數字信號處理（第2版）學習指導與題解/全國教育科學“十一五”規劃課題堿韭成果配套參考書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐嚮宏 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 學習指導
• 題解
• 教材配套
• 通信工程
• 電子工程
• 高等教育
• 全國教育科學規劃課題
• 參考書

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040424294

版次：2

商品編碼：11699190

包裝：平裝

叢書名： 全國教育科學“十一五”規劃課題堿韭成果配套參考書

開本：16開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

頁數：313

字數：500000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字信號處理（第2版）學習指導與題解/全國教育科學“十一五”規劃課題堿韭成果配套參考書》內容包括學習要求、例題分析、教材習題解答、自測練習以及MATLAB在信號處理中的應用等。學習指導書緊扣教材內容，通過例題講解，分析各章節的學習重點、難點以及需要理解、掌握和靈活運用的基本概念、基本原理和基本方法。全書共有127例例題分析，150題題解，6套自測練習。
　　《數字信號處理（第2版）學習指導與題解/全國教育科學“十一五”規劃課題堿韭成果配套參考書》可作為高等院校通信工程、電子信息工程、自動化、信息工程等電氣信息類專業的“數字信號處理”課程教學參考書，也可為相關專業研究生入學考試提供參考。

目錄

緒論
0.1 概述
0.2 學習要點

第1章 離散時間信號與係統
1.1 學習要點
1.2 例題
1.3 習題解答

第2章 離散時間係統的變換域分析——z變換
2.1 學習要點
2.2 例題
2.3 習題解答

第3章 離散時間係統的頻域分析——傅裏葉變換
3.1 學習要點
3.2 例題
3.3 習題解答

第4章 數字濾波器的基本結構
4.1 學習要點
4.2 例題
4.3 習題解答

第5章 快速傅裏葉變換
5.1 學習要點
5.2 例題
5.3 習題解答

第6章 無限長單位衝激響應（IIR）數字
濾波器的設計方法
6.1 學習要點
6.2 例題
6.3 習題解答

第7章 有限長單位衝激響應（FIR）數字濾波器的設計方法
7.1 學習要點
7.2 例題
7.3 習題解答

第8章 多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析
8.1 學習要點
8.2 例題
8.3 習題解答

第9章 離散信號處理係統設計分析及有限字長效應
9.1 學習要點
9.2 例題
9.3 習題解答

第10章 自測題及參考答案
10.1 自測題（一）及參考答案
10.2 自測題（二）及參考答案
10.3 自測題（三）及參考答案
10.4 自測題（四）及參考答案
10.5 自測題（五）及參考答案
10.6 自測題（六）及參考答案

第11章 MATLAB在信號處理中的應用
11.1 信號及其基本運算
11.2 綫性時不變係統及響應
11.3 傅裏葉變換
11.4 IIR數字濾波器設計
11.5 FIR數字濾波器設計
11.6 教材中涉及的MATLAB函數

參考文獻

《信號的奧秘：探索數字信號處理的理論與實踐》 一、 引言 我們生活在一個由信息構成的世界，而數字信號處理（DSP）正是解鎖這些信息、理解其內在規律的關鍵技術。從我們耳邊迴響的音樂、屏幕上流動的視頻，到醫療影像的診斷、通信係統的可靠傳輸，再到工業生産的自動化控製，DSP無處不在，默默地驅動著現代科技的進步。本書旨在為讀者打開通往數字信號處理精彩世界的大門，係統地梳理其核心概念、 fundamental 理論、 essential 算法以及 practical 應用，幫助您深入理解信號的本質，掌握處理和分析數字信號的 powerful 工具。 二、 數字信號處理的核心概念與理論基石 數字信號處理的核心在於對離散時間信號（離散信號）進行數學分析和處理。與連續時間信號不同，離散信號是在特定時間點上采樣的信號，其信息量是有限且可計算的。理解這一基本概念是 DSP 的起點。 1. 信號的錶示與分類： 信號的定義： 信號是承載信息的物理量隨時間或空間變化的函數。在數字信號處理中，我們關注的是經過采樣和量化的離散信號。 信號的分類： 按時間域： 連續信號與離散信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號。 按幅度域： 連續幅度信號與離散幅度信號（量化信號）。 按性質： 偶信號與奇信號，穩定信號與不穩定信號。 信號的運算： 信號的加、減、乘、移位、翻轉等基本運算是理解和處理信號的基礎。 2. 離散時間係統： 係統的定義： 係統是將輸入信號轉換為輸齣信號的數學模型或物理裝置。 係統的分類： 按穩定性： 穩定係統與不穩定係統。 按因果性： 因果係統與非因果係統。 按綫性與時不變性： 綫性時不變（LTI）係統是最為重要的一類係統，其分析方法相對成熟。 按記憶性： 有記憶係統與無記憶係統。 LTI 係統的分析： 捲積是 LTI 係統分析的核心概念。輸入信號與係統衝激響應的捲積等於係統的輸齣信號。理解捲積運算的幾何意義和代數計算是掌握 LTI 係統行為的關鍵。 3. 傅裏葉分析： 傅裏葉級數： 將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量的數學工具。它揭示瞭信號的頻率成分。 傅裏葉變換： 將非周期信號分解為連續的頻率分量的數學工具。它能將信號從時域轉換到頻域，揭示信號的頻譜特性。 離散時間傅裏葉變換 (DTFT)： 針對離散時間信號的傅裏葉變換。 離散傅裏葉變換 (DFT)： 實際應用中最常用、最關鍵的傅裏葉分析工具。DFT 將無限長的離散時間信號或有限長的離散信號的傅裏葉變換，在離散的頻率點上進行計算。DFT 是數字信號處理器計算的核心。 快速傅裏葉變換 (FFT)： 高效計算 DFT 的算法。FFT 的齣現極大地加速瞭信號處理的速度，使得許多原本無法實現的算法成為可能。 4. Z 變換： Z 變換的定義： Z 變換是將離散時間序列映射到復平麵上的一個函數。它在分析和設計離散時間係統，尤其是在處理因果和穩定的 LTI 係統時，比 DTFT 更為方便。 收斂域 (ROC)： Z 變換的收斂域對於確定係統的性質（如因果性、穩定性）至關重要。 Z 變換與傅裏葉變換的關係： 當 Z 變換的收斂域包含單位圓時，Z 變換在單位圓上的取值就等於 DTFT。 Z 變換的應用： 用於係統分析、係統穩定性判斷、係統設計（如濾波器設計）等。 5. 濾波器理論： 濾波器的作用： 濾波器是一種用於選擇或去除信號中特定頻率分量的係統。 濾波器的分類： 按工作原理： 模擬濾波器與數字濾波器。 按頻率響應： 低通濾波器（保留低頻，衰減高頻）、高通濾波器（保留高頻，衰減低頻）、帶通濾波器（保留特定頻帶，衰減其他頻帶）、帶阻濾波器（衰減特定頻帶，保留其他頻帶）。 按衝擊響應： 有限衝激響應 (FIR) 濾波器與無限衝激響應 (IIR) 濾波器。 FIR 濾波器： 具有零相位延遲的優點，但設計需要更多的係數。 IIR 濾波器： 具有更少的係數，能夠以較低的計算復雜度實現期望的頻率響應，但存在相位失真。 濾波器設計方法： 窗函數法、頻率采樣法、雙綫性變換法、脈衝不變法等。 三、 關鍵算法與技術 在掌握瞭 DSP 的理論基礎之後，理解並運用核心算法是實現具體信號處理任務的關鍵。 1. 捲積算法： 時域捲積： 直接根據定義計算兩個離散序列的捲積，計算量較大。 頻域捲積： 利用捲積定理，將時域捲積轉化為頻域乘法。結閤 FFT，可以大大提高計算效率，尤其適用於長序列的捲積。 2. 傅裏葉變換算法： 快速傅裏葉變換 (FFT)： 如前所述，FFT 是計算 DFT 的高效算法，其核心思想是將一個 N 點的 DFT 分解成若乾個較小的 DFT 的計算，大大降低瞭計算復雜度。常見的 FFT 算法包括蝶形算法。 3. 相關算法： 自相關函數： 衡量一個信號與其自身延遲版本之間的相似度，用於檢測信號的周期性、平穩性等。 互相關函數： 衡量兩個信號之間的相似度，用於信號檢測、係統辨識、時延估計等。 4. 譜估計： 周期圖法： 基於傅裏葉變換估計信號的功率譜密度。 改進的周期圖法： 如 Welch 法，通過對信號進行分段和加窗，降低瞭譜估計的方差。 參數化譜估計： 如 AR 模型、MA 模型、ARMA 模型等，假設信號由某種模型産生，通過估計模型參數來估計功率譜密度。 5. 濾波器設計與實現： FIR 濾波器設計： 窗口函數法（矩形窗、漢寜窗、漢明窗、布萊剋曼窗等）、頻率采樣法。 IIR 濾波器設計： 脈衝不變法、雙綫性變換法，需要將模擬濾波器設計的方法轉換為數字濾波器。 濾波器實現： 直接形式、Canonic 形式、級聯形式、並聯形式等，選擇閤適的實現結構可以優化計算量和數值穩定性。 四、 數字信號處理的應用領域 數字信號處理的強大能力使其在眾多領域發揮著不可或缺的作用。 1. 通信係統： 語音信號處理： 語音編碼（MP3, AAC）、語音識彆、語音閤成、迴聲消除、降噪。 數據通信： 調製解調（QPSK, QAM）、信道編碼、誤碼糾正、自適應均衡。 移動通信： 信號的發射、接收、多路復用、波束賦形。 2. 音頻與圖像處理： 音頻處理： 音頻壓縮、音頻特效（混響、均衡）、音頻增強、音頻水印。 圖像處理： 圖像壓縮（JPEG）、圖像增強（銳化、去噪）、圖像復原、邊緣檢測、特徵提取。 視頻處理： 視頻壓縮（MPEG）、視頻編碼/解碼、運動估計、視頻特效。 3. 生物醫學工程： 醫學影像： CT、MRI、超聲波成像的信號采集、重建與處理。 生理信號分析： 心電圖 (ECG)、腦電圖 (EEG)、肌電圖 (EMG) 的信號采集、去噪與特徵提取，用於疾病診斷和監測。 醫療設備： 助聽器、人工耳蝸、心律起搏器等。 4. 自動控製與儀器儀錶： 工業自動化： 傳感器信號處理、電機控製、機器人技術、過程控製。 儀器儀錶： 測量信號的濾波、放大、數據采集與分析。 雷達與聲納： 目標檢測、目標識彆、距離與速度測量。 5. 其他領域： 金融工程： 金融數據的分析與預測。 地球物理： 地震信號分析。 軍事應用： 信號情報、目標識彆、導航係統。 五、 學習數字信號處理的建議 掌握數字信號處理需要理論與實踐相結閤。 紮實的數學基礎： 綫性代數、微積分、復變函數、概率論與數理統計是 DSP 學習的基石。 理解核心概念： 深入理解信號、係統、傅裏葉分析、Z 變換等核心概念，避免死記硬背。 掌握關鍵算法： 熟練掌握 FFT、捲積、濾波器設計等常用算法。 重視理論聯係實際： 通過編程實踐，使用 MATLAB, Python (NumPy, SciPy) 等工具實現算法，加深理解。 關注前沿動態： DSP 領域不斷發展，關注新的算法和應用，保持學習的熱情。 六、 結語 數字信號處理是一門博大精深的學科，它為我們提供瞭強大的工具來理解和塑造我們周圍的世界。本書從基礎概念齣發，層層遞進，力求清晰地闡述 DSP 的核心理論和關鍵技術，並結閤實際應用，希望能激發您對數字信號處理的濃厚興趣，引導您踏上探索信號奧秘的精彩旅程。願您在學習過程中，能夠觸類旁通，舉一反三，最終成為一名優秀的數字信號處理工程師或研究者。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的編排方式給瞭我耳目一新的感覺。它不像市麵上很多教材或者輔導書那樣，上來就扔一堆復雜的理論和公式。相反，它更像是循循善誘的老師，從最基礎的概念入手，逐步引導讀者進入數字信號處理的殿堂。我尤其喜歡它在引入新知識點時，總是會先迴顧相關的基礎知識，或者從實際應用的角度來引入，讓我能夠更直觀地理解這些理論的價值和意義。例如，在講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）時，它並沒有直接給齣復雜的定義，而是先從連續時間傅裏葉變換（CTFT）齣發，通過抽樣等過程，自然地引齣瞭DTFT的概念，並且用豐富的圖例來展示不同信號的頻譜特性，這比單純背誦公式要有效得多。書中的習題設計也很有梯度，從基礎概念的鞏固，到綜閤應用的考察，涵蓋瞭數字信號處理的各個方麵，而且每道題的解析都力求清晰明瞭，即使是初學者也能看懂，並從中學習到解題的“套路”。總而言之，這本書的教學設計非常人性化，對於想要快速入門並紮實掌握數字信號處理知識的讀者來說，絕對是值得強烈推薦的一本好書。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本《數字信號處理（第2版）學習指導與題解》的時候，我最看重的是它的“題解”部分，希望能通過大量的練習來鞏固課堂上的知識。但這本書帶給我的遠不止這些。它的內容深度和廣度都讓我驚喜。在例題解析中，作者並沒有僅僅停留在計算結果，而是深入剖析瞭每一步的邏輯，以及背後所涉及的理論依據。很多時候，一道題的解答就能讓我對一個重要的概念産生新的理解。書中還穿插瞭一些“拓展閱讀”和“易錯點提醒”的欄目，這些細節設計非常貼心，能夠幫助我及時發現自己的薄弱環節，並加以彌補。例如，在講解FIR濾波器設計時，它不僅提供瞭幾種常見的設計方法，還對比瞭它們各自的優缺點，這讓我能夠根據實際需求選擇最閤適的方法。此外，書中的語言風格非常平實易懂，即使是遇到復雜的數學公式，作者也能用非常直觀的方式去解釋，大大降低瞭學習的門檻。對於想要在數字信號處理領域有所建樹的讀者來說，這本書無疑是提供瞭一個堅實的基礎和有效的學習路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理（第2版）學習指導與題解》真的是我近期最欣喜的“意外之喜”。說實話，剛拿到這本書的時候，並沒有抱太高的期待，畢竟市麵上這類輔導書多如牛毛，真正能做到深入淺齣、點撥迷津的卻少之又少。然而，翻開第一頁，我就被它細緻入微的講解所吸引。書中的每一個概念，無論多麼抽象，作者都通過生動形象的比喻和圖示，將其掰開瞭揉碎瞭呈現在讀者麵前。我尤其欣賞它對傅裏葉變換、Z變換以及濾波器設計等核心內容的闡述，不再是枯燥的公式堆砌，而是循序漸進地引導讀者理解其背後的原理和應用場景。很多我曾經感到睏惑不解的地方，在這本書的幫助下，瞬間茅塞頓開。更難得的是，書中提供的習題解答，不僅僅是給齣答案，更重要的是它詳盡地解析瞭每一步的解題思路和關鍵技巧，讓我能夠舉一反三，真正掌握解題的方法，而不是死記硬背。這對於我這樣想要係統性掌握數字信號處理知識的學生來說，簡直是如獲至寶，極大地增強瞭我學習的信心和動力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名正在攻讀數字信號處理相關專業的學生，我深知掌握好這門學科的重要性，同時也明白其難度所在。在接觸到這本《數字信號處理（第2版）學習指導與題解》之前，我曾嘗試過多種學習材料，但效果都不盡如人意。而這本書，則真正地成為瞭我學習過程中的“定海神針”。它不僅僅是一本習題集，更是一本能夠幫助我深入理解數字信號處理精髓的“百科全書”。書中對理論知識的梳理非常清晰，重點突齣，並且巧妙地將理論與習題緊密結閤。每一個章節的習題都圍繞著該章節的核心概念展開，解答部分更是詳細解釋瞭每一步的計算過程和背後的原理。讓我印象深刻的是，它對於一些容易混淆的概念，例如捲積、相關、自相關等，都進行瞭非常細緻的區分和闡述，並且通過大量的實例來加以說明。這不僅幫助我避免瞭常見的誤區，更讓我對這些概念有瞭更深刻的理解。這本書在梳理知識體係、攻剋難點、提升解題能力方麵，都起到瞭至關重要的作用，極大地提升瞭我的學習效率和效果。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在於它能夠真正地“教”你思考，而不是簡單地“告知”你答案。在翻閱的過程中，我深深體會到瞭這一點。作者並非將數字信號處理的知識點機械地羅列齣來，而是通過一種引導式的教學方式，讓你主動去探索和理解。每一個概念的引入，都帶著清晰的邏輯鏈條，從“為什麼”到“是什麼”，再到“怎麼做”，環環相扣。特彆是那些看似枯燥的數學推導，在這本書中被賦予瞭生命力，作者總是會穿插一些工程應用的例子，讓你明白這些理論推導的實際意義。在習題解答部分，我最欣賞的是它對於“非最優解”的討論，以及對不同解法的比較分析。這讓我明白，解決一個問題往往有多種途徑，並且每種途徑都有其適用範圍和局限性。這樣的講解方式，不僅鍛煉瞭我的獨立思考能力，更重要的是培養瞭我分析和解決復雜問題的能力。對於我這樣希望深入理解數字信號處理原理並將其應用於實踐的讀者而言，這本書的價值是毋庸置疑的，它是我學習道路上不可或缺的得力助手。