數字信號處理實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙知勁 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 實驗
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• DSP
• 算法
• 工程實踐
• 高等教育

齣版社： 浙江大學齣版社

ISBN：9787308052429

版次：1

商品編碼：10648774

包裝：平裝

齣版時間：2007-03-01

用紙：膠版紙

頁數：187

字數：320000

內容簡介

《數字信號處理實驗》在簡單介紹MATLAB語言及數字信號處理工具箱中的相應函數、CCS軟件平颱使用及
TMS320C54x DSP芯片的基礎上，共安排瞭18個實驗。基於MATLAB的實驗內容涵蓋瞭離散時間係統的時域特性分析、離散係統頻率響應和零極點分布、驗證取樣定理、綫性捲積與圓周捲積的計算、應用FFT實現信號頻譜分析、利用FFT實現快速捲積、用雙綫性變換法設計IIR數字濾波器、用窗口法設計FIR數字濾波器、用頻率采樣法設計FIR數字濾波器、IIR和FIR數字濾波器過濾信號的實現及比較、自適應數字陷波濾波器設計、應用綫性預測參數法的語音閤成。基於CCS的實驗內容涵蓋瞭數字振蕩器設計、DTMF信號産生與檢測、FIR數字濾波器的C54x實現、IIR數字濾波器的C54x實現、FFT的C54x實現、單邊帶調製係統的C54x實現等。每個實驗都附有相應的舉例程序。
《數字信號處理實驗》可作為電子信息類專業的實驗指導書，鑒於數字技術的應用日益廣泛，個彆部分稍作調整或補充，就能為更多專業所使用。

目錄

上篇 基於MATLAB的數字信號處理實驗
MATLAB簡介
實驗1 離散時間係統的時域特性分析
實驗2 離散係統頻率響應和零極點分布
實驗3 驗證取樣定理
實驗4 綫性捲積與圓周捲積的計算
實驗5 應用FFT實現信號頻譜分析
實驗6 利用FFT實現快速捲積
實驗7 用雙綫性變換法設計IIR數字濾波器
實驗8 用窗口法設計FIR數字濾波器
實驗9 用頻率取樣法設計FIR數字濾波器
實驗10 IlR和FIR數字濾波器過濾信號的實現及比較
實驗11 自適應數字陷波濾波器設計
實驗12 應用綫性預測參數法的語音閤成

下篇 基於CCS的數字信號處理實驗
DSP集成開發環境——CCS軟件簡介
TMS320C54x芯片簡介
實驗13 數字振蕩器設計
實驗14 DTMF信號産生與檢測
實驗15 FIR數字濾波器的C54x實現
實驗16 IIR數字濾波器的C54x實現
實驗17 FFT的C54x實現
實驗18 單邊帶調製係統的C54x實現
附錄 TMs320C54x指令係統一覽錶（按指令字母順序）
參考文獻

前言/序言

《信號的奧秘：從模擬世界到數字疆域的探索之旅》 這是一個關於信號的故事，一個跨越時空、融閤理論與實踐的探索旅程。我們生活在一個充滿信號的世界裏，從微弱的耳語到浩瀚的宇宙射綫，從跳動的心髒到流動的電流，無不傳遞著信息。然而，這些原始的信號往往復雜、嘈雜，甚至難以理解。本書旨在揭示信號的本質，引領讀者穿越模擬的海洋，抵達數字的彼岸，掌握駕馭信號、解析信息、創造未來的關鍵能力。 第一篇：初識信號——模擬世界的脈搏 在進入精妙的數字處理領域之前，我們首先需要理解信號的基石——模擬信號。想象一下，一個畫傢如何用色彩和筆觸描繪齣世界的萬象？模擬信號便是如此，它以連續的、可變的方式承載信息，如同聲音的波形起伏，光綫的明暗變化，或是溫度的悄然升溫。 我們將從信號的基本概念入手，探討其核心屬性：幅度（振幅）——信號的強度，如同聲音的大小；頻率——信號的快慢，決定瞭音調的高低；相位——信號的起點，影響著波形的位置。通過這些基本屬性，我們可以初步理解不同信號之間的差異。 本書將深入剖析幾種典型的模擬信號，如正弦信號，它是自然界中最基本的周期性信號，是構建復雜信號的“原子”；方波信號，在數字電路中扮演著至關重要的角色，代錶著“開”與“關”的切換；以及脈衝信號，作為信息傳輸的瞬時載體。理解這些基本信號的特性，將為後續的學習奠定堅實的基礎。 更進一步，我們將探討信號的組閤與分解。就像一首交響樂由無數個音符構成，一個復雜的信號也可以被分解為一係列簡單的信號。傅裏葉級數和傅裏葉變換便是實現這一分解的強大工具。我們將直觀地理解，任何周期性信號都可以看作是不同頻率的正弦波疊加而成，而非周期性信號則可以通過傅裏葉變換轉換為其在頻域上的錶現形式。這如同給信號拍瞭一張“X光片”，讓我們能夠看到隱藏在時間維度下的頻率構成，從而揭示信號的內在結構和能量分布。 我們還將關注信號在傳輸過程中遇到的挑戰：噪聲。環境的乾擾、設備的限製，都會給信號帶來雜亂無章的成分，使得原始信息失真。理解噪聲的來源、類型（如高斯噪聲、周期性噪聲）及其對信號的影響，是後續信號處理的關鍵一步。 第二篇：數字之變——從連續到離散的飛躍 模擬信號的連續性在信息處理和存儲方麵存在固有缺陷。對細微變化的敏感性使其容易受到噪聲乾擾，而精確地存儲和傳輸連續值也麵臨巨大挑戰。數字信號的誕生，便是為瞭剋服這些瓶頸。 本篇將引導讀者完成從模擬信號到數字信號的轉變。首先是采樣，這一過程如同將連續的畫麵分割成一個個瞬間的幀。我們將深入理解采樣定理，即奈奎斯特-香農采樣定理，它告訴我們，為瞭無損地恢復原始信號，采樣頻率必須是信號最高頻率的兩倍以上。我們將通過實例，直觀感受采樣頻率不足時造成的“混疊”現象，即高頻成分被錯誤地解讀為低頻成分，導緻信息失真。 緊接著是量化，這是將連續的幅度值映射到有限個離散電平的過程。如同將尺子上的無限刻度簡化為有限的標記。我們將探討量化誤差，這是由於將連續值近似為離散值而引入的誤差，並分析不同的量化方式（如均勻量化、非均勻量化）如何影響量化精度。 最後是編碼，將量化後的離散值轉換為二進製數字碼。這是計算機能夠理解和處理信號的語言。我們將理解二進製錶示法，以及如何將模擬信號的采樣和量化結果轉化為一串串0和1。 通過采樣、量化和編碼，模擬信號被轉化為數字信號，展現齣前所未有的優勢：抗乾擾能力強、易於存儲和傳輸、便於進行復雜的運算和處理。本書將通過圖示和比喻，幫助讀者清晰地理解這一關鍵的轉化過程。 第三篇：信號的重塑——數字信號處理的核心技法 一旦信號被轉化為數字形式，我們便擁有瞭強大的工具來對其進行分析、增強和提取信息。本篇將聚焦於數字信號處理的核心技法，這是本書的重頭戲。 我們將從離散時間信號和離散時間係統的基本概念開始。離散時間信號是數字信號的直接錶示，而離散時間係統則是處理這些信號的“機器”。我們將學習如何用差分方程來描述這些係統，並理解係統的基本特性，如綫性、時不變性。 濾波是信號處理中最基本也是最重要的技術之一。濾波器如同一個“篩子”，可以允許特定頻率的信號通過，同時阻止其他頻率的信號。我們將詳細介紹不同類型的數字濾波器： 低通濾波器：允許低頻信號通過，阻止高頻信號，常用於去除高頻噪聲，平滑信號。 高通濾波器：允許高頻信號通過，阻止低頻信號，用於突齣信號的快速變化。 帶通濾波器：允許特定頻帶內的信號通過，其他頻帶的信號被阻止，用於提取特定頻率成分。 帶阻濾波器：阻止特定頻帶內的信號，允許其他頻帶信號通過，常用於消除特定乾擾頻率。 我們將深入理解濾波器的設計原理，包括FIR（有限脈衝響應）濾波器和IIR（無限脈衝響應）濾波器，探討它們各自的優缺點以及設計方法。通過對濾波器的深入學習，讀者將掌握去除噪聲、分離信號、增強特徵等關鍵技能。 除瞭濾波，我們還將探討其他重要的信號處理技術： 捲積：這是描述綫性時不變係統輸齣與輸入之間關係的數學運算。我們將理解捲積的物理意義，並學習如何計算和應用捲積，以預測係統對信號的響應。 相關：用於衡量兩個信號之間的相似性。我們將學習如何計算自相關（衡量信號與自身相似性，可用於周期性檢測）和互相關（衡量兩個不同信號之間的相似性，可用於信號匹配和時延估計）。 離散傅裏葉變換（DFT）：這是將離散時間信號從時域轉換到頻域的數學工具。我們將理解DFT的原理，並學習如何通過DFT分析信號的頻譜特性，識彆信號中的不同頻率成分。快速傅裏葉變換（FFT）作為DFT的高效算法，也將被重點介紹。 第四篇：信號的應用——穿越現實世界的挑戰 理論的學習最終是為瞭解決實際問題。本篇將展示數字信號處理在現實世界中的廣泛應用，讓讀者看到這些技術如何改變我們的生活。 我們將以幾個典型的應用場景為例： 音頻信號處理：從MP3壓縮到語音識彆，再到音樂特效製作，數字信號處理在音頻領域扮演著核心角色。我們將探討如何通過降噪技術改善音頻質量，如何通過編碼技術減小音頻文件大小，以及語音信號的特徵提取如何實現語音識彆。 圖像信號處理：我們每天接觸到的數字照片、高清電視，都離不開圖像信號處理。我們將學習如何對圖像進行濾波以增強細節或消除噪聲，如何進行圖像壓縮以減小存儲空間，以及邊緣檢測、特徵提取等技術在圖像識彆中的應用。 通信係統：現代通信，從手機通話到互聯網數據傳輸，都依賴於高效的數字信號處理。我們將瞭解調製解調技術如何將信息編碼到載波上進行傳輸，以及信道編碼如何提高通信的可靠性。 生物醫學信號處理：心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物醫學信號的分析，為疾病診斷提供瞭重要依據。我們將探討如何利用數字信號處理技術從這些復雜信號中提取關鍵信息。 通過對這些應用的深入剖析，讀者將能夠將所學的理論知識與實際應用相結閤，理解數字信號處理的強大力量，並激發進一步探索的興趣。 結語：通往數字未來的鑰匙 《信號的奧秘：從模擬世界到數字疆域的探索之旅》不僅僅是一本技術書籍，它更是一次思維的啓迪，一次對信息本質的深刻洞察。通過循序漸進的學習，讀者將能夠掌握從理解模擬信號的連續脈搏，到駕馭數字信號的精準律動，再到運用各種數字處理技法解決實際問題的能力。 這不僅僅是關於數字信號處理的知識，更是關於如何理解、解析和利用我們周圍世界中的信息。這本書將是你通往數字未來的一把關鍵鑰匙，讓你能夠在這個信息爆炸的時代，洞察本質，把握機遇，創造無限可能。

評分☆☆☆☆☆

思路清晰，但可操作性有待商榷 這本書的整體框架和內容組織給我留下瞭深刻的印象。作者對於數字信號處理的各個關鍵概念，例如捲積、相關、自相關和互相關等，都進行瞭邏輯清晰的梳理和講解，使得初學者能夠循序漸進地建立起對這些核心概念的理解。我尤其欣賞書中在介紹信號的分類（周期、非周期、穩定、非穩定）時，所采用的類比和圖示，這極大地幫助瞭我可視化這些抽象的概念。在一些章節中，作者還嘗試將理論與實際應用聯係起來，例如在介紹噪聲抑製時，提到瞭在音頻處理中的應用。然而，當我嘗試將書中的理論知識轉化為實際操作時，卻遇到瞭不少挑戰。書中提供的實驗項目，雖然很有意義，但很多實驗的步驟描述得過於簡潔，甚至有些步驟語焉不詳。例如，在某個實驗中，需要對信號進行分幀和加窗，但書中關於窗函數選擇和參數設置的指導，實在是太少瞭，讓我無從下手。我嘗試著參考其他資料，但又擔心偏離這本書的教學思路。希望這本書在後續的修訂中，能夠提供更詳細的實驗指導，包括詳細的參數解釋、多種實現方式的對比，以及對實驗結果的深入分析，這樣纔能真正幫助讀者將理論知識轉化為實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

理論紮實，實操略顯倉促 這本書最讓我印象深刻的是其理論部分的嚴謹性。作者在講解諸如采樣定理、奈奎斯奎特準則以及各種濾波器（FIR, IIR）的設計原理時，邏輯清晰，推導嚴密，引用的公式和定理也都準確無誤。對於我這種希望深入理解數字信號處理背後原理的讀者來說，這一點非常寶貴。書中對於各種變換（Z變換、離散傅裏葉變換）的數學推導，也做得相當到位，讓我能夠更透徹地理解它們是如何將時域信號轉換到頻域，以及它們在信號分析中的關鍵作用。然而，當進入實驗章節時，這種紮實的理論基礎似乎並沒有得到充分的體現。實驗環節的描述，在我看來，有點過於“點到為止”瞭。例如，在設計一個實際的濾波器時，書中隻是給齣瞭幾個關鍵的函數調用，卻沒有詳細解釋這些函數背後的具體實現邏輯，也沒有給齣足夠多的參數調整的示例，讓我不知道如何根據不同的信號特性來優化濾波器。此外，書中提供的部分實驗代碼，雖然可以運行，但在可讀性和效率方麵還有提升的空間，有時需要我花費不少時間去理解其意圖。總的來說，這本書在夯實理論基石方麵做得相當不錯，但如果能在實驗操作的細節上再多下功夫，提供更貼近實際應用場景的案例和更詳盡的代碼注釋，那將是一本更完美的教材。

評分☆☆☆☆☆

內容豐富，但麵嚮初學者不夠友好 從內容的廣度來看，這本書確實涵蓋瞭數字信號處理的許多重要領域，從基礎的采樣和量化，到濾波器設計、變換域分析，再到更高級的自適應濾波和譜估計，幾乎囊括瞭課程教學的大部分重點。對於想要對數字信號處理有一個全麵瞭解的讀者來說，這本書的框架設計是值得肯定的。書中也穿插瞭一些實際應用的案例，例如在音頻信號壓縮和圖像去噪方麵的介紹，這使得理論知識顯得更加生動。然而，對於我這樣一名初學者來說，這本書的閱讀門檻並不低。很多概念的引入，似乎是建立在讀者已經具備一定數學基礎和信號處理背景的假設之上，缺少瞭必要的鋪墊和基礎知識迴顧。例如，在介紹FFT（快速傅裏葉變換）時，書中直接給齣瞭算法的僞代碼，卻沒有詳細解釋其背後的原理，以及它與DFT（離散傅裏葉變換）的關係，這讓我感到有些睏惑。同樣，在實驗部分，雖然提供瞭代碼，但很多代碼的注釋非常少，變量命名也比較隨意，這使得理解和修改代碼變得十分睏難。總而言之，這本書內容是豐富的，但如果能針對初學者，在基礎概念的講解上更細緻一些，在代碼的注釋和可讀性上再做改進，那將是一本更加適閤入門的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

初見驚艷，但深感不足 這本書的封麵設計相當吸引人，簡潔而富有科技感，一下子就抓住瞭我的眼球。迫不及待地翻開，目錄的編排也顯得頗具條理，感覺內容應該會很全麵。我特彆期待書中關於傅裏葉變換在圖像處理中的應用，以及小波變換的實際操作演示。然而，當我深入閱讀到其中幾個章節時，不禁感到一絲失望。雖然理論部分的講解還算清晰，但具體的實驗步驟和代碼實現卻顯得過於籠統，很多細節被省略瞭，這對於初學者來說，上手難度大大增加。我嘗試著按照書中的指導搭建環境，但很多地方都遇到瞭意想不到的睏難，不得不花費大量時間去查閱其他資料。書中提供的實驗數據量也比較有限，無法進行更深入的分析和探索。更令人遺憾的是，關於實驗結果的分析和討論部分，也僅僅是泛泛而談，缺乏針對性和深度，沒有給我提供太多啓發性的見解。總的來說，這本書像是一個宏偉藍圖的草稿，勾勒齣瞭數字信號處理的廣闊天地，但卻沒有提供足夠細緻的施工圖，讓我這個渴望動手實踐的讀者，在實際操作中感到力不從心。

評分☆☆☆☆☆

啓發思考，但細節不足以實踐 這本書最讓我贊賞的一點是，它不僅僅是知識的堆砌，更重要的是它能夠激發讀者深入思考。在介紹諸如自適應濾波、譜估計等進階主題時，作者並沒有直接給齣“標準答案”，而是通過提齣問題、引導分析，鼓勵讀者自己去探索可能的解決方案。這種啓發式的教學方法，對於培養獨立解決問題的能力非常有益。書中對於一些數學原理的解釋，也往往能夠從不同的角度切入，幫助讀者打破思維定勢。然而，在實際動手操作層麵，這本書卻顯得有些“空中樓閣”。例如，在介紹譜減法進行噪聲去除時，書中隻是給齣瞭一個大緻的流程，但對於如何選取閤適的短時傅裏葉變換（STFT）的窗口長度、重疊率，以及如何設置閾值等關鍵參數，卻鮮有詳細的論述。我嘗試著根據書中的思路去實現，但幾次嘗試的結果都不盡如人意。這讓我感到，雖然書本提供瞭一個思考的方嚮，但如果沒有更具體的指導和示範，我很難真正將這些思路轉化為有效的工程實踐。我期待這本書能夠補充更多關於參數選擇的理論依據和實際案例，讓讀者不僅能理解“為什麼”，更能知道“怎麼做”。