数字信号处理与DSP实现技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈帅 编

图书标签:

• 数字信号处理
• DSP
• 信号处理
• 算法实现
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• C语言
• 滤波设计
• 谱分析

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115398093

版次：1

商品编码：11769324

包装：平装

丛书名： 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：247

正文语种：中文

内容简介

1.将DSP实现技术以及Matlab应用融入到数字信号处理之中，符合教学改革需求
2.理论与应用相结合，例题均采用Matlab程序实现，案例实现提供正确的程序代码
3.安徽省高等学校“十二五”省级规划教材

作者简介

陈帅为长期从事数字信号处理和DSP应用的一线教师，主持完成省级教学研究项目、省级高等学校自然科学研究项目等多项，并将其项目经验融入教材中。

内页插图

前言/序言

现代通信与嵌入式系统中的关键技术：信号的洞察与转化 本书深入探索了信息时代不可或缺的两大基石：现代通信系统的运行原理及其核心驱动力，以及嵌入式系统的蓬勃发展如何改变我们的生活。我们将目光聚焦于信号的本质，揭示它们如何在纷繁复杂的世界中被捕捉、解析、并最终转化为有用的信息，从而驱动从智能手机到先进工业控制器的广泛应用。 第一篇：现代通信系统的基石——信号的奥秘 在信息爆炸的今天，通信无处不在。本书的第一篇将带您穿越现代通信系统的核心，理解信号是如何被创造、传输和接收的。 信号的本质与分类： 从连续时间信号到离散时间信号，从周期信号到非周期信号，本书将清晰地阐述不同类型信号的数学模型和物理意义。您将理解傅里叶级数和傅里叶变换如何在时域和频域之间架起桥梁，揭示信号的频谱特性，这是理解后续所有处理技术的基础。 采样定理的魔力： 为什么我们可以将连续的模拟信号转化为计算机能够理解的数字信号？采样定理将为您揭示其中的奥秘。我们将详细讲解奈奎斯特采样率，以及过采样和欠采样在不同场景下的应用和影响，确保信息在转换过程中不丢失或产生混叠。 量化与编码的艺术： 数字信号的处理离不开量化和编码。本书将深入探讨不同量化策略，如均匀量化和非均匀量化，以及它们对信号保真度的影响。您将了解脉冲编码调制（PCM）等基本编码方式，以及如何通过更先进的编码技术（如差分脉冲编码调制DPCM、自适应差分脉冲编码调制ADPCM）来压缩数据，提高传输效率。 噪声与失真： 信号在传输过程中不可避免地会受到噪声和失真的影响。本书将分析各种噪声的来源，如热噪声、散弹噪声等，并介绍常用的信号降噪技术，包括线性滤波、维纳滤波等。同时，我们将探讨信号失真的类型，如线性失真和非线性失真，并介绍相应的补偿方法。 通信系统的基本架构： 从基带传输到带通传输，本书将勾勒出通信系统的基本框架。您将了解调制解调的基本原理，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM），以及更高效的数字调制技术，如相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）。同时，我们将触及信道编码，如汉明码、卷积码，用于抵抗信道干扰，提高传输的可靠性。 第二篇：嵌入式系统的脉搏——信号的智能处理 嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家居到工业自动化，从医疗设备到汽车电子。本书的第二篇将聚焦于这些“幕后英雄”，以及它们如何通过对信号的智能处理来实现各种功能。 DSP芯片的架构与优势： 为什么专门的数字信号处理器（DSP）芯片在处理信号方面如此高效？本书将深入剖析DSP芯片的独特架构，如哈佛架构、指令集优化、专用硬件单元（如MAC单元、ALU）等，解释它们如何在并行处理、高速运算方面超越通用处理器，实现实时信号处理。 滤波器设计与实现： 滤波器是信号处理中最重要的工具之一。本书将详细讲解IIR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器的设计原理，包括窗函数法、频率采样法、双线性变换法等。您将学习如何根据具体应用场景选择合适的滤波器类型，并理解其在信号去噪、信号分离、均衡等方面的应用。 快速傅里叶变换（FFT）的应用： FFT算法以其极高的计算效率，成为了现代信号处理的核心。本书将详细阐述FFT算法的原理，并展示其在频谱分析、系统辨识、相关分析等方面的广泛应用，让您理解如何快速有效地从信号中提取频率信息。 自适应信号处理： 在时变或未知环境中，传统的固定滤波器难以胜任。本书将介绍自适应信号处理的概念，讲解如最小均方（LMS）算法、递归最小二乘（RLS）算法等，以及它们如何在通信系统（如回声消除）、传感器网络等领域实现信号的自适应跟踪和优化。 嵌入式系统中的信号采集与控制： 嵌入式系统通常需要与物理世界交互，这就涉及到信号的采集和控制。本书将介绍模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）的工作原理，以及如何选择合适的采样率和分辨率。您将理解如何通过数字信号处理算法，将采集到的信号转化为控制指令，实现对外部设备的精确控制。 嵌入式系统的实时性要求： 嵌入式系统往往对实时性有着严格的要求。本书将探讨如何设计高效的信号处理算法，优化代码实现，并利用硬件加速技术，确保系统在规定时间内完成信号处理任务，满足应用需求。 本书的价值与读者收益： 本书旨在为读者提供一个扎实的理论基础和丰富的实践指导，帮助您深入理解现代通信和嵌入式系统的工作原理。无论您是通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生，还是从事相关领域的研究开发人员，亦或是对信号处理技术充满好奇的科技爱好者，都能从中获益。 通过学习本书，您将能够： 深刻理解信号的数学模型和物理意义。 掌握各类信号处理算法的原理和实现方法。 理解现代通信系统和嵌入式系统中的关键技术。 为开发高性能、高可靠性的通信和嵌入式产品奠定坚实基础。 培养解决实际信号处理问题的能力。 我们相信，本书将成为您探索数字世界奥秘，掌握信息时代核心技术的宝贵伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的整体感受是“知识的深度和广度并存”。在基础理论方面，作者对信号与系统的概念进行了非常深入的讲解，包括连续时间信号与系统、离散时间信号与系统、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等，都给出了详尽的推导和分析。我特别欣赏书中在讲解Z变换时，不仅介绍了其定义和性质，还深入分析了其在系统稳定性、因果性以及系统响应求解等方面的应用。这让我对离散时间系统的分析有了更深刻的理解。而在DSP实现技术方面，这本书也毫不逊色。书中详细介绍了各种DSP指令集，以及如何利用这些指令来高效地实现信号处理算法。我尤其喜欢书中关于“指令流水线”、“零开销循环”等优化技术的讲解，这对于我这种需要将算法移植到DSP平台的工程师来说，是极其宝贵的知识。书中还提供了大量的C语言和汇编语言的实现代码示例，这些代码不仅能够帮助读者理解算法的实现细节，还能提供直接的项目借鉴。例如，书中关于FFT算法的实现，就包含了多种优化策略，让我对如何提高FFT的计算效率有了更清晰的认识。总而言之，这是一本能够满足读者对DSP理论和实践双重需求的优秀图书。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大惊喜是其“循序渐进”的学习体验。作者在组织内容时，非常巧妙地将复杂的理论概念分解成易于理解的小块，并且层层递进。我之前对傅里叶变换一直有些模糊的概念，但通过这本书中关于离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的详细讲解，我终于对其有了清晰的认识。书中对于FFT算法的分解思路，尤其是基-2 DIT和DIF算法的推导，让我彻底理解了它的高效之处。而且，书中还结合了实际的信号处理场景，比如音频信号的频谱分析，通过这样的例子，我能够更好地理解FFT的应用价值。另外，在讨论滤波器设计时，书中对FIR和IIR滤波器的设计方法进行了深入的讲解，包括窗函数法、频率采样法、冲激响应不变法、双线性变换法等。作者在分析这些方法时，不仅仅给出了公式，更深入地探讨了它们各自的优缺点以及适用范围。这让我能够根据实际需求，做出更明智的设计选择。我尤其欣赏书中对于“移位不变性”和“因果性”等系统基本属性的讲解，这些看似基础的概念，却是理解更复杂算法的前提。通过阅读这本书，我感觉自己对数字信号处理的整体框架有了更深刻的理解，不再是零散的知识点堆砌，而是形成了一个完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在嵌入式领域工作的工程师，经常需要处理各种信号。在这本书的帮助下，我感觉自己对数字信号处理的理解上升到了一个新的高度。书中关于离散傅里叶变换（DFT）的讲解，从定义到性质，再到其在信号分析中的应用，都进行了详尽的阐述。尤其是对快速傅里叶变换（FFT）的讲解，作者不仅详细介绍了FFT的算法原理，还分析了其在不同应用场景下的效率问题。我特别喜欢书中关于“FFT对信号的处理流程”的介绍，从数据的预处理到结果的后处理，都给出了清晰的指导。而且，书中还提供了C语言的FFT实现代码，这对于我这种需要将算法移植到嵌入式平台的工程师来说，简直是“福音”。通过对这些代码的学习，我不仅能够理解算法的细节，还能学习到一些优化技巧。此外，书中关于数字滤波器设计的部分，也让我受益匪浅。从FIR到IIR，从模拟滤波器的原型设计到离散滤波器的实现，都进行了详细的介绍。我尤其欣赏书中对于“滤波器性能指标”的讲解，比如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等，这些都是在实际工程中必须考虑的关键参数。通过这本书，我能够更好地理解和设计满足特定需求的滤波器。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最直观的感受是它的“全面性”和“实用性”。它涵盖了数字信号处理的方方面面，从最基础的采样和量化，到高级的谱估计和自适应滤波。作者在讲解理论时，非常注重概念的清晰化，不会含糊其辞。举个例子，在讲到Z变换时，书中不仅介绍了Z变换的定义和性质，还详细讲解了其在系统分析中的作用，比如如何判断系统的稳定性和因果性。这对于理解离散时间系统的行为至关重要。更让我惊喜的是，这本书在每一章的结尾，都会提供相关的MATLAB代码示例。这些代码不仅仅是公式的直接翻译，而是经过精心设计，能够清晰地展示所讲概念的应用。例如，在介绍FIR滤波器设计时，书中提供了多种设计方法，并给出了相应的MATLAB代码，让我能够直观地比较不同设计方法的优缺点。这大大缩短了从理论到实践的距离。我尤其喜欢书中关于自适应滤波的部分。自适应滤波器在很多实际应用中都扮演着重要角色，比如噪声消除和信道均衡。这本书对LMS算法和RLS算法进行了详细的讲解，并分析了它们在不同场景下的性能表现。通过阅读这部分内容，我对如何设计和实现自适应滤波器有了更清晰的认识。总而言之，这是一本非常值得推荐的图书，无论你是初学者还是有一定基础的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是那些看似抽象的数学公式，但很快，作者通过一系列精心设计的例子，将这些公式“活化”了。我特别欣赏书中对于离散时间信号和系统基本概念的阐述，比如卷积定理的推导，它不仅仅是给出了一个结论，而是详细地展示了每一步的逻辑关系，这使得我在理解信号在系统中的变换过程时，能够做到心中有数。书中对于滤波器理论的讲解，可以说是“淋漓尽致”了。从低通、高通到带通、带阻，再到各种滤波器的设计方法，都进行了细致的介绍。尤其是在讨论IIR滤波器设计时，作者并没有回避其稳定性问题，而是深入剖析了产生不稳定性的原因，并给出了判断和避免的方法。这对我来说非常重要，因为在实际工程中，滤波器的稳定性直接关系到系统的可靠性。此外，书中关于离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的章节，也让我受益匪浅。虽然之前对FFT有过一些了解，但这本书深入剖析了FFT的算法原理，特别是蝶形运算的设计，让我对它的高效性有了更深层次的理解。而且，书中还提供了C语言和MATLAB的实现代码，这对于我这种需要将理论转化为实际应用的人来说，简直是“雪中送炭”。通过这些代码，我不仅能够验证书中的理论，还能在自己的项目中直接借鉴和修改。总的来说，这本书在理论深度和工程实践之间找到了一个绝佳的平衡点，它能够满足那些希望深入理解DSP理论，同时又需要掌握实际实现技巧的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书我读了大概一半，感觉内容安排得很扎实，从基础的采样定理、量化噪声开始，一点点深入到傅里叶变换、Z变换这些核心概念。作者在讲解的时候，很少出现那种“这部分大家应该都懂”的跳跃式描述，而是循序渐进，即便是我这种之前对数字信号处理了解不多的读者，也能相对轻松地跟上思路。尤其是一些经典的算法，比如FIR滤波器和IIR滤波器的设计，书中不仅给出了数学原理，还结合了MATLAB等工具的实现示例，这一点对我来说非常实用。我喜欢它那种“学以致用”的风格，能够看到理论是如何转化为实际应用的。举个例子，关于窗函数的设计，书中就详细对比了不同窗函数在频率响应上的特性，比如旁瓣抑制和主瓣宽度之间的权衡，这让我对如何根据具体需求选择合适的窗函数有了更清晰的认识。另外，在讨论滤波器设计时，书中也提到了离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的应用，这部分内容是理解很多信号处理算法的关键。作者在解释FFT的原理时，并没有止步于公式推导，而是尝试通过形象的比喻来帮助读者理解其高效性，这点做得很好。我还注意到书中关于谱估计的部分，提到了多种方法，比如周期图法、Welch法等，并分析了它们各自的优缺点，这对于理解不同场景下如何准确地估计信号的频谱非常有帮助。总的来说，这本书给我一种“厚重”的感觉，它不是那种浮光掠影的教材，而是真正深入地讲解了数字信号处理的内在逻辑和实现细节。即便有时候会觉得内容有点多，需要反复琢磨，但这种严谨性恰恰是它最大的优点。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是“严谨而易懂”。在讲解数字信号处理的核心概念时，作者非常注重数学的严谨性，但同时又努力用通俗易懂的语言来解释这些概念。我尤其喜欢书中关于“频谱泄漏”和“混叠”等现象的讲解，作者通过图示和生动的比喻，让我非常清晰地理解了这些现象产生的原因及其影响。这对于我理解信号的采样过程和频率分析至关重要。书中对于滤波器设计的讲解也堪称“典范”。从FIR滤波器的窗函数法，到IIR滤波器的频率变换法，作者都进行了详细的推导和分析，并给出了在MATLAB中实现的具体代码。我通过运行这些代码，亲身体验了不同设计参数对滤波器性能的影响，这比单纯阅读理论要有效得多。我还注意到书中关于“多速率信号处理”的章节，这部分内容在现代通信系统和信号处理系统中应用非常广泛。作者对采样率变换器、抽取器和插值器的原理和实现都进行了深入的讲解，这让我对高效处理不同采样率信号有了更清晰的认识。总的来说，这本书在内容上做到了“厚积薄发”，它在打下坚实理论基础的同时，又不忘介绍实际的实现技术，是一本非常适合DSP领域学习者的优秀读物。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的技术书籍，不仅要有扎实的理论基础，还要有贴近实际应用的指导意义。这本书恰恰做到了这一点。在讲解理论知识时，作者丝毫不含糊，无论是采样定理的推导，还是Z变换的性质，都讲解得非常透彻。但最让我印象深刻的是，它并没有止步于理论，而是将大量的篇幅用在了“DSP实现技术”上。书中详细介绍了各种DSP芯片的架构，以及如何利用汇编语言和C语言来编写高效的DSP程序。我特别喜欢书中关于指令集和寻址方式的讲解，这对于我这种需要深入理解DSP硬件的读者来说，非常宝贵。通过书中的实例，我能够看到如何将数学算法转化为具体的DSP指令，并进行优化。例如，在实现FFT算法时，书中就给出了两种不同的实现方式，并分析了它们在性能上的差异。这让我对DSP编程有了更深刻的认识，也更加理解了为什么DSP芯片在某些领域能够比通用处理器表现得更好。此外，书中还涉及了许多实际的应用场景，比如数字滤波器在通信系统中的应用，以及语音信号处理中的一些基本技术。这些内容不仅拓宽了我的视野，也为我将所学知识应用于实际工程项目提供了思路。总的来说，这本书是一本“既能抬头仰望星空，又能脚踏实地”的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书最吸引我的地方在于它“理论与实践并重”的风格。在讲解数字信号处理的基础理论时，作者非常注重概念的清晰性和逻辑的连贯性。例如，在讲解Z变换时，书中不仅给出了Z变换的定义和性质，还详细分析了其在离散时间系统分析中的作用，比如如何通过Z变换来分析系统的稳定性、频率响应以及求解差分方程。这使得我在理解离散时间系统的行为时，能够做到游刃有余。更重要的是，这本书并没有止步于理论，而是将大量的篇幅用在了DSP的实现技术上。书中详细介绍了各种DSP指令的特性，以及如何利用这些指令来高效地实现信号处理算法。我尤其喜欢书中关于“硬件加速”和“流水线技术”的讲解，这让我对DSP芯片的设计理念有了更深入的认识，也对如何编写高效的DSP代码有了更清晰的指导。书中还提供了很多具体的代码示例，这些代码不仅仅是演示性的，而是经过优化的，可以直接应用于实际项目中。例如，在实现数字滤波器时，书中给出了多种优化策略，并分析了它们对性能的影响。总而言之，这是一本能够帮助读者“学得懂、用得会”的优秀DSP教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是它“由浅入深，层层递进”的讲解方式。作者从最基础的数字信号和系统概念讲起，逐步引入傅里叶变换、Z变换等核心理论，再到数字滤波器的设计、谱估计、自适应滤波等更高级的主题。这种循序渐进的安排，使得即便是初学者也能逐步建立起对数字信号处理的认知框架。我尤其喜欢书中关于“采样定理”的讲解，作者不仅给出了定理的数学推导，还深入分析了采样频率选择不当可能导致的“混叠”现象，并通过图示进行了形象的说明。这让我对数字信号的采集过程有了更清晰的理解。在DSP实现技术方面，这本书同样做得非常出色。书中详细介绍了DSP芯片的架构，以及如何利用C语言和汇编语言来编写高效的DSP程序。我特别欣赏书中关于“指令集”、“寻址方式”以及“中断处理”等内容的讲解，这些都是在实际DSP开发中不可或缺的知识。书中还提供了大量与理论内容相对应的代码示例，这些代码不仅能够帮助读者理解算法的实现，还能为实际项目提供参考。例如，书中关于数字滤波器实现的章节，就包含了多种滤波器设计方法和对应的C语言代码，让我能够亲手实践并验证这些算法。总而言之，这是一本能够帮助读者构建扎实DSP理论基础，并掌握实际实现技能的优秀教材。