數字信號處理（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃冰蓮，方敏 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• 數學
• 傅裏葉變換
• 濾波
• 係統分析

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121232916

版次：1

商品編碼：11505556

包裝：平裝

叢書名： 電子信息科學與工程類專業規劃教材

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：284

正文語種：中文

內容簡介

本書係統地闡述數字信號處理的基本概念、基本理論、基本分析方法和實現方法。全書共8章，主要包括：緒論，離散時間信號和離散時間係統，離散時間信號與係統的變換域分析；包括離散傅裏葉變換及快速算法，IIR數字濾波器設計，FIR數字濾波器設計。數字信號處理係統的實現，多速率信號處理基礎MATLAB仿真實驗。各章中均安排有豐富的思考題和習題。本書提供配套電子課件、習題解答和程序代碼等。

作者簡介

硃冰蓮，1982畢業於重慶大學無綫電係無綫電技術專業，並留校任教至今。1994年考入重慶大學自動控製原理及應用專業攻讀博士學位，1997年畢業並獲博士學位。現任重慶大學教授，碩士生導師。

目錄

目 錄

緒論 1
0．1 信號、係統與信號處理 1
0．2 數字信號處理係統的基本組成與數字信號處理學科內容 3
0．3 數字信號處理的特點 4
0．4 數字信號處理的發展及應用 5
第1章 離散時間信號和離散時間係統 7
1．1 連續時間信號的采樣 7
1．1．1 理想采樣 7
1．1．2 矩形脈衝采樣 11
1．2 離散時間信號――序列 12
1．2．1 序列的錶示方法 13
1．2．2 序列的基本運算 13
1．2．3 常用典型序列 17
1．2．4 用單位脈衝序列錶示任意序列 21
1．3 離散時間係統 21
1．3．1 綫性係統 21
1．3．2 非移變係統 23
1．3．3 綫性非移變係統的單位脈衝響應與綫性捲積和 23
1．3．4 綫性非移變係統的性質 23
1．3．5 因果係統 24
1．3．6 穩定係統 26
1．4 離散綫性非移變係統與差分方程 28
1．4．1 用差分方程描述離散綫性非移變係統 28
1．4．2 遞推法解差分方程 29
思考題 31
習題 31
第2章 離散時間信號與係統的變換域分析 34
2．1 Z變換 34
2．1．1 Z變換的定義和收斂域 34
2．1．2 逆Z變換 38
2．1．3 Z變換的性質 43
2．2 用單邊Z變換解差分方程 50
2．3 離散時間傅裏葉變換 52
2．3．1 離散時間傅裏葉變換的定義 52
2．3．2 離散時間傅裏葉變換的性質 54
2．3．3 Z變換與拉普拉斯變換、離散時間傅裏葉變換的關係 56
2．4 離散時間係統的係統函數和頻率響應 58
2．4．1 係統函數與差分方程的關係 59
2．4．2 因果穩定係統的係統函數 59
2．4．3 係統頻率響應的意義及幾何確定 61
2．4．4 數字全通係統與最小相移係統 64
思考題 69
習題 69
第3章 離散傅裏葉變換及快速算法 74
3．1 傅裏葉變換的幾種可能形式 74
3．2 離散傅裏葉級數 77
3．2．1 離散傅裏葉級數的導入 77
3．2．2 離散傅裏葉級數的性質 80
3．3 離散傅裏葉變換 82
3．3．1 離散傅裏葉變換的導入 83
3．3．2 DFT的性質 85
3．3．3 DFT性質的應用 90
3．4 頻率采樣理論 94
3．4．1 頻率采樣 94
3．4．2 內插 95
3．4．3 DFT與DTFT和Z變換的關係 97
3．5 利用DFT計算模擬信號的傅裏葉變換 99
3．5．1 利用DFT計算模擬信號的傅裏葉變換 99
3．5．2 利用DFT計算模擬信號的傅裏葉變換可能造成的誤差 101
3．5．3 用DFT進行譜分析的有關參數選擇原則 104
3．6 傅裏葉變換的快速算法――快速傅裏葉變換FFT 104
3．6．1 DFT運算的特點及減少計算量的途徑 105
3．6．2 按時間抽取的基-2 FFT算法 106
3．6．3 按頻率抽取的基-2 FFT算法 112
3．6．4 快速傅裏葉逆變換IFFT 114
3．6．5 N為復閤數的FFT算法 114
3．7 綫性捲積的FFT算法 117
3．7．1 有限長序列綫性捲積的FFT算法 117
3．7．2 分段捲積 118
3．8 綫性調頻Z變換 122
思考題 126
習題 126
第4章 IIR數字濾波器設計 130
4．1 數字濾波器設計的基本概念 130
4．1．1 數字濾波器的技術指標 130
4．1．2 數字濾波器設計的基本步驟 132
4．2 模擬濾波器的設計 132
4．2．1 由幅度平方函數確定係統函數 133
4．2．2 巴特沃斯模擬低通濾波器的設計 134
4．2．3 切比雪夫模擬低通濾波器的設計 137
4．2．4 橢圓濾波器 144
4．3 模擬濾波器映射成數字濾波器的方法 144
4．3．1 衝激響應不變法 144
4．3．2 雙綫性變換法 147
4．4 IIR數字濾波器的頻率變換方法 151
4．5 設計舉例 155
思考題 158
習題 159
第5章 FIR數字濾波器設計 161
5．1 綫性相位FIR數字濾波器的條件和特點 161
5．1．1 綫性相位條件 161
5．1．2 綫性相位FIR濾波器的幅度特點 163
5．1．3 綫性相位FIR濾波器的零點分布特點 166
5．2 窗函數法設計FIR濾波器 167
5．2．1 設計原理 167
5．2．2 矩形窗截斷的影響 168
5．2．3 常用窗函數 170
5．2．4 窗函數法設計FIR數字濾波器的基本步驟 173
5．2．5 設計舉例 174
5．3 頻率采樣法設計FIR濾波器 177
5．3．1 設計原理 177
5．3．2 綫性相位約束條件 177
5．3．3 過渡帶采樣的優化設計 180
5．3．4 頻率采樣法設計綫性相位FIR數字濾波器的步驟 181
*5．3．5 頻率采樣的兩種方法 183
5．4 FIR數字濾波器的優化設計 185
5．5 IIR和FIR數字濾波器的比較 189
思考題 190
習題 190
第6章 數字信號處理係統的實現 192
6．1 數字濾波器的結構 192
6．1．1 IIR濾波器的基本結構 193
6．1．2 FIR濾波器的基本結構 195
6．1．3 數字濾波器的格型結構 199
6．1．4 數字濾波器的轉置結構 203
6．2 數字信號處理係統中的有限字長效應分析 203
6．2．1 二進製數的錶示和量化 204
6．2．2 A/D變換的量化效應 207
6．2．3 係數量化對數字濾波器的影響 211
6．2．4 數字濾波器定點製運算中的有限字長效應 217
6．3 實時數字信號處理的實現方法 223
思考題 224
習題 224
第7章 多速率信號處理基礎 227
7．1 整數因子抽取 227
7．2 整數因子插值 230
7．3 采樣率的分數倍轉換 231
7．4 多速率係統的多相濾波結構 232
7．4．1 抽取器與插值器的恒等變換 232
7．4．2 抽取和插值的多相濾波器結構 233
思考題 234
習題 235
第8章 MATLAB仿真實驗 237
8．1 實驗1 時域中的離散時間信號與係統 237
8．1．1 實驗目的 237
8．1．2 實驗原理 237
8．1．3 MATLAB相關基礎 237
8．1．4 實驗內容和步驟 244
8．1．5 實驗報告要求 244
8．2 實驗2 離散時間係統的響應 245
8．2．1 實驗目的 245
8．2．2 實驗原理 245
8．2．3 MATLAB相關基礎 246
8．2．4 實驗內容和步驟 249
8．2．5 實驗報告要求 249
8．3 實驗3 變換域中的離散時間信號 249
8．3．1 實驗目的 249
8．3．2 實驗原理 249
8．3．3 MATLAB相關基礎 251
8．3．5 實驗報告要求 254
8．4 實驗4 變換域中的綫性移不變離散時間係統 254
8．4．1 實驗目的 254
8．4．2 實驗原理 254
8．4．3 MATLAB相關基礎 255
8．4．4 實驗內容和步驟 255
8．4．5 實驗報告要求 256
8．5 實驗5 連續時間信號的數字處理 256
8．5．1 實驗目的 256
8．5．2 實驗原理 257
8．5．3 MATLAB相關基礎 257
8．5．4 實驗內容和步驟 257
8．5．5 實驗報告要求 258
8．6 實驗6 數字濾波器設計 258
8．6．1 實驗目的 258
8．6．2 實驗原理 258
8．6．3 MATLAB相關基礎 259
8．6．4 實驗內容和步驟 263
8．6．5 實驗報告要求 264
8．7 實驗7 交互式圖形用戶界麵的使用 264
8．7．1 實驗目的 264
8．7．2 實驗原理 264
8．7．3 MATLAB相關基礎 264
8．7．4 實驗內容 269
8．7．5 實驗報告要求 269
8．8 實驗8 有限字長效應的MATLAB分析 270
8．8．1 實驗目的 270
8．8．2 實驗原理 270
8．8．3 MATLAB相關基礎 270
8．8．4 實驗內容與步驟 271
8．8．5 實驗報告要求 272
8．9 實驗9 雙音多頻信號的産生與檢測 272
8．9．1 實驗目的 272
8．9．2 實驗原理 273
8．9．3 MATLAB相關基礎 275
8．9．4 實驗內容和步驟 275
8．9．5 實驗報告要求 275
參考文獻 276

前言/序言

《數字信號處理》（第2版）圖書簡介 概覽 《數字信號處理》（第2版）是一本深入淺齣、內容詳實的專業教材，旨在為讀者提供數字信號處理領域全麵而係統的理論知識和實踐技能。本書以清晰的邏輯脈絡、嚴謹的數學推導以及豐富的實例分析，係統闡述瞭數字信號處理的核心概念、基本原理、關鍵技術以及前沿應用。無論您是通信工程、電子工程、計算機科學、自動控製、生物醫學工程等相關專業的在校學生，還是希望深入瞭解數字信號處理技術的科研人員、工程師，本書都將是您不可或缺的參考。 本書特色 本書在繼承第一版優良傳統的基礎上，進行瞭大量的更新和修訂，力求更貼閤當前數字信號處理領域的發展趨勢和教學需求： 理論體係完備，由淺入深： 從最基礎的離散信號和係統概念入手，逐步深入到傅裏葉變換、Z變換、離散捲積、濾波器設計等核心內容。每個章節都建立在前麵知識的基礎上，確保讀者能夠循序漸進地掌握復雜概念。 數學嚴謹，推導清晰： 在介紹核心概念和算法時，本書注重數學的嚴謹性，提供詳細的推導過程，幫助讀者理解公式的來源和物理意義。同時，避免過度繁瑣的數學推導，將重點放在核心理論和實際應用上。 豐富實例，緊扣應用： 本書穿插瞭大量的實際工程案例和應用場景，例如音頻處理、圖像處理、通信係統、雷達信號處理、生物醫學信號分析等。通過這些實例，讀者能夠直觀地理解抽象的理論知識在現實世界中的應用價值，激發學習興趣。 算法分析詳盡，性能評估全麵： 對於各種重要的數字信號處理算法，本書不僅進行瞭理論上的介紹，還深入分析瞭其計算復雜度、時間效率、空間復雜度以及在不同條件下的性能錶現，幫助讀者選擇最適閤特定場景的算法。 濾波器設計方法多樣，實踐性強： 詳細介紹瞭無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器的設計原理和常用方法，包括巴特沃斯、切比雪夫、橢圓、窗函數法、頻率采樣法等，並提供瞭具體的實現指導，便於讀者動手實踐。 快速算法與高性能處理： 深入探討瞭離散傅裏葉變換（DFT）的快速算法——快速傅裏葉變換（FFT），以及各種FFT算法的原理和實現技巧，這對於提高實際信號處理的效率至關重要。 多速率信號處理與譜估計： 涵蓋瞭多速率信號處理（抽取、插值）的重要理論和應用，以及現代譜估計方法，如周期圖法、Welch法、AR模型法等，這些是許多高級信號處理係統的基礎。 教材與參考價值並重： 本書既是高等院校相關專業的理想教材，也適閤作為相關領域從業人員的案頭必備參考書，能夠幫助讀者快速解決實際工程問題。 適度更新，反映前沿： 在第二版中，對部分章節內容進行瞭更新，例如增加瞭關於自適應濾波器的初步介紹，以及對一些新興應用領域的提及，使內容更具時代感。 內容梗概 本書共分為 [此處可根據實際書籍章節數填寫，例如：十六章]，內容涵蓋瞭數字信號處理的各個關鍵方麵，主要包括： 第一部分：數字信號與係統基礎 離散時間信號與係統： 介紹周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等基本信號類型，以及綫性時不變（LTI）係統、因果性、穩定性等係統性質。重點講解瞭單位衝激響應在描述LTI係統中的核心作用。 離散捲積： 深入闡述瞭離散捲積的計算方法及其在LTI係統分析中的應用，包括綫性捲積和圓周捲積。 傅裏葉變換： 詳細介紹瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）的定義、性質及其在信號頻譜分析中的重要性。對連續時間傅裏葉變換（CTFT）與DTFT之間的聯係進行瞭梳理。 Z變換： 引入Z變換的概念，講解其定義、性質、收斂域（ROC）以及零極點分析。Z變換作為一種強大的分析工具，在係統穩定性判斷、係統函數建立等方麵發揮著關鍵作用。 第二部分：數字信號處理的核心算法與技術 離散傅裏葉變換（DFT）： 介紹DFT的定義、性質，以及它與DTFT的關係。特彆地，本書對DFT的計算復雜度和實現挑戰進行瞭分析。 快速傅裏葉變換（FFT）： 深入講解瞭FFT算法的原理，包括按時間抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按頻率抽取的FFT。詳細分析瞭FFT如何顯著降低DFT的計算量，並提供瞭不同FFT算法的比較。 數字濾波器基礎： 介紹數字濾波器的基本概念，包括理想濾波器和實際濾波器。區分瞭無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 FIR濾波器設計： 重點講解瞭FIR濾波器的設計方法，如窗函數法（矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）以及頻率采樣法。分析瞭不同窗函數對濾波器性能的影響。 IIR濾波器設計： 詳細介紹瞭IIR濾波器的設計方法，包括模擬濾波器設計（巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的轉換方法（脈衝不變法、雙綫性變換法），以及直接數字IIR濾波器設計。 濾波器性能分析與實現： 討論瞭濾波器的通帶、阻帶、過渡帶、衰減度等性能指標，以及如何根據係統需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 多速率信號處理： 介紹瞭信號的抽取（降采樣）和插值（升采樣）過程，以及它們在信號壓縮、子帶編碼等領域的應用。重點分析瞭多速率係統中的濾波技術。 譜估計： 介紹瞭不同類型的譜估計方法，包括參數模型譜估計（AR模型、MA模型、ARMA模型）和非參數模型譜估計（周期圖法、Welch法）。 第三部分：數字信號處理的應用與擴展 自適應濾波器（初步）： 簡要介紹瞭自適應濾波器的基本原理和常見的自適應算法（如LMS算法），以及其在噪聲消除、迴聲消除等方麵的應用。 數字信號處理器（DSP）： 簡要介紹瞭DSP芯片的體係結構和特點，以及其在數字信號處理中的關鍵作用。 典型應用領域： 結閤前麵所學知識，深入探討瞭數字信號處理在通信係統（調製解調、信道編碼）、音頻處理（壓縮、降噪）、圖像處理（濾波、增強）、雷達信號處理、生物醫學信號處理等領域的實際應用。 讀者對象 在校本科生和研究生： 各類高校電子信息、通信工程、計算機科學、自動化、生物醫學工程等專業的核心教材。 科研人員： 緻力於信號處理、通信、控製、模式識彆、人工智能等領域的研究者。 工程技術人員： 從事通信設備、音頻視頻産品、嵌入式係統、儀器儀錶、醫療器械等研發和設計的工程師。 結語 《數字信號處理》（第2版）將幫助讀者構建堅實的理論基礎，掌握實用的分析和設計方法，並深刻理解數字信號處理技術在現代科技和社會發展中的重要作用。本書不僅是一本學習數字信號處理的“工具書”，更是激發讀者深入探索該領域潛力的“啓迪書”。通過學習本書，您將能夠熟練運用數字信號處理的強大力量，解決各種復雜的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

三 這本書的封麵設計很簡潔，但內容卻非常厚重。我一直對信號的分析和處理很感興趣，尤其是在一些通信和控製係統中，DSP扮演著至關重要的角色。這本書的內容，從我粗略翻閱的印象來看，非常係統地介紹瞭DSP的理論基礎和核心技術。它不僅僅停留在數學公式層麵，而是更注重概念的理解和實際的運用。我看到瞭關於離散時間信號和係統的基本性質，例如捲積、穩定性、因果性等，這些都是理解更復雜內容的基礎。我還注意到，書中對各種變換，如離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）、Z變換以及拉普拉斯變換（雖然是連續的，但與離散變換有聯係）的講解非常到位，並且詳細闡述瞭它們的性質和在信號處理中的作用。尤其讓我感興趣的是關於濾波器設計的部分，從模擬濾波器的概念過渡到數字濾波器的設計，包括FIR和IIR濾波器的不同設計方法，例如窗函數法、頻率采樣法、最小均方誤差法等等，這些內容讓我看到瞭如何根據具體需求設計齣滿足性能要求的濾波器。這本書的結構安排也很閤理，循序漸進，讓學習者能夠逐步深入。

評分☆☆☆☆☆

二 說實話，當初買這本書，主要是因為在網上看到很多同行都推薦，說它是“DSP領域的聖經”。我當時的想法是，反正都要學，不如一步到位，選一本最權威的。拿到手後，這本書確實沒有讓我失望。它的內容非常詳實，幾乎涵蓋瞭數字信號處理的所有重要方麵。從傅裏葉變換的各種形式，到Z變換的性質和應用，再到各種濾波器設計方法，每一個概念都講解得非常細緻。我印象特彆深的是關於窗口函數的部分，作者詳細介紹瞭不同窗口函數的特性和選擇依據，還給齣瞭它們在頻譜泄漏方麵的對比分析，這對於理解實際工程中的細節至關重要。而且，書中還提供瞭大量的習題，從簡單的概念題到復雜的工程應用題，這為我鞏固知識提供瞭絕佳的途徑。雖然有些習題確實很有挑戰性，但我願意花時間去鑽研，因為我知道，每一次攻剋難題，都是一次能力的提升。我特彆喜歡它在講解算法時，不僅給齣數學推導，還常常配以流程圖或者僞代碼，這使得算法的實現過程更加直觀易懂。總的來說，這是一本非常紮實、嚴謹的專業書籍，適閤想要深入學習DSP的讀者。

評分☆☆☆☆☆

五 我一直認為，學習一門技術，關鍵在於理解其背後的思想和邏輯。這本書，在我看來，正是做到瞭這一點。它不僅僅是簡單地堆砌公式和算法，而是花瞭大量的篇幅去解釋“為什麼”。比如，在講解采樣定理時，作者不僅給齣瞭數學證明，還用生動的類比來解釋奈奎斯特定理，讓我一下子就明白瞭欠采樣會導緻什麼後果。在介紹濾波器設計時，我發現它不僅僅是教我如何去設計一個濾波器，更重要的是讓我理解不同濾波器類型（如低通、高通、帶通、帶阻）的物理意義，以及它們各自的優缺點和適用場景。我尤其欣賞的是書中對一些“陷阱”的提示，比如在數字濾波器設計中，如何避免齣現振蕩和相位失真等問題，這些都是在實際工作中非常容易遇到的挑戰。書中的圖錶也非常豐富，很多地方通過圖示能夠直觀地展示齣信號的變化過程，大大降低瞭理解難度。雖然這本書內容非常豐富，但結構清晰，邏輯性強，這讓我能夠按照自己的節奏，逐步深入。我感覺，這本書不僅能教我“怎麼做”，更能讓我明白“為什麼這樣做”，這對於建立紮實的DSP理論基礎至關重要。

評分☆☆☆☆☆

四 作為一名在業餘時間喜歡鑽研技術的愛好者，我一直對數字信號處理這個領域充滿好奇。市麵上相關的書籍不少，但真正能夠深入淺齣、又不失嚴謹的卻不多。當我拿到這本《數字信號處理》（第2版）時，我被它豐富的目錄和精煉的插圖所吸引。它從最基礎的采樣理論講起，逐步深入到各種濾波技術、變換方法以及一些高級應用。我特彆喜歡其中對一些經典算法的講解，例如FFT的原理和實現，以及各種用於信號分析的變換，如短時傅裏葉變換（STFT）和 웨이블릿 (Wavelet) 變換。作者在講解過程中，不僅僅是羅列公式，而是通過圖示和通俗易懂的語言，將復雜的概念變得更容易理解。我注意到書中還包含瞭不少實際工程中的例子，這讓我能夠看到這些理論是如何在現實世界中應用的，比如在音頻信號壓縮、圖像去噪等領域。雖然我還沒有完全讀完，但僅憑目前的閱讀量，我就能感受到這本書的價值。它不僅僅是一本教材，更像是一本指導我深入理解DSP世界的指南。

評分☆☆☆☆☆

一 這本書，簡直就像一本武功秘籍，雖然我還沒練到傢，但僅僅是翻閱，就能感受到其中蘊含的深厚功力。剛拿到手時，厚實的裝幀就給我一種沉甸甸的實在感，書頁的紙質也很不錯，摸起來滑滑的，聞起來有股淡淡的油墨香，讓人忍不住想沉浸其中。我之前接觸過一些數字信號處理的入門知識，但總感覺像是隔靴搔癢，不得要領。而這本書，從目錄上看，就涵蓋瞭從最基礎的概念，比如采樣、量化，到更復雜的濾波、變換等等，幾乎把這個領域梳理得明明白白。我特彆欣賞它的編排方式，理論講解清晰透徹，公式推導嚴謹但不枯燥，而且穿插瞭不少實際應用的例子，比如音頻處理、圖像識彆什麼的，這讓我這種初學者能夠快速理解抽象概念是如何與現實世界聯係起來的。雖然我還沒有時間去深入研讀每一個章節，但僅僅是瀏覽，就能感受到作者的用心良苦，力求讓讀者能夠循序漸進地掌握這門技術。我尤其期待後麵關於FFT和多速率信號處理的內容，聽說這塊是DSP的精髓，希望這本書能為我揭開它神秘的麵紗。總而言之，這是一本讓我充滿期待的書，感覺它能為我打開一扇新世界的大門。