信號分析與處理實驗指導書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

錢玲 等 著，錢玲，虞粉英，李彧 編

圖書標籤:

• 信號分析
• 信號處理
• 實驗指導
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• Simulink
• 數字信號處理
• 高等教育
• 理工科

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030336156

版次：1

商品編碼：10971380

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-03-01

頁數：207

正文語種：中文

內容簡介

《信號分析與處理實驗指導書》是與“信號與係統”、“數字信號處理”和“DSP技術應用”三門課程配套的實驗指導書，主要內容包括硬件實驗和軟件實驗，其中，每個實驗都給齣實驗目的、實驗原理、實驗內容和實驗後的思考。硬件實驗中儀器的使用說明、軟件實驗中軟件的使用說明均在附錄中呈現。本書的特點是覆蓋麵廣、實用性強，通過閱讀本書可以瞭解上述三門課程的精髓。
《信號分析與處理實驗指導書》可以作為高等院校電子信息類專業本科生或專科生的實驗指導教材，也可供有關技術人員和科研管理人員使用，或作為自學人員的參考書。

目錄

前言
第一篇 信號分析與處理硬件實驗篇
實驗1 周期信號的頻譜測試
實驗2 係統頻率響應特性的測量
實驗3 信號通過綫性係統
實驗4 信號的采樣和采樣定理
實驗5 通用DSP實現IIR濾波器
實驗6 通用DSP實現FIR濾波器
實驗7 FIR濾波器結構的實現
實驗8 FFT分析信號頻譜
實驗9 DSP開發基礎實驗
實驗10 任意信號發生器
實驗11 DSP數據采集
實驗12 FIR濾波器的DSP實現
實驗13 使用TI庫函數實現FIR濾波器
實驗14 使用TI庫函數實現IIR濾波器
實驗15 基於DSP的實時頻譜分析

第二篇 信號分析與處理軟件實驗篇
實驗16 熟悉Matlab環境與連續時間信號的時域分析
實驗17 連續時間信號的時域分析
實驗18 連續信號的變換域分析
實驗19 連續時間係統的時域分析
實驗20 連續時間係統的變換域分析
實驗21 傅裏葉變換域的應用
實驗22 離散時間信號的時域和變換域分析
實驗23 離散時間係統的時域與變換域分析
實驗24 係統的狀態變量分析法
實驗25 IIR數字濾波器的設計
實驗26 FIR數字濾波器的設計
實驗27 快速傅裏葉變換（FFT）及其應用
實驗28 濾波器結構及其量化效應

附錄
附錄A 實驗儀器使用說明
附錄B Matlab軟件簡介
附錄C DSP開發實驗預備知識

前言/序言

《實用數字信號處理技術與應用》 內容簡介 在信息爆炸的時代，信號無處不在，它們承載著我們生活、工作乃至科學探索的方方麵麵。從宏觀的宇宙探測信號，到微觀的生物電信號，再到日常的通信、音頻、視頻信號，如何有效地捕捉、分析、理解並利用這些信號，已成為現代科技發展的重要驅動力。本書《實用數字信號處理技術與應用》正是基於這一深刻的需求，旨在為讀者提供一套係統、全麵且極具實踐價值的數字信號處理知識體係。 本書並非一本純粹的理論教材，而是將理論與實踐緊密結閤，深入淺齣地剖析瞭數字信號處理的核心概念、關鍵算法以及在眾多工程領域中的實際應用。我們力求讓讀者在掌握理論基石的同時，能夠迅速將所學知識轉化為解決實際問題的能力。因此，本書的每一章節都精心設計，既有嚴謹的原理闡述，又有詳實的案例分析和編程示例，幫助讀者構建直觀的理解和動手操作能力。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，確保大傢對數字信號處理的基本概念有清晰的認識。 第一章：數字信號與係統概述 我們將從信號的本質入手，區分模擬信號與數字信號的差異，探討數字信號的采樣、量化和編碼過程，以及它們在信號處理流程中的關鍵作用。 隨後，我們將引入信號和係統的基本概念，包括信號的分類（如周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等）以及係統的基本性質（如綫性、時不變、因果性、穩定性）。 通過對這些基本概念的深入理解，讀者將為後續更復雜的理論學習做好準備。 第二章：離散時間傅裏葉變換（DTFT）與傅裏葉級數（DFS） 傅裏葉變換是分析信號頻率特性的強大工具。在本章，我們將重點介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT），它能夠將離散時間信號分解為其頻譜分量。 我們還將迴顧離散傅裏葉級數（DFS），用於分析周期性離散時間信號的頻譜。 通過對這些變換的深入講解，讀者將能夠理解信號在頻率域的錶示，為後續的濾波、分析等操作奠定基礎。 第三章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 在實際應用中，我們通常處理的是有限長信號，因此需要離散傅裏葉變換（DFT）。本章將詳細介紹DFT的定義、性質以及其在信號分析中的重要性。 DFT的計算量較大，為瞭提高效率，快速傅裏葉變換（FFT）應運而生。我們將深入探討FFT的原理，包括各種主要的FFT算法（如Cooley-Tukey算法），並通過示例演示如何快速高效地計算DFT。 FFT的掌握對於理解和實現許多高級信號處理算法至關重要。 第四章：Z變換與係統函數 Z變換是分析和處理離散時間綫性時不變（LTI）係統的重要工具，其作用類似於連續時間係統中的拉普拉斯變換。 本章將詳細介紹Z變換的定義、性質，並重點分析其在係統分析中的應用，包括如何利用Z變換求解差分方程、分析係統的頻率響應和穩定性。 係統函數作為Z變換在係統分析中的核心概念，也將得到詳盡的闡述。 第二部分：濾波器設計與實現 濾波器是信號處理中最基本也是最重要的工具之一，它們能夠根據信號的頻率特性，選擇性地保留或去除特定頻率成分。本部分將深入探討不同類型的濾波器設計與實現。 第五章：數字濾波器概述 我們將首先介紹數字濾波器的基本概念、分類（如IIR濾波器和FIR濾波器），以及它們在信號處理中的作用和意義。 對比分析IIR和FIR濾波器的優缺點，幫助讀者根據具體應用場景做齣閤適的選擇。 第六章：無限衝激響應（IIR）濾波器設計 IIR濾波器以其結構緊湊、計算量小等優點而廣泛應用。本章將詳細介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器。 我們將從模擬原型濾波器的設計齣發，通過頻域變換，得到數字IIR濾波器的係數。 同時，我們將提供使用常見軟件工具進行IIR濾波器設計的指導。 第七章：有限衝激響應（FIR）濾波器設計 FIR濾波器具有相位響應綫性、係統穩定等優點，特彆適用於對信號相位失真要求高的場閤。 本章將重點介紹幾種常用的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。 我們將深入分析不同窗函數的特性，以及它們如何影響濾波器的性能。 此外，我們將探討 Parks-McClellan 算法等更高級的FIR濾波器設計技術。 第三部分：現代信號處理技術與應用 隨著數字信號處理技術的不斷發展，新的理論和方法層齣不窮，並在各個領域展現齣強大的生命力。本部分將聚焦於這些現代技術及其在實際中的廣泛應用。 第八章：自適應濾波 自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波器係數，以實現最佳的濾波效果。 本章將介紹自適應濾波的基本原理，重點講解最小均方（LMS）算法及其變種，以及遞歸最小二乘（RLS）算法。 我們將通過實際案例，展示自適應濾波器在噪聲消除、迴聲消除、均衡等方麵的應用。 第九章：譜估計 譜估計是分析信號頻率成分分布的重要技術。本章將介紹多種譜估計方法，包括經典譜估計（如周期圖法、Welch法）和現代譜估計（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。 我們將深入分析各種方法的原理、優缺點以及適用場景。 譜估計在雷達、聲納、通信、地震勘探等領域有著至關重要的作用。 第十章：小波變換 小波變換作為一種時頻分析工具，相比傅裏葉變換，在處理非平穩信號方麵具有獨特的優勢。 本章將介紹小波變換的基本概念，包括連續小波變換和離散小波變換，以及常用的幾種小波基函數。 我們將探討小波變換在信號去噪、特徵提取、圖像壓縮等方麵的應用。 第十一章：多速率信號處理 多速率信號處理涉及對不同采樣率信號的處理，例如信號的升采樣和降采樣。 本章將介紹多速率信號處理的基本概念、理論和技術，包括抽取、插值、變換域濾波等。 多速率信號處理在通信係統、語音編碼、圖像處理等領域扮演著不可或缺的角色。 第四部分：實際應用案例與編程實踐 理論知識的掌握需要通過實踐來鞏固和深化。本部分將通過具體的應用案例和編程示例，引導讀者將所學知識付諸實踐。 第十二章：通信係統中的信號處理 我們將深入探討數字信號處理在現代通信係統中的應用，包括調製解調、信道均衡、誤碼率分析等。 通過對通信協議的解讀和仿真，讀者將能更直觀地理解信號處理在保障通信質量中的作用。 第十三章：音頻與圖像信號處理 本章將重點關注音頻和圖像信號的處理技術。我們將介紹音頻信號的采樣、量化、編碼（如MP3、AAC）、降噪、語音識彆等。 對於圖像信號，我們將探討其錶示、濾波（如邊緣檢測、平滑）、特徵提取、壓縮（如JPEG）等。 我們將提供使用Python（NumPy, SciPy, Matplotlib）和MATLAB等常用工具進行實現的示例代碼，方便讀者動手實踐。 第十四章：生物醫學信號處理 生物醫學信號處理是數字信號處理的一個重要分支，在醫學診斷和治療中發揮著越來越大的作用。 本章將介紹心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等常見生物醫學信號的特點，以及如何利用信號處理技術進行信號去噪、特徵提取和異常檢測。 附錄 我們將提供一些常用的數學公式、MATLAB/Python編程技巧以及相關資源的鏈接，以供讀者參考和進一步學習。 目標讀者 本書適閤於電子工程、通信工程、計算機科學、自動化、生物醫學工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事數字信號處理相關工作的工程師、研究人員和技術愛好者。 本書特色 理論與實踐並重： 每一章都力求在清晰闡述理論概念的同時，輔以大量的實例分析和代碼示例，幫助讀者構建完整的知識體係。 循序漸進： 內容從基礎概念逐步深入到高級技術，邏輯清晰，適閤不同背景的讀者。 應用廣泛： 涵蓋瞭通信、音頻、圖像、生物醫學等多個熱門應用領域，展現瞭數字信號處理的強大生命力。 強調編程實現： 提供瞭使用主流編程語言（如Python和MATLAB）的實現細節，鼓勵讀者動手實踐，將理論知識轉化為實際技能。 語言通俗易懂： 避免使用過於晦澀的數學語言，力求用清晰、簡潔的文字闡述復雜的概念。 我們相信，《實用數字信號處理技術與應用》將成為您探索數字信號處理世界的得力助手，助您在信息時代揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，絕對是我在信號處理領域學習路上的及時雨。之前接觸到信號分析，總覺得理論太過抽象，缺乏實操的樂趣。翻開這本《信號分析與處理實驗指導書》後，我驚喜地發現，原來那些復雜的數學公式和概念，竟然可以通過一個個生動、具象的實驗來理解。書中的實驗設計非常巧妙，循序漸進，從最基礎的信號生成、采樣、量化，到傅裏葉變換、Z變換等核心概念的驗證，每一步都講解得清晰透徹。我特彆喜歡它對實驗步驟的細緻描繪，以及實驗結果的預期分析，這大大減少瞭我自己在摸索過程中可能遇到的彎路。而且，它不僅是教你如何做實驗，更是在引導你思考實驗背後的原理。例如，在講到噪聲對信號的影響時，書中不僅提供瞭添加和去除噪聲的實驗，還深入探討瞭不同類型噪聲的特性以及濾波器的選擇依據，讓我對信噪比、濾波器性能等有瞭更深刻的認識。最讓我印象深刻的是，書中還結閤瞭一些實際應用場景，比如音頻信號的處理，讓學習過程不再枯燥，而是充滿探索的樂趣。通過這些實驗，我仿佛真正“觸摸”到瞭信號，理解瞭它們是如何被産生、被改變、被分析的，這種成就感是純理論學習無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對這種實驗指導書並沒有抱太高的期望，覺得可能就是簡單羅列一些代碼和步驟。但《信號分析與處理實驗指導書》卻給瞭我很大的驚喜。它的深度和廣度都超齣瞭我的想象。書中不僅僅停留在基礎的信號分析，而是將目光投嚮瞭更廣闊的應用領域。我尤其欣賞其中關於通信係統、圖像處理、以及生物醫學信號分析等章節的實驗設計。這些實驗不是憑空想象齣來的，而是緊密結閤瞭實際工程中的需求，讓我看到瞭信號處理技術在現實世界中的強大力量。比如，在介紹數字通信係統時，書中設計瞭一個簡單的調製解調實驗，通過親手實現，我纔真正理解瞭AM、FM、PSK等調製方式的工作原理以及它們在實際通信中的優缺點。此外，書中對實驗的理論背景介紹也相當到位，總能在實驗開始前，用簡潔明瞭的語言迴顧相關理論知識，為實驗的順利進行打下堅實的基礎。值得一提的是，書中提供的代碼示例非常規範，而且都附帶瞭詳細的注釋，這對於我這種初學者來說，簡直是福音。通過閱讀和運行這些代碼，我不僅學會瞭如何實現特定的信號處理算法，還掌握瞭一些高效的編程技巧。

評分☆☆☆☆☆

作為一個已經接觸過一些信號處理基礎知識的人，我發現這本書在內容組織上非常有條理，而且對於那些我之前隻知其然不知其所以然的概念，有瞭更深層次的理解。例如，傅裏葉變換部分，書中通過不同的信號（如衝激信號、方波、鋸齒波）的頻譜分析實驗，直觀地展示瞭不同信號的頻率成分，以及如何通過頻譜來判斷信號的特性。更妙的是，它還涉及瞭離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT），並詳細解釋瞭它們之間的關係以及FFT在計算效率上的優勢。我特彆喜歡的是，書中並沒有迴避一些容易齣錯的細節，比如采樣定理的驗證實驗，就生動地展示瞭欠采樣會導緻的混疊現象，以及如何通過提高采樣率來避免這種情況。這種“負麵教材”式的實驗設計，反而更能加深對概念的理解和記憶。此外，書中還涉及瞭一些高級主題，比如濾波器設計，從FIR到IIR，從低通到帶通，都提供瞭相關的實驗指導，讓我能夠通過實際操作來體會不同濾波器在抑製噪聲、提取目標信號方麵的效果。這本書，讓我從“知道”信號處理，變成瞭“理解”信號處理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實驗設計，可以說是“麻雀雖小，五髒俱全”。雖然篇幅不算特彆厚重，但它所涵蓋的知識點卻非常全麵，而且重點突齣。從基本的采樣率選擇，到各種濾波器的設計與應用，再到多抽樣率信號處理，每一個環節都設計得恰到好處。我尤其喜歡它在講述濾波器設計時，不僅僅是給齣理論公式，而是提供瞭多種設計方法（如窗函數法、頻率采樣法）的實驗對比，讓我能直觀地感受到不同設計方法的優劣，以及它們在實際應用中的適用場景。讓我印象深刻的是，書中還涉及瞭一些關於信號處理性能評估的實驗，比如計算均方誤差、信噪比等，讓我能夠定量地衡量信號處理算法的效果。這對於我進行算法優化和係統設計非常有指導意義。總的來說，這本書給我帶來的不僅僅是操作上的指導，更是一種思維方式的啓發。它讓我學會瞭如何用實驗去驗證理論，用實踐去深化理解，用數據去評價效果。對於任何想要深入理解信號分析與處理的讀者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

我一直對信號的“時間域”和“頻率域”之間的轉換關係感到好奇，這本書的實驗指導完美地解答瞭我的疑問。它通過一係列精心設計的實驗，將抽象的數學概念轉化為可視化的結果，讓我能夠直觀地觀察到信號在不同域中的形態。例如，在演示窗函數對頻譜的影響時，書中就通過對比使用不同窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗）對同一信號進行頻譜分析，清晰地展示瞭窗函數在頻譜泄漏抑製和頻率分辨率之間的權衡。這種細緻入微的對比實驗，是我在其他地方很難找到的。而且，書中關於相關分析的實驗也讓我受益匪淺。通過計算自相關函數和互相關函數，我學會瞭如何分析信號的周期性、如何判斷兩個信號之間的相似度，甚至是如何進行信號的定位和識彆。這些實驗不僅拓寬瞭我對信號分析的認知，也讓我開始思考如何在實際工程中應用這些工具來解決問題。書中提供的實驗平颱和工具建議也非常實用，對於我這種需要快速上手實踐的人來說，非常有幫助。