数字信号处理（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘顺兰 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• DSP
• 通信工程
• 电子工程
• 算法
• 数学
• 傅里叶变换
• 滤波
• 第三版

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560637587

版次：3

商品编码：11752511

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：344

内容简介

　　本书是在第一版和第二版的基础上修订而成的。本书在重点介绍数字信号处理基础理论的同时，增加了数字信号处理的软件实现方法等内容，特别注意了理论和实际相结合。全书共8章，第1章介绍离散时间信号与系统，并包括其时域和频域分析；第2章、第3章为离散傅里叶变换及其快速算法；第4、5、6章是IIR和FIR型数字滤波器的实现结构及设计；第7章讨论了数字信号处理中的有限字长效应；第8章为MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用。每章都配有习题与上机练习。

前言/序言

《数字信号处理（第三版）》图书简介 一、 核心内容概述 《数字信号处理（第三版）》是一本全面深入地探讨数字信号处理理论、方法与应用的权威著作。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础，并辅以丰富的实例和实践指导，帮助读者掌握数字信号处理的精髓，并将其应用于实际工程问题。第三版在保持原有经典内容的基础上，进行了内容更新和拓展，更加契合当前数字信号处理领域的发展趋势和技术需求。 本书的核心内容涵盖了数字信号处理的各个关键方面，从基础的离散信号与系统分析，到高级的滤波器设计、变换域分析以及现代信号处理技术。全书结构严谨，逻辑清晰，循序渐进，适合不同层次的读者。 二、 章节要点详细介绍 第一部分：离散信号与系统的基本理论 1. 离散时间信号与系统 离散时间信号的表示与性质：详细介绍了离散时间信号的定义、分类（偶信号、奇信号、周期信号、指数信号等）及其基本运算（移位、翻转、伸缩、相加、相乘）。重点阐述了单位冲激信号和单位阶跃信号在信号分析中的重要作用。 线性时不变（LTI）系统：深入讲解了LTI系统的概念、特性（线性、时不变性）及其判断方法。详细介绍了卷积运算作为LTI系统的核心表征，包括卷积的定义、计算方法（图解法、代数法）以及其在系统响应分析中的作用。 LTI系统的冲激响应：强调了冲激响应h[n]是描述LTI系统特性的“签名”，并阐述了如何利用冲激响应预测任意输入信号的输出。 2. 离散傅里叶变换（DFT） DFT的定义与性质：详细介绍了DFT的定义式，并深入探讨了DFT的线性、周期性、对称性、时移性、频移性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等一系列重要性质。这些性质是理解和应用DFT的基础。 DFT的应用：初步介绍了DFT在频谱分析、信号滤波、系统分析等方面的应用潜力。 快速傅里叶变换（FFT）：重点介绍了FFT算法，包括其基本原理、分解方法（如按时间抽选、按频率抽选）以及不同FFT算法的实现优势。强调了FFT在降低计算复杂度方面的重要意义，为DFT的实际应用扫清了计算障碍。 3. Z变换 Z变换的定义与性质：全面介绍了Z变换的定义，并详细阐述了其收敛域（ROC）的概念和重要性。深入讲解了Z变换的线性性、时移性、乘积性质、卷积性质、微分性质以及与时间反转的关系。 逆Z变换：介绍了求解逆Z变换的各种方法，包括长除法、部分分式展开法和围道积分法，为从系统函数回到时域表示提供了关键工具。 系统函数与系统响应：将Z变换应用于LTI系统分析，引入了系统函数H(z)的概念，并阐述了系统函数与冲激响应h[n]的关系。通过Z变换分析系统的零极点，揭示了系统的稳定性、因果性等重要特性。 第二部分：数字滤波器设计与实现 4. 数字滤波器基本概念 滤波器的分类：详细区分了理想滤波器与实际滤波器的差异，介绍了低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型。 数字滤波器的设计要求：阐述了设计数字滤波器时需要考虑的关键指标，如通带、阻带的带宽、衰减度、过渡带宽度、线性相位等。 IIR滤波器与FIR滤波器的对比：深入分析了无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器的结构、特性、优缺点及其适用场景。 5. 无限冲激响应（IIR）滤波器设计 模拟滤波器的设计基础：回顾了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）等经典模拟滤波器的设计原理和幅频特性。 模拟滤波器到数字滤波器的转换：重点介绍了脉冲不变法、阶跃不变法以及双线性变换法等几种常用的模拟-数字转换技术，并分析了它们各自的优缺点和适用性。 IIR滤波器系数的计算：展示了如何根据转换后的系统函数H(z)计算出IIR滤波器的差分方程系数，为滤波器在硬件或软件中的实现奠定基础。 6. 有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器的优点：强调了FIR滤波器能够实现精确线性相位，具有良好稳定性的特点，使其在许多对相位要求严格的应用中具有优势。 窗函数法：详细介绍了多种常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，并分析了不同窗函数对滤波器频率响应的影响，以及如何选择合适的窗函数来平衡通带纹波和阻带衰减。 切比雪夫逼近法（Remez算法）：介绍了更高级的FIR滤波器设计方法，如Remez算法，能够设计出在通带和阻带具有最小最大纹波的最优FIR滤波器。 第三部分：现代信号处理技术 7. 多速率信号处理 采样率变换：详细介绍了上采样（插值）和下采样（抽取）的概念和实现方法，以及它们在信号压缩、数据速率匹配等方面的应用。 抽取器与插值器：阐述了抽取器和插值器的结构和工作原理，以及它们在多速率系统中扮演的关键角色。 数字混频器和可变速率系统：介绍了数字混频器的工作原理和应用，以及如何设计可变速率的信号处理系统。 多带滤波器组：探讨了多带滤波器组（如QMF，DCT）在信号分解和重构中的作用，以及其在通信、音频编码等领域的应用。 8. 谱估计 周期图法：介绍了利用DFT计算信号功率谱密度的方法，分析了其优缺点，包括方差大、平滑度不够等问题。 Welch方法：介绍了Welch方法，通过对信号分段并进行平均来降低周期图法的方差，提高谱估计的平滑度。 参数化谱估计：介绍了AR模型、MA模型、ARMA模型等参数模型，以及利用这些模型进行谱估计的方法，例如Yule-Walker方程和Burg算法。这些方法能够在一定条件下获得比非参数方法更高分辨率的谱估计。 现代谱估计方法：简要介绍了一些更先进的谱估计技术，例如MUSIC算法、ESPRIT算法等，它们在更高分辨率的信号分析中具有重要作用。 9. 自适应信号处理 自适应滤波器的基本原理：介绍了自适应滤波器如何根据输入信号的统计特性自动调整其系数，以最小化某个性能指标（如均方误差）。 LMS（最小均方）算法：详细讲解了LMS算法，包括其更新过程、收敛性以及在各种应用中的优势，如噪声消除、回声消除等。 RLS（递归最小二乘）算法：介绍了RLS算法，与LMS算法相比，RLS算法收敛速度更快，但计算复杂度也更高。 自适应滤波器的应用：列举了自适应滤波器在通信、控制、语音处理、雷达等领域的广泛应用实例。 10. 小波变换 小波变换的基本概念：介绍了小波变换的原理，它能够同时提供信号在时间和频率上的局部信息，克服了傅里叶变换在时间分辨率上的不足。 连续小波变换（CWT）与离散小波变换（DWT）：区分了CWT和DWT，并重点介绍了DWT在信号压缩、去噪、特征提取等方面的应用。 小波包变换：介绍了小波包变换，它比小波变换拥有更灵活的频率分解能力。 小波变换在信号分析中的优势：强调了小波变换在非平稳信号分析、边缘检测、图像压缩等方面的独特优势。 第四部分：应用实例与前沿展望 11. 数字信号处理的应用领域 通信系统：详细阐述了数字信号处理在调制解调、信道编码、均衡、谱分析等方面的应用。 音频与图像处理：介绍了音频编码（如MP3）、图像压缩（如JPEG）、图像增强、边缘检测等。 生物医学信号处理：讨论了心电图（ECG）、脑电图（EEG）等信号的分析与处理。 雷达与声纳系统：阐述了目标检测、距离估计、速度测量等。 控制系统：介绍了数字控制器设计、系统辨识等。 12. 数字信号处理的发展趋势 高性能计算平台：介绍了DSP芯片、FPGA、GPU等硬件平台在加速信号处理任务中的作用。 机器学习与深度学习在信号处理中的结合：探讨了如何利用机器学习和深度学习技术解决复杂的信号处理问题，如语音识别、图像识别、异常检测等。 实时信号处理：强调了对实时性要求日益提高的信号处理应用。 新兴应用：简要展望了5G通信、物联网、人工智能等领域对数字信号处理提出的新挑战和新机遇。 三、 本书特色与价值 《数字信号处理（第三版）》的突出特色在于： 理论深度与广度并存：系统地介绍了数字信号处理的核心理论，并对现代发展趋势进行了广泛的涵盖，为读者构建了一个完整知识体系。 强调概念理解与数学推导：在保证数学严谨性的同时，注重对核心概念的深入剖析，帮助读者理解“为什么”，而不仅仅是“怎么做”。 丰富的实例与应用导向：书中穿插了大量来自工程实践的典型案例，使理论知识与实际应用紧密结合，提高了读者的学习兴趣和解决实际问题的能力。 循序渐进的教学结构：章节安排合理，难度逐步提升，适合本科生、研究生以及从事相关领域工作的工程师阅读。 内容更新与时俱进：第三版特别关注了多速率信号处理、谱估计、自适应信号处理和小波变换等重要分支，并对前沿技术进行了展望，体现了本书的生命力。 四、 目标读者 本书适合以下读者： 电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业的本科生和研究生，作为教材或参考书，奠定坚实的数字信号处理基础。 从事信号处理、通信、控制、仪器仪表、多媒体技术等领域的工程技术人员，用于提升专业技能，解决实际工程问题。 对数字信号处理感兴趣的科研人员和爱好者，作为深入学习和研究的必备读物。 五、 结语 《数字信号处理（第三版）》是一本集理论性、实用性、前沿性于一体的经典教材。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解数字信号处理的原理，掌握分析和解决各类信号处理问题的关键技术，并为未来在相关领域的深入研究和创新应用打下坚实基础。本书将是您在数字信号处理领域探索之旅中不可或缺的指南。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前接触过好几本与数字信号处理相关的书籍，但总觉得它们在深度和广度上都无法满足我的需求。这次尝试《数字信号处理（第三版）》，我的感受是，终于找到了一本能够真正满足我深入研究需要的书籍。这本书在理论的严谨性上做得非常出色，每一个公式的推导都清晰无误，逻辑链条完整。而且，作者在讲解高级主题时，例如多速率信号处理、小波变换等，并没有回避其中的复杂性，而是采取了一种循序渐进、层层递进的方式，让我能够逐步消化和理解。让我印象深刻的是，书中在讨论某些算法时，会提及一些最新的研究进展和相关的参考文献，这对于我进行更深入的学习和研究非常有帮助。而且，这本书的附录部分也提供了许多有用的补充材料，例如一些常用的数学公式和性质，大大方便了查阅。总的来说，《数字信号处理（第三版）》是一本非常扎实、严谨且内容全面的DSP著作，无论是作为教材还是参考书，都具有极高的价值，绝对值得拥有。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我的救星！作为一个刚踏入数字信号处理领域的研究生，我之前看了好几本教材，但总是感觉概念模糊，公式推导看得我头昏脑胀。直到我翻开《数字信号处理（第三版）》，一切都豁然开朗了。作者的讲解逻辑非常清晰，从最基础的采样定理开始，循序渐进地介绍了离散时间信号和系统的基本概念，然后深入到傅里叶变换、Z变换等核心工具。最让我惊喜的是，书中提供了大量精心设计的例子，每一个例子都配有详细的步骤和直观的解释，让我能够真正理解每一个公式背后的物理意义，而不是死记硬背。而且，这本书的排版也很舒服，公式清晰，图示生动，阅读体验非常棒。我经常会在看书的同时，跟着书里的例子自己动手演算一遍，加深理解。以前觉得DSP是枯燥的数学游戏，现在我发现它竟然如此有趣和强大，能够解决那么多实际问题。这本书就像一个经验丰富的向导，带领我在DSP的迷宫中找到清晰的路径。我真的非常感谢作者的辛勤付出，让我能够如此轻松愉快地掌握这门重要的学科。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个有着多年通信工程实践经验的老兵来说，一本好的DSP教材的重要性不言而喻。这次有幸拜读《数字信号处理（第三版）》，真是如获至宝。《数字信号处理（第三版）》这本书的叙事方式，与其说是教科书，不如说更像是一位资深工程师在耐心传授他的宝贵经验。书中涉及的许多先进概念，如自适应滤波、谱估计等，在其他很多教材中往往一带而过，或者讲得过于理论化，脱离实际。而这本书则不同，它不仅解释了原理，更注重实际应用和工程考量。例如，在讲解自适应滤波器时，书中详细介绍了LMS算法的原理，并分析了其在噪声消除、均衡等方面的应用，还给出了相关的性能指标和优化思路，这对于我这种需要将理论转化为产品的人来说，简直是雪中送炭。而且，书中对各种算法的复杂度、收敛速度等工程参数的讨论，也非常到位，让我能够更有效地评估和选择适合特定场景的算法。这本书的价值，在于它真正连接了理论与实践的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

我一直对信号处理这个领域充满好奇，但又常常被那些晦涩难懂的数学公式吓退。《数字信号处理（第三版）》这本书，可以说彻底改变了我对DSP的看法。我最喜欢的是它对信号的频谱分析部分。作者用非常形象的比喻，将傅里叶变换比作“信号的指纹”，让我瞬间理解了频谱分析的意义。书中对不同类型信号（如周期信号、非周期信号）的频谱特征进行了详细的阐述，并通过大量的图示，直观地展示了频谱的变化。我以前总觉得FFT算法很神秘，看完书里关于FFT的介绍，才明白它原来是提高计算效率的一种巧妙方法，而且作者还解释了其局限性。书中关于信号的抽取和内插的部分，也解释得非常清晰，让我理解了在数字系统中如何处理采样率不匹配的问题。这本书的语言风格非常亲切，没有那种高高在上的学术腔调，而是像朋友在聊天一样，把我引入了DSP的奇妙世界。我真的觉得，这本书是DSP入门的绝佳选择，它不仅教会我知识，更激发了我对这个领域的热情。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个偶然的机会接触到这本《数字信号处理（第三版）》的。当时我正在为一个项目寻找关于滤波器设计的资料，朋友向我推荐了这本书。说实话，起初我对它并没有抱太大的期望，毕竟市面上DSP的书籍琳琅满目，质量参差不齐。然而，当我翻开它之后，我立刻被它严谨而不失生动的风格所吸引。书中的理论讲解深入浅出，没有丝毫的浮夸，而是脚踏实地地从根本原理出发。特别是在设计数字滤波器的那几章，作者不仅详细阐述了巴特沃斯、切比雪夫等经典滤波器类型的设计方法，还对它们的优缺点进行了深入的比较分析，并给出了实际应用中的建议。我尤其欣赏作者在处理复杂概念时的细腻之处，他能够用最简洁的语言，配合恰到好处的插图，将抽象的数学模型转化为容易理解的工程实践。这本书不仅给了我解决当前项目问题的灵感，更让我对DSP的整个体系有了更全面的认识。它是一本可以反复阅读、受益终生的经典之作，我强烈推荐给所有正在学习或从事DSP相关工作的朋友。