數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐嚮宏，孫閩紅 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• MATLAB
• 仿真
• 通信
• 圖像處理
• 算法
• 工程
• 第二版

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040358834

版次：2

商品編碼：11080849

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-08-01

用紙：膠版紙

頁數：321

字數：500000

正文語種：中文

內容簡介

《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》係統討論數字信號處理的基本理論、基本算法和基本實現方法，注重基本概念、基本方法的講解，壓縮瞭繁瑣的理論推導，所列舉的大量典型示例注重理論聯係實際，例題、習題緊扣基本概念、基本原理、基本方法的應用，內容通俗易懂、易教易學。
全書共9章，主要涉及離散時間係統的基本特徵、連續時間信號的抽樣、離散時間係統的變換域分析方法、離散時間係統結構、快速傅裏葉變換（FFT）、IIR和FIR數字濾波器的理論和設計方法，以及多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析等內容。結閤各章節的內容，介紹瞭相應的MATLAB信號處理工具箱函數，給齣有關的仿真程序。
《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》可作為大專院校電氣信息類專業的教材，也可作為在通信工程、電子信息工程、自動控製工程、圖像處理、語音處理等領域從事信號處理的科技工作者的參考書。

內頁插圖

目錄

緒論
第1章 離散時間信號與係統
1.1 離散時間信號與序列運算
1.1.1 離散時間信號及錶示方式
1.1.2 序列的運算
1.1.3 序列的能量、周期性以及幾種常用序列
1.2 離散時間係統
1.2.1 綫性時不變係統
1.2.2 單位衝激響應與係統響應
1.2.3 因果與穩定係統
1.3 連續時間信號的抽樣
1.3.1 連續時間信號抽樣的基本原理
1.3.2 抽樣定理與連續信號的恢復
1.4 本章相關的MATLAB命令及應用
1.4.1 離散時間信號的MATLAB錶示
1.4.2 離散時間信號運算的實現
1.4.3 差分方程的MATLAB求解
1.4.4 連續信號的離散與重構
小結
習題

第2章 離散時間係統的變換域分析-z變換
2.1 z變換與z逆變換
2.1.1 z變換的定義與收斂域
2.1.2 z逆變換
2.1.3 z變換的基本性質
2.2 離散時間係統的係統函數與係統特性的描述
2.3 係統的頻率響應與係統濾波特性
2.4 z變換和拉氏變換的關係
2.5 本章相關的MATLAB命令及應用
2.5.1 z變換與z逆變換的MATLAB實現
2.5.2 有理多項式的部分分式展開與多項式的乘除
2.5.3 MATLAB對係統的描述及各係統模型的轉換
2.5.4 離散LTI係統的時域響應與頻率響應
小結
習題

第3章 離散時間係統的頻域分析傅裏葉變換
3.1 非周期序列的傅裏葉變換及性質
3.1.1 非周期序列傅裏葉變換
3.1.2 非周期序列傅裏葉變換的性質
3.2 周期序列的離散傅裏葉級數（DFS）及性質
3.3 有限長序列的離散傅裏葉變換（DFT）
3.3.1 離散傅裏葉變換（DFT）及性質
3.3.2 圓周捲積與有限長序列的綫性捲積的關係
3.4 頻域抽樣理論
3.5 利用DFT對連續時間信號處理時應注意的問題
3.5.1 混疊失真與參數選擇
3.5.2 頻譜泄漏
3.5.3 柵欄效應
3.6 本章相關的MATLAB命令及應用
3.6.1 求係統幅度響應函數與相位響應函數
3.6.2 傅裏葉變換的MATLAB實現
小結
習題

第4章 數字濾波器的基本結構
4.1 數字濾波器類型及結構錶示方法
4.2 無限長單位衝激響應（ IIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.3 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.4 數字濾波器的格型結構
4.4.1 全零點FIR係統的格型結構
4.4.2 全極點IIR係統的格型結構
4.4.3 零極點IIR係統的格型結構
4.5 本章相關的MATLAB命令及應用
4.5.1 係統互聯函數命令
4.5.2 係統不同結構的實現
4.5.3 係統格型結構的實現函數
小結
習題

第5章 快速傅裏葉變換
5.1 快速計算DFT的改進途徑
5.2 按時間抽選（DIT）的基-2 FFT算法
5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理
5.2.2 DIT-FFT算法的特點
5.2.3 按時間抽選的FFT算法的其他形式流圖
5.3 按頻率抽選（DIF）的基-2 FFT算法
5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理
……
第6章 無限長單位衝激響應（IIR）數字濾波器的設計方法
第7章 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的設計方法
第8章 多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析
第9章 離散信號處理係統設計分析及有限字長效應

附錄A 常用模擬低通濾波器設計方法
附錄B MATLAB使用簡介
參考文獻

數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版） 簡介 本書全麵而深入地探討瞭數字信號處理（DSP）的核心理論、關鍵實現技術以及實用的仿真方法。作為經典著作的第二版，它不僅鞏固瞭數字信號處理領域的堅實基礎，更緊隨技術發展的步伐，引入瞭許多前沿概念和最新進展，旨在為讀者提供一個係統、完整且貼閤實際應用的學習框架。無論您是初學者希望構建紮實的理論根基，還是經驗豐富的工程師尋求深化理解和掌握先進技術，亦或是研究人員探索新的算法與應用，本書都將是您不可或缺的寶貴資源。 第一部分：基礎理論與核心概念 本部分將從最基礎的信號與係統概念入手，逐步構建起數字信號處理的理論框架。 連續時間信號與係統： 我們首先迴顧和梳理連續時間信號的錶示方法（如傅裏葉級數、傅裏葉變換）及其在 LTI（綫性時不變）係統中的響應。理解連續時間信號和係統的性質是通往數字世界的重要橋梁。 采樣定理與離散時間信號： 核心內容將圍繞采樣定理展開，深入剖析如何將連續時間信號轉化為離散時間信號，以及采樣頻率、奈奎斯特率等關鍵概念。我們將詳細探討采樣過程中可能齣現的混疊現象及其避免方法，為後續的數字處理奠定基礎。 離散時間信號與係統的基本性質： 介紹離散時間信號的錶示（如序列）、基本運算（如捲積、差分）以及 LTI 離散時間係統的錶示（如差分方程、脈衝響應）。我們將深入分析係統的穩定性、因果性等重要特性。 傅裏葉分析工具： 本節將係統性地介紹數字信號處理中至關重要的傅裏葉分析工具，包括離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其性質。我們將詳盡闡述它們在信號頻譜分析、係統頻率響應理解等方麵的作用，並為後續快速傅裏葉變換（FFT）算法的引入鋪平道路。 Z變換： Z變換是分析離散時間係統和信號的強大數學工具。我們將詳細介紹Z變換的定義、收斂域、重要性質以及其在係統穩定性分析、零極點配置等方麵的應用。通過Z變換，我們可以更直觀地理解係統的動態行為。 第二部分：數字濾波器設計與分析 數字濾波器是數字信號處理應用的核心組成部分，本部分將聚焦於濾波器的原理、設計方法和性能分析。 濾波器基本概念與分類： 介紹濾波器的基本功能，如低通、高通、帶通、帶阻等，以及它們的理想特性。我們將區分無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器兩大類，並分析它們各自的優缺點。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： 深入探討IIR濾波器的設計方法。我們將介紹模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的轉換方法，包括脈衝不變法、雙綫性變換法等，並詳細分析不同設計方法的特點和適用場景。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： 重點介紹FIR濾波器的設計。我們將詳細闡述窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、巴lett窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法等常用設計技術，分析不同窗函數對濾波器性能的影響。此外，還將介紹更高級的Parks-McClellan算法，以獲得最優的equiripple濾波器。 濾波器性能評價： 討論如何評價數字濾波器的性能，包括通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位失真等關鍵指標。我們將講解如何根據應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 第三部分：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT是連接時域和頻域的關鍵工具，而FFT則是高效計算DFT的算法。 DFT的性質與應用： 再次強調DFT在頻域分析中的重要性，並復習其關鍵性質，如周期性、對稱性、綫性捲積與循環捲積的關係等。我們將展示DFT在信號頻譜分析、係統辨識等方麵的實際應用。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 深入講解FFT算法的原理，特彆是其核心思想——分治法。我們將詳細介紹Cooley-Tukey算法（按時間抽取和按頻率抽取兩種基本形式），並闡述其如何通過將N點DFT分解為多個較小點的DFT來顯著降低計算復雜度。 FFT的應用： 探討FFT在各種應用中的廣泛使用，例如快速捲積、功率譜估計、相關分析等。理解FFT的計算效率對於實現實時數字信號處理至關重要。 第四部分：數字信號處理的實現技術與算法 本部分將轉嚮數字信號處理在硬件和軟件層麵上的實現，以及一些重要的算法。 有限字長效應： 探討在實際數字係統中，由於有限的錶示精度而産生的誤差，包括量化誤差、溢齣誤差等。分析這些誤差對係統性能的影響，並介紹降低有限字長效應的策略，如改變結構、噪聲整形等。 多速率信號處理： 介紹多速率信號處理的概念，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。詳細闡述如何通過改變信號的采樣率來提高處理效率或滿足特定應用需求，例如在數字通信和音頻處理中。 自適應信號處理： 引入自適應信號處理的概念，即能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其自身參數的係統。重點介紹最小均方（LMS）算法和歸一化最小均方（NLMS）算法等常用的自適應濾波器算法，以及它們在噪聲消除、信號均衡等方麵的應用。 相關與捲積算法： 深入分析信號的相關性（Correlation）和捲積（Convolution）的計算方法，並重點介紹如何利用FFT來高效實現綫性捲積和相關計算，這在模式識彆、係統辨識等領域非常重要。 第五部分：數字信號處理的應用與仿真 本部分將結閤實際應用場景，展示如何運用前麵學到的原理和技術，並通過仿真工具進行驗證。 信號分析與處理應用： 介紹數字信號處理在各種領域的實際應用，包括但不限於： 通信係統： 如調製解調、信道編碼、均衡等。 音頻信號處理： 如音頻壓縮（MP3, AAC）、迴聲消除、語音識彆等。 圖像與視頻處理： 如圖像壓縮、濾波、特徵提取等。 生物醫學信號處理： 如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）的分析等。 雷達與聲納信號處理： 如目標檢測、距離估計、速度測量等。 仿真環境介紹與使用： 重點介紹常用的數字信號處理仿真工具，如MATLAB/Simulink、Python (SciPy, NumPy, Matplotlib)等。演示如何利用這些工具來實現和驗證各種DSP算法，包括濾波器設計、FFT分析、係統建模等。 案例分析與實踐： 提供一些具體的、貫穿全書的案例分析，例如設計一個低通濾波器來去除語音信號中的高頻噪聲，或者利用FFT分析一段音頻信號的頻譜特徵。通過這些案例，讀者可以鞏固所學知識，並將理論與實踐相結閤。 總結 《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》旨在為讀者構建一個全麵、係統且實用的數字信號處理知識體係。本書從基礎理論齣發，循序漸進地講解瞭數字濾波器的設計與分析、DFT與FFT算法、以及各種實現技術和應用。通過豐富的理論推導、清晰的算法描述以及詳實的仿真示例，本書將幫助讀者深入理解數字信號處理的精髓，並能夠將其應用於實際工程問題中，培養解決復雜問題的能力。無論是初學者入門，還是專業人士進階，本書都將是您在數字信號處理領域探索與實踐的理想夥伴。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在讀研究生，正在進行與通信信號處理相關的課題研究。在日常的文獻閱讀和實驗中，我經常會遇到一些對數字信號處理的深入理解的需求，尤其是在信號的調製解調、信道估計、均衡等關鍵環節。雖然我接觸過不少相關的教材，但總覺得在某些細節的處理上不夠清晰，或者對於一些新興的技術介紹不夠及時。這本書的“第2版”讓我覺得它可能包含瞭最新的研究進展和更完善的論述。我非常希望它能對一些經典的調製解調技術，如ASK、FSK、PSK、QAM等，進行深入的原理分析，並詳細闡述其在數字信號處理中的實現細節。同時，我特彆關注書中是否會涉及更前沿的通信信號處理技術，比如OFDM、MIMO等，以及這些技術是如何利用數字信號處理的原理來剋服通信中的挑戰的。我期待書中能提供一些關於實際通信係統仿真的案例，能夠讓我模擬不同信道條件下的信號傳輸，並評估各種信號處理算法的性能。此外，對於一些復雜的信號處理問題，比如多用戶檢測、乾擾抑製等，如果書中能有相關的模型和算法介紹，並給齣相應的仿真指導，那將對我非常有幫助。我希望這本書能夠成為我研究過程中的重要參考資料。

評分☆☆☆☆☆

在數字信號處理領域，我一直是一個“理論派”，對各種數學推導和定理的理解相當深入，但往往在實際動手實踐方麵稍顯薄弱。我經常能清晰地理解一個算法的數學原理，但將其轉化為可執行的代碼，或者在真實的信號環境下進行驗證時，就會遇到不少睏難。這本書的標題“原理、實現與仿真”正好契閤瞭我的需求。我希望它能在我紮實的理論基礎上，提供更具指導性的“實現”和“仿真”方法。我特彆期待書中關於各種信號處理算法的MATLAB或Python代碼示例，並且希望這些代碼是完整、可運行的，並且有詳細的注釋，解釋每一行代碼的作用以及與理論的對應關係。此外，關於“仿真”的部分，我希望它能引導讀者不僅僅是運行代碼，更能通過改變參數、設置不同的仿真場景，來深入理解算法的特性和局限性。例如，在介紹FFT時，希望有關於信號長度、窗函數選擇對頻譜分析結果影響的仿真實驗。我也很關注書中是否會涉及一些高級的信號處理技術，例如小波變換、盲源分離等，並希望能看到它們在仿真中的應用演示。這本書的齣現，有望幫助我彌閤理論與實踐之間的鴻溝。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本書剛到手，還沒來得及深入研讀，但光是翻閱目錄和前言，就覺得它來頭不小。我之前接觸過一些數字信號處理的書，有的過於理論化，讀起來像是天書，有些又太過工程化，忽略瞭背後的數學原理，學起來總覺得隔靴搔癢。這本書的標題“原理、實現與仿真”倒是讓我眼前一亮，似乎找到瞭一個能平衡這兩者之間關係的不錯選擇。特彆是“實現與仿真”這幾個字，意味著它不僅僅是紙上談兵，還會教你如何在實際中運用，甚至是通過代碼來驗證和探索。我最期待的是它在濾波器的設計和實現部分，是否能有清晰的講解，比如FIR和IIR濾波器的設計方法，以及如何在MATLAB或者Python中進行仿真。畢竟，信號處理的很多應用都離不開濾波，而能否靈活設計和實現濾波器，是衡量一個人是否真正掌握瞭這門技術的重要標準。我還注意到書中提到瞭“自適應信號處理”這個章節，這部分內容相對來說比較深入，一般的入門書籍很少會涉及，如果這本書能對它進行比較係統的介紹，那簡直就是太棒瞭，因為自適應濾波在通信、雷達、噪聲消除等領域有著廣泛的應用。初步的印象是，這本書可能比我之前看的其他資料更全麵，也更貼近實際應用，希望能在我現有的知識基礎上，幫我打開新的視野。

評分☆☆☆☆☆

我是一名有著幾年工作經驗的嵌入式工程師，平時工作中經常會接觸到一些需要進行信號采集和處理的任務，比如傳感器數據的預處理、噪聲的濾除、特徵的提取等等。之前我都是通過查閱一些零散的技術文檔和在綫論壇來解決具體問題，但總感覺知識體係不夠係統，有時候會遇到一些瓶頸，需要花費大量時間去摸索。這本書的齣現，對我來說簡直是雪中送炭。我最看重的是書中“實現與仿真”這部分內容，因為作為工程師，我們更關注如何將理論轉化為實際的産品。我希望這本書能在常見的信號處理算法，如捲積、相關、傅裏葉變換等方麵，提供清晰的算法流程和僞代碼，最好還能給齣在不同開發環境下的實現建議，比如C語言在嵌入式係統中的應用。另外，書中對濾波器設計的詳細介紹，如果能包含各種濾波器的優缺點分析，以及在實際應用中如何根據需求進行選擇，那就太有價值瞭。我還希望書中能涉及一些關於實時信號處理的技巧和注意事項，比如如何優化算法以滿足實時性要求，以及如何處理長序列信號等。畢竟，在資源受限的嵌入式設備上進行信號處理，對算法的效率和魯棒性都有很高的要求。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是一個對信號處理理論基礎相對薄弱的初學者，在學習過程中，經常被那些抽象的數學公式搞得頭暈目眩，很多時候隻是死記硬背，根本不理解其內在的邏輯和物理意義。拿到這本《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》後，我抱著試一試的心態翻看瞭幾頁，驚喜地發現作者的講解方式非常直觀。他們似乎很擅長用類比和圖形來解釋復雜的概念，比如在講解采樣定理的時候，我發現他們用瞭一個非常生動的例子，讓我瞬間就明白瞭奈奎斯特頻率到底是怎麼迴事，以及為什麼采樣率不夠會導緻混疊。這種“化繁為簡”的能力，對於像我這樣的新手來說，簡直是福音。而且，書中大量的圖示和錶格，讓原本枯燥的理論變得生動起來，不再是冷冰冰的數學符號堆砌。我也注意到，書中在介紹一些算法的時候，會穿插一些實際應用的案例，比如在講解FFT的時候，就提到瞭它在音頻信號分析中的作用。這讓我覺得，我學的這些知識不僅僅是考試的工具，更是未來解決實際問題的好幫手。目前，我還在努力消化前麵幾個章節，但初步的感受是，這本書真的能讓我從“知其然”嚮“知其所以然”邁進。