仿真与分析 9.4 噪声对数字调制信号的影响 9.5 接收端均衡技术仿真简介 第十章：滤波器设计与信号处理仿真 10.1 FIR滤波器在信号去噪中的应用仿真 10.2 IIR滤波器在信号滤波中的应用仿真 10.3 利用相关函数进行信号检测的仿真 第十一章：先进通信系统仿真案例 11.1 联合编码与调制系统仿真（如，信道编码后的数字调制） 11.2 多载波通信系统（OFDM）原理与仿真简介 11.3 无线通信信道模型仿真 11.4 信号的频谱分析与可视化仿真 本书旨在提供一个坚实的理论基础和丰富的实践经验，帮助读者成为未来通信领域的栋梁。

评分☆☆☆☆☆

我在学习过程中，常常觉得理论知识与实际工程应用之间存在一定的鸿沟。课本上的内容往往是高度抽象和理论化的，而真实世界的信号处理问题却千变万化，充满了噪声和不确定性。我一直渴望找到一本能够帮助我弥合这一鸿沟的书籍。这本书被定位为“21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材”，这让我对其内容充满了信心。我特别希望它能够提供一些贴近实际应用的案例，展示信号处理技术是如何在通信、医疗、控制等领域发挥作用的。比如，如何利用信号处理技术来消除通信中的噪声，如何通过信号分析来诊断疾病，或者如何利用信号处理来优化控制系统的性能。我更希望这本书能够引导我思考如何创新性地应用信号处理的知识来解决现实世界中的挑战，而不是仅仅停留在理论层面。如果这本书能够提供一些关于如何进行创新性实验设计的思路和方法，那将对我非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是解我燃眉之急！作为一个电子信息专业的学生，信号处理一直是我学习上的一个难点，理论知识繁多，概念抽象，光靠书本上的公式推导，总感觉抓不住精髓，也缺乏实践的验证。尤其是在准备一些专业竞赛或者项目开发的时候，总是希望能够有更直观、更动手的学习方式。我曾经也找过一些其他的参考书，但要么过于偏重理论，要么就是代码示例晦涩难懂，实在难以找到一本能够兼顾理论深度和实际操作的项目。当我在书架上看到这本《信号处理MATLAB实验教程》时，眼睛立刻亮了起来。虽然我还没深入翻阅，但从目录和封面设计上就能感受到它与众不同。它不仅仅是一本教材，更像是一个实操手册，能够帮助我将枯燥的理论知识转化为实际的应用。我特别期待它在MATLAB的具体实现上能够有详细的指导，因为MATLAB一直是我进行工程计算和仿真的主要工具，如果能将信号处理的理论与MATLAB的强大功能相结合，那无疑是如虎添翼。我希望这本书能带领我一步步地搭建起对信号处理的认知框架，并且能够在实际操作中获得成就感，不再因为动手能力不足而感到焦虑。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对信号处理领域抱有浓厚兴趣的学生，我一直关注着相关领域的最新发展和教学方法。这本书的出现，尤其是其“创新型应用人才培养”的定位，引起了我极大的关注。在当今快速发展的科技时代，仅仅掌握传统的信号处理理论已经不足以应对未来的挑战。我希望这本书能够提供一些前沿的信号处理技术和应用案例，例如在人工智能、大数据、5G通信等新兴领域中的应用。同时，我也希望这本书能够鼓励学生进行创新性的思考和实践，培养他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。特别是“MATLAB实验教程”的标签，让我对这本书的实践性有了更高的期待。我希望它能够通过丰富的实验项目，引导学生深入理解信号处理的理论知识，并且能够熟练掌握MATLAB等工具的应用。我期待这本书能够帮助我拓宽视野，激发创新灵感，为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定位——“21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材”——让我对其内容和教学设计充满了期待。这意味着它不仅仅是为了应试，更是为了培养具备创新能力和应用能力的高素质人才。在如今这个技术飞速发展的时代，光掌握基础理论已经远远不够，更重要的是如何将所学知识灵活运用到解决实际问题中，并且能够进行创新性的思考。我非常好奇这本书在“创新型应用”方面是如何体现的。是会提供一些前沿的信号处理技术案例，还是会引导学生去探索新的算法和应用场景？我希望它能超越传统的信号处理课程，引入一些更贴近工业界需求或者新兴领域的内容，例如机器学习在信号处理中的应用，或者物联网信号传输的优化等。而且，“规划教材”的性质也暗示着其内容的系统性和前瞻性，能够为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。我希望能在这本书中找到解决实际工程问题的思路和方法，培养分析和解决复杂问题的能力，最终成为一名能够适应未来发展需求的复合型人才。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一名对信号处理理论感到头疼的学生，那些复杂的数学公式和抽象的概念常常让我望而却步。很多时候，我能够理解课本上的文字描述，但在实际应用中却不知如何下手。我常常在想，如果能有一个更形象、更直观的学习方式就好了，能够看到理论是如何在实践中发挥作用的。这本书的副标题“MATLAB实验教程”恰好击中了我的痛点。我一直认为，动手实践是检验理论、加深理解的最佳途径。MATLAB作为一种强大的工程计算和仿真软件，在信号处理领域有着广泛的应用。如果这本书能够将抽象的信号处理理论与MATLAB的实践操作紧密结合，通过具体的实验案例，一步步地引导我完成信号的产生、分析、变换、滤波等过程，那我相信我一定能对信号处理有更深刻的理解，并且能够自信地将其运用到未来的学习和项目中。我期望这本书的实验设计能够由浅入深，循序渐进，即使是初学者也能轻松上手，并且能够感受到学习的乐趣和成就感。