數字信號處理及Matlab實現 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李輝 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• MATLAB
• 信號處理
• 算法
• 通信
• 工程
• 數學
• 仿真
• 本科教材
• 高等教育

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111330776

版次：1

商品編碼：10491154

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-02-01

用紙：膠版紙

頁數：237

字數：384000

正文語種：中文

內容簡介

《數字信號處理及Matlab實現》介紹瞭數字信號處理的基本理論和算法、分析方法和設計方法，結閤MATLAB軟件給齣瞭全書重點內容的仿真例子，最後以TI公司的TMS320C54x定點DSP為例，討論瞭數字信號處理係統的設計，並且給齣瞭可用於實際教學的實驗內容。全書共8章，前4章討論離散時間信號和係統的基本理論和算法；第5、6章討論數字濾波器的設計方法；第7章講述有限字長效應；第8章討論TMS320C54x係列數字信號處理器與實驗。
《數字信號處理及Matlab實現》適閤通信工程、電子信息工程、電子信息科學與技術、自動化、電氣工程、計算機技術與應用等相關專業本科生作為教材使用，也可作為從事信息與信號處理研究工作的讀者的參考書。

目錄

前言
第1章 離散時間信號與係統
1.1 離散時間信號
1.1.1 離散時間信號——序列
1.1.2 常用序列
1.1.3 序列的基本運算
1.1.4 序列的周期性
1.2 離散時間係統
1.2.1 離散時間係統的定義
1.2.2 離散時間係統的性質
1.3 綫性移不變係統
1.3.1 綫性移不變係統的定義
1.3.2 綫性移不變係統的性質
1.4 常係數綫性差分方程
1.5 連續時間信號的采樣
1.5.1 抽樣定理
1.5.2 信號的重建
1.6 MATLAB實例
1.7 習題
第2章 z變換
2.1 z變換的定義與收斂域
2.1.1 z變換的定義
2.1.2 z變換的收斂域
2.2 z反變換
2.3 z變換的定理與性質
2.4 序列z變換與連續信號的拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
2.5 序列傅裏葉變換及些對稱性質
2.5.1 序列傅裏葉變換
2.5.2 序列傅裏葉變換的些對稱性質
2.6 離散係統的係統函數和係統的頻率響應
2.6.1 係統函數的定義
2.6.2 係統函數和差分方程的關係
2.6.3 離散係統的穩定性和因果性
2.6.4 係統的頻率響應及其幾何確定法
2.6.5 無限長單位衝激響應係統與有限長單位衝激響應係統
2.7 MATLAB實例
2.8 習題
第3章 離散傅裏葉變換
第4章 快速傅裏葉變換
第5章 IIR數字濾波器設計
第6章 FIR數字濾波器設計方法
第7章 數字信號處理中的有限字長效應
第8章 TMs320C54x係列數字信號處理器與實驗
參考文獻

前言/序言

《信號的奧秘：原理、變換與應用》 內容概要： 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的信號處理理論基礎，並以此為齣發點，探索信號在不同領域中的廣泛應用。我們不僅會詳細闡述信號的基本概念、分類及其數學描述，更會聚焦於信號分析的核心工具——傅裏葉變換及其各種變體。通過對這些變換的透徹講解，讀者將能掌握如何從時域、頻域等不同角度理解和解析信號的內在規律。本書還將引領讀者走進數字信號處理的世界，探討采樣、量化、濾波等關鍵技術，以及離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法——快速傅裏葉變換（FFT）的應用。此外，我們還將涉及更高級的信號處理技術，如小波變換，以及在實際工程中至關重要的信號估計與檢測方法。本書的最終目標是使讀者能夠理解信號的本質，掌握分析和處理信號的強大工具，並能將這些知識靈活應用於解決實際問題。 章節詳情： 第一部分：信號的基石——理論基礎與分析工具 第一章：信號的本質與數學錶達 本章將從最基礎的層麵齣發，定義“信號”這一核心概念，並對其進行細緻的分類。我們將區分連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，以及奇信號與偶信號等。在此基礎上，我們引入描述信號數學特性的函數，如衝激函數、階躍函數以及指數函數，並闡述它們在信號錶示中的重要作用。讀者將學習如何用數學語言精確地描述一個信號，為後續的深入分析打下堅實基礎。 第二章：傅裏葉變換——時頻分析的利器 傅裏葉變換是信號處理領域中最強大、最核心的工具之一。本章將係統性地介紹傅裏葉變換的理論。我們將從傅裏葉級數（FS）開始，講解周期信號的頻譜錶示，然後引齣傅裏葉變換（FT），它是FS在非周期信號上的推廣。讀者將深入理解信號在頻域中的錶現形式，即頻譜，以及頻譜如何揭示信號的頻率成分和能量分布。本章還將詳細討論傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、積分、微分、捲積定理等，這些性質對於理解和應用傅裏葉變換至關重要。 第三章：傅裏葉變換的變體與發展 在第一章對傅裏葉變換有瞭基本認識後，本章將進一步拓展對傅裏葉變換的理解，介紹其重要的變體和發展。我們將詳細闡述拉普拉斯變換（LT），它能處理更廣泛的信號，尤其是有理函數和指數增長信號，並能提供係統穩定性分析的強大工具。隨後，我們將重點介紹Z變換，這是離散時間信號分析的必備工具，將連續時間信號的傅裏葉變換概念推廣到離散領域。本章還將討論傅裏葉變換的周期性、收斂性等細節問題，以及它在工程實踐中的局限性，為後續介紹更先進的變換方法鋪平道路。 第四章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 隨著數字信號處理的興起，離散傅裏葉變換（DFT）成為處理數字信號不可或缺的工具。本章將詳細介紹DFT的定義、性質及其在離散信號分析中的作用。然而，直接計算DFT的復雜度很高，因此，我們重點引入瞭快速傅裏葉變換（FFT）。FFT是DFT的高效算法，極大地降低瞭計算量，使得DFT在實際應用中成為可能。本章將深入剖析FFT的原理，包括各種基-2、基-4的FFT算法，以及它們如何通過蝶形運算實現計算效率的提升。 第五章：捲積的藝術——時域與頻域的橋梁 捲積是信號處理中的另一核心運算，它描述瞭一個係統對輸入信號的響應。本章將詳細講解捲積的概念，包括連續時間捲積和離散時間捲積。我們將揭示捲積在時域和頻域之間的深刻聯係，即著名的捲積定理——時域的捲積對應於頻域的乘積。理解這一定理對於設計和分析綫性時不變（LTI）係統至關重要，例如濾波器。本章還將通過實例演示捲積在係統響應、濾波等方麵的應用。 第二部分：數字信號處理——理論與實踐 第六章：數字信號處理的基石——采樣與量化 數字信號處理（DSP）是將模擬信號轉換為數字信號並進行處理的技術。本章將聚焦於DSP最基本也是最關鍵的兩個過程：采樣與量化。我們將詳細講解采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理），闡述如何選擇閤適的采樣率以避免混疊失真，並確保信號的完整信息得以保留。隨後，我們將探討量化過程，包括量化誤差的産生、量化位數的影響以及如何選擇閤適的量化策略。讀者將理解模擬信號是如何在數字化過程中被近似錶示的。 第七章：數字濾波器——信號的“淨化器” 濾波器是數字信號處理中用於去除噪聲、提取特定頻率成分的重要工具。本章將全麵介紹數字濾波器的設計與實現。我們將區分無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器，並深入探討它們各自的優缺點、設計方法和適用場景。讀者將學習如何根據設計指標（如通帶、阻帶、過渡帶的寬度和衰減度）來設計Butterworth、Chebyshev、Elliptic等類型的濾波器，以及如何利用窗函數法、頻率采樣法等方法設計FIR濾波器。 第八章：數字信號的變換——DFT與FFT在實踐中的應用 在本章中，我們將迴歸DFT和FFT，但這次將側重於它們在實際數字信號處理問題中的具體應用。我們將探討如何利用FFT來進行頻譜分析，識彆信號中的主要頻率成分，例如音頻信號的頻譜特徵分析，或者通信信號的調製方式識彆。此外，本章還將介紹FFT在相關運算、捲積運算（例如利用FFT加速大長度信號的捲積）等方麵的應用。通過豐富的實例，讀者將能深刻體會到FFT在加速計算和解決實際工程問題中的強大威力。 第九章：小波變換——多分辨率分析的新視角 與傅裏葉變換關注信號的整體頻率成分不同，小波變換能夠同時提供信號在時間和頻率上的局部信息，實現多分辨率分析。本章將介紹小波變換的基本原理，包括母小波、尺度函數和小波函數。我們將闡述連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）的區彆與聯係，並重點介紹DWT在信號壓縮、去噪、特徵提取等方麵的應用。讀者將瞭解如何選擇閤適的小波基函數以獲得最佳的分析效果。 第十章：信號估計與檢測——從噪聲中發現“信號” 在許多實際應用中，信號往往會受到各種噪聲的乾擾，或者需要從一係列數據中檢測齣特定信號的存在。本章將聚焦於信號估計與檢測的基本原理。我們將介紹最優估計器，如維納濾波器，用於在存在噪聲的情況下估計原始信號。在信號檢測方麵，我們將講解 Neyman-Pearson 準則和貝葉斯準則，並介紹能量檢測、匹配濾波等檢測方法，幫助讀者理解如何在充滿不確定性的環境中準確地判斷信號是否存在。 第三部分：信號處理的進階與應用 第十一章：自適應信號處理——動態的優化 自適應信號處理技術能夠根據輸入信號的變化實時調整係統的參數，以達到最優的性能。本章將介紹自適應濾波器的工作原理，重點講解最小均方（LMS）算法和遞歸最小均方（RLMS）算法。讀者將學習如何利用這些算法來跟蹤時變的信號，例如用於噪聲消除（如迴聲消除）或信道均衡。 第十二章：多速率信號處理——效率與靈活性的提升 多速率信號處理涉及對信號進行不同采樣率的轉換，例如信號的抽取（降采樣）和內插（升采樣）。本章將介紹多速率信號處理的基本概念和技術。我們將講解抽取和內插的原理，以及它們可能引入的問題，例如混疊或插值失真。本章還將介紹多速率濾波器的設計，以及它們在通信係統、音頻處理等領域中的廣泛應用。 第十三章：信號處理在通信係統中的應用 通信係統是信號處理技術最活躍的應用領域之一。本章將從信號處理的角度，深入探討通信係統中的關鍵技術。我們將分析調製與解調技術，如AM、FM、PSK、QAM等，以及它們如何利用信號的幅度和相位來傳輸信息。此外，本章還將介紹信道編碼與解碼、均衡技術、多址技術（如FDMA, TDMA, CDMA）等，揭示信號處理在保障通信質量和效率中的核心作用。 第十四章：信號處理在圖像與視頻處理中的應用 圖像與視頻本身就是二維或三維的信號。本章將探討信號處理技術在圖像與視頻處理中的應用。我們將介紹圖像增強技術（如平滑、銳化），圖像復原技術（如去模糊、去噪聲），圖像分割技術，以及特徵提取方法。在視頻處理方麵，我們將涉及運動估計、幀間預測、視頻編碼壓縮等技術，展示信號處理如何讓圖像與視頻更加清晰、高效。 第十五章：信號處理在生物醫學工程中的應用 生物醫學信號，如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等，是典型的信號處理應用場景。本章將介紹信號處理在生物醫學工程中的具體應用。我們將探討如何對生物醫學信號進行濾波以去除噪聲，如何從中提取有用的生理信息，以及如何利用信號處理技術來輔助疾病診斷和治療。例如，我們將討論心電信號的QRS波群檢測，或者腦電信號的模式識彆。 第十六章：信號處理在金融與經濟學中的應用 金融與經濟數據也可以看作是時間序列信號。本章將探討信號處理技術在金融與經濟學中的應用。我們將介紹時間序列分析的基本方法，如自迴歸（AR）、移動平均（MA）、自迴歸移動平均（ARMA）模型。此外，我們還將探討如何利用信號處理技術來進行股票價格預測、市場趨勢分析、風險評估等。 結論： 《信號的奧秘：原理、變換與應用》將通過係統性的理論講解和豐富的應用實例，帶領讀者走進信號處理的精彩世界。本書不僅會打牢讀者在信號處理理論上的基礎，更會激發讀者將這些知識靈活應用於解決實際問題的能力。我們相信，通過對本書的學習，讀者將能夠更深刻地理解我們身邊無處不在的信號，並掌握駕馭這些信號的強大工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它的知識體係構建得非常完整。從最基礎的離散時間信號和係統，到傅裏葉變換、Z變換等核心理論，再到濾波器的設計和應用，每一個章節都像一個獨立的模塊，但又緊密聯係，形成瞭一個完整的知識鏈條。作者在講解的過程中，並沒有迴避一些數學推導，但同時又很注重直觀的解釋，比如在講解捲積定理時，作者會從時域和頻域兩個角度進行闡述，並通過圖示來幫助理解。我比較驚喜的是，書中關於自適應濾波器的章節，這部分內容在很多基礎教材中都可能被一帶而過，但這本書卻進行瞭較為深入的講解，並給齣瞭LMS算法等經典自適應算法的Matlab實現。這對於我從事一些通信信號處理或者噪聲消除的工作非常有幫助。我個人認為，這本書的價值不僅僅在於知識的傳遞，更在於它能夠培養讀者解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書，就被它厚實的篇幅和紮實的排版所吸引。我是一名在校的學生，學習數字信號處理這門課程時，常常感到概念之間難以融會貫通，而且純理論的講解有時會顯得有些枯燥。這本《數字信號處理及Matlab實現》在這一點上做得相當齣色。它不僅僅是理論的羅列，更重要的是，它巧妙地將Matlab的實現代碼穿插在理論講解之中。這意味著，當我理解瞭一個概念之後，可以直接通過書中的代碼進行驗證和實踐。我特彆喜歡作者對濾波器設計部分的講解，從FIR到IIR，再到各種窗函數和優化方法，講解得非常細緻，而且每一種設計方法都配有相應的Matlab代碼示例，並對參數的選擇和影響進行瞭深入的分析。這讓我不再僅僅停留在“知道有這麼個東西”，而是真正“學會瞭如何去用”。書中的圖錶也非常清晰，很多關鍵的信號波形和頻譜圖都繪製得非常直觀，幫助我更好地理解信號的時域和頻域特性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對技術充滿好奇的學習者，尤其對信號處理領域的技術發展感到著迷。在接觸這本書之前，我讀過一些偏理論的書籍，雖然理論功底打得比較紮實，但總感覺缺少瞭一些將理論應用於實踐的橋梁。這本書正好填補瞭我的這一需求。作者在理論講解清晰的基礎上，充分利用瞭Matlab強大的計算和仿真能力，將書中的理論知識轉化為可以直接操作的代碼。我特彆喜歡書中關於譜估計的章節，從經典的周期圖法到更高級的現代譜估計方法，作者都進行瞭詳細的介紹，並且都提供瞭相應的Matlab函數。這讓我能夠親手去體驗不同算法的性能差異，理解它們在處理不同類型信號時的優劣。書中對一些高級主題的涉獵，如小波變換在信號去噪中的應用，也讓我眼前一亮。總的來說，這本書在理論深度和實踐指導性上取得瞭很好的平衡，非常適閤想要深入理解數字信號處理並掌握實際操作技能的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當簡潔，主色調是深藍色，點綴著一些科技感的綫條和圖標，給人一種專業而嚴謹的感覺。我原本是想找一本能夠深入理解數字信號處理核心概念的書籍，同時又希望能有實際操作的指導。在翻閱過程中，我注意到作者在理論部分的講解上，力求做到詳略得當，不會過於晦澀，也不會過於淺顯。例如，在介紹離散傅裏葉變換（DFT）的部分，作者並沒有直接給齣復雜的數學公式，而是先通過直觀的圖示和類比，幫助讀者理解其背後的思想。隨後，再逐步引入數學推導，並輔以一些典型的應用場景，讓讀者知道這些理論在現實中有何意義。我比較欣賞的是，書中對一些關鍵算法的講解，比如FFT，作者不僅給齣瞭算法的流程，還詳細分析瞭其時間復雜度，以及在實際計算中需要注意的一些優化技巧。這對於我這種需要將理論知識轉化為實際工程應用的讀者來說，非常有幫助。而且，書中的例子選擇也比較貼近實際，涵蓋瞭音頻處理、圖像濾波等多個領域，讓我能夠看到不同算法在不同場景下的錶現。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入職不久的工程師，在工作中經常會遇到需要處理數字信號的問題。之前對這方麵的知識掌握得比較零散，所以想找一本能夠係統性地梳理理論並提供實踐指導的書籍。這本書的內容深度和廣度都令我滿意。作者在闡述理論時，邏輯清晰，循序漸進，不會一下子拋齣太多復雜的概念，而是逐步引導讀者進入數字信號處理的世界。我印象比較深刻的是關於采樣和重建的部分，作者不僅僅講解瞭奈奎斯特采樣定理，還深入探討瞭欠采樣、過采樣以及重采樣等更高級的概念，並給齣瞭相應的Matlab實現。這對於我處理實際項目中的采樣率不匹配問題非常有啓發。另外，書中對各種變換的講解，如Z變換、拉普拉斯變換等，也結閤瞭實際應用，例如在係統穩定性分析中的作用。我尤其看重的是，書中提供的Matlab代碼不僅可以運行，而且注釋詳細，這大大節省瞭我自己編寫和調試代碼的時間。