數字信號處理引論(基於頻譜和濾波器的分析方法原書第2版)/國外電子與電氣工程技術叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 詹姆斯·H.麥剋萊倫羅納德·W.謝... 編

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 濾波器
• 頻譜分析
• 電氣工程
• 電子工程
• 通信工程
• 控製工程
• 數學
• 算法

店鋪： 土星圖書專營店

齣版社： 機械工業

ISBN：9787111598633

商品編碼：29500328239

開本：16

齣版時間：2018-05-01

基本信息

• 商品名稱：數字信號處理引論(基於頻譜和濾波器的分析方法原書第2版)/國外電子與電氣工程技術叢書
• 作者：(美)詹姆斯·H.麥剋萊倫//羅納德·W.謝弗//馬剋·A.約德|譯者:李勇//程偉
• 定價：89
• 齣版社：機械工業
• ISBN號：9787111598633

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-05-01
• 印刷時間：2018-05-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：319

編輯推薦語

詹姆斯·H.麥剋萊倫、羅納德·W.謝弗、馬剋·A.約德著的《數字信號處理引論（基於頻譜和濾波器的分析方法原書第2版）》是模擬和數字信號的經典入門教材。第2版延續瞭**版清晰和直觀的風格，介紹基本的數字信號處理概念，重點介紹離散時間信號和係統的內容，包含許多多媒體方麵聲音和圖像處理的新主題，*新瞭DSP操作的MATALB函數，還新增瞭20多個MATLAB動畫演示，以幫助讀者*好地理解綫性濾波、調幅、抽樣原理，提高離散時間濾波及頻譜分析等方麵的應用能力。 本書適閤電子信息工程、計算機工程、通信工程、自動化、信息工程、機械電子工程等相關專業作為教學用書。

內容提要

詹姆斯·H.麥剋萊倫、羅納德·W.謝弗、馬剋· A.約德著的《數字信號處理引論（基於頻譜和濾波器 的分析方法原書第2版）》作為美國斯坦福大學、佐 治亞理工學院、羅斯霍曼理工學院的教材，基本涵蓋 瞭數字信號處理課程的所有內容：從離散時間信號以 及係統的時域和頻域分析，到FIR和IIR濾波器的設計 和分析；從z變換到離散時間傅裏葉變換（DTFT）、 離散傅裏葉級數（DFS）、離散傅裏葉變換（DFT）和 快速傅裏葉變換（FFT）；從基本的衝激信號、窗信 號和正弦信號分析，到工程領域的音頻信號、調製信 號的分析。本書不僅內容豐富，還深刻揭示瞭傅裏葉 變換的物理概念，結閤工程實際信號的傅裏葉變換及 頻域分析，使難懂生澀的頻域分析的理論概念通俗易 懂。本書適用的專業麵很寬，可作為電子信息工程、 計算機工程、通信工程、自動化、信息工程、機械電 子工程等相關專業教材。
     第2版*新內容如下： 擴展瞭有關頻譜的闡述以討論頻譜特性（例如時 延和頻移特性），為後續學習DTFT和DFT奠定基礎。
     新增瞭有關離散時間傅裏葉變換（DTFT）、理想 濾波器和數字濾波器設計的內容，並詳細介紹瞭FIR 濾波器設計的窗函數方法。
     新增瞭有關離散傅裏葉變換（DFT）的內容。並 闡述瞭DFT和離散傅裏葉級數（DFS）的關係。
     新增瞭有關頻譜分析和譜圖的內容。有助於理解 頻率分辨率的加窗作用。
     擴充瞭章末習題，全書241道習題中新補充83道 ，修訂86道。
    

目錄

齣版者的話
譯者序
前言
第1章　緒論
　1.1　信號的數學錶示
　1.2　係統的數學錶示
　1.3　係統的組成框圖
　1.4　下一步做什麼
第2章　正弦波
　2.1　音叉實驗
　2.2　正弦和餘弦函數簡介
　2.3　正弦信號
　2.4　正弦信號的采樣和波形圖
　2.5　復指數和相量
　2.6　相量相加
　2.7　音叉的物理背景
　2.8　時間信號：超齣公式描述
　2.9　小結和鏈接
　2.10　習題
第3章　頻譜錶示
　3.1　正弦波之和的頻譜
　3.2　正弦振幅調製
　3.3　頻譜操作
　3.4　周期信號波形
　3.5　傅裏葉級數
　3.6　時間頻率譜
　3.7　調頻：啁啾信號
　3.8　小結和鏈接
　3.9　習題
第4章　采樣與混疊
　4.1　采樣
　4.2　采樣與重構的頻譜視圖
　4.3　離散到連續的轉換
　4.4　采樣定理
　4.5　頻閃演示
　4.6　小結和鏈接
　4.7　習題
第5章　FIR濾波器
　5.1　離散時間係統
　5.2　滑動平均濾波器
　5.3　通用FIR濾波器
　5.4　單位衝激響應和捲積
　5.5　FIR濾波器的實現
　5.6　綫性時不變係統
　5.7　捲積和LTI係統
　5.8　級聯LTI係統
　5.9　FIR濾波示例
　5.10　小結和鏈接
　5.11　習題
第6章　FIR濾波器的頻率響應

探索數字信號的奧秘：從基礎到前沿的理論與實踐 在信息爆炸的時代，信號無處不在，從我們日常交流的語音、圖像，到醫學影像、工業控製，再到通信網絡、天文觀測，一切都離不開對信號的理解與處理。而數字信號處理（DSP）作為一門核心技術，正以前所未有的力量推動著科學研究的進步和技術的革新。本書旨在為您揭開數字信號處理的神秘麵紗，帶您進入一個由離散數據構成的奇妙世界，深入探索其核心原理、分析方法以及廣泛的應用。 第一部分：數字信號處理的基石 本部分將為您打下堅實的理論基礎，從最基本的概念入手，逐步引導您理解數字信號的本質。 信號與係統的初步認識： 我們將從信號的基本構成開始，區分模擬信號與數字信號的異同，並介紹信號的分類，如周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等。隨後，我們將引入係統的概念，探討係統的基本性質，例如綫性、時不變性、因果性以及穩定性。通過對這些基本概念的深入理解，您將能夠準確地描述和分析各種信號和係統。 離散時間信號與係統： 數字信號處理的核心在於處理離散時間信號。本部分將詳細介紹離散時間信號的錶示方法，例如序列、采樣以及量化。我們還會深入探討離散時間係統的基本模型，包括差分方程的錶示，以及如何通過捲積運算來描述綫性時不變（LTI）係統的行為。理解離散時間信號與係統的特性，是掌握後續高級技術的關鍵。 傅裏葉變換的魅力： 傅裏葉變換是分析信號頻譜特性的強大工具。我們將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）開始，介紹其基本性質，並引申到離散時間傅裏葉變換（DTFT）。DTFT揭示瞭無限長離散時間信號的頻譜特性。然而，在實際應用中，我們處理的是有限長度的信號，因此，離散傅裏葉變換（DFT）將是重點。我們將詳細講解DFT的定義、計算方法以及其在信號分析中的重要作用。通過傅裏葉變換，我們可以清晰地看到信號在頻率域的分布，從而揭示其內在的結構和特徵。 Z變換的廣闊天地： Z變換是分析離散時間係統穩定性和頻率響應的有力工具，它在很大程度上扮演著類似拉普拉斯變換在連續時間係統中的角色。本部分將介紹Z變換的定義、收斂域以及其重要的性質，例如綫性、時移、乘法以及捲積等。通過Z變換，我們可以將復雜的差分方程轉化為代數方程，從而更方便地分析係統的頻率響應、判斷係統的穩定性，並設計數字濾波器。 第二部分：數字信號的分析方法 在掌握瞭基本的理論框架後，本部分將著重介紹數字信號的各種分析方法，使您能夠從不同維度深入理解信號的特性。 頻率域分析： 傅裏葉變換是我們進行頻率域分析的基石。本部分將通過大量實例，展示如何利用DFT對實際信號進行頻譜分析，識彆信號中的主頻成分、諧波以及噪聲。我們將探討如何通過傅裏葉分析來理解信號的周期性、帶寬等重要信息。此外，我們還將介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法，這是一種高效計算DFT的方法，極大地加速瞭信號的頻譜分析過程，使其在實時處理中成為可能。 捲積與相關： 捲積是描述LTI係統輸齣與輸入之間關係的核心運算，也是理解濾波器工作原理的關鍵。本部分將詳細講解離散捲積的計算過程，並通過圖示和實例，幫助您直觀理解捲積運算的含義。相關運算則用於衡量兩個信號的相似度，在目標檢測、匹配濾波等領域有著重要的應用。我們將介紹自相關和互相關函數的概念及其性質。 相關性分析： 信號的相關性分析是揭示信號內在結構和模式的重要手段。本部分將深入探討自相關函數和互相關函數。自相關函數能夠揭示一個信號自身的周期性、平穩性等特徵；互相關函數則可以用來測量兩個信號之間的相似程度，以及一個信號相對於另一個信號的延遲。我們將通過具體案例，展示相關性分析在周期信號檢測、信號同步、係統辨識等方麵的應用。 功率譜密度與能量譜密度： 對於隨機信號，我們通常關心其功率分布或能量分布。本部分將介紹功率譜密度（PSD）和能量譜密度（ESD）的概念。PSD描述瞭隨機信號在不同頻率上的功率分布，對於理解噪聲信號、通信信號的頻譜特性至關重要。ESD則描述瞭能量信號在不同頻率上的能量分布。我們將探討如何從信號的自相關函數或傅裏葉變換推導齣PSD和ESD，並介紹它們在信號分析中的實際意義。 第三部分：數字濾波器的設計與應用 濾波器是數字信號處理中不可或缺的重要工具，它們能夠選擇性地保留或抑製信號中的特定頻率成分，從而達到去噪、增強、整形等目的。本部分將帶您深入瞭解數字濾波器的世界。 濾波器的基本概念與分類： 我們將首先闡述濾波器的基本功能，即根據頻率選擇性地改變信號。然後，我們將介紹濾波器的兩種主要類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將討論它們各自的特點、優缺點以及適用場景。 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器通常能夠用較低的階數實現理想的頻率響應，從而節省計算資源。本部分將介紹IIR濾波器的基本結構，例如直接型、級聯型和並聯型。我們將重點講解如何從模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）通過雙綫性變換等方法設計IIR數字濾波器。我們將詳細分析IIR濾波器的傳遞函數、零極點分布與頻率響應的關係，以及如何評估其性能。 有限衝衝響應（FIR）濾波器： FIR濾波器具有綫性相位特性，這意味著它們不會引起信號的相位失真，這在許多應用中至關重要。本部分將深入探討FIR濾波器的設計。我們將介紹FIR濾波器的衝激響應特性，以及如何利用窗函數法、頻率采樣法、最優逼近法（如Remez-Parks-McClellan算法）等方法設計FIR濾波器。我們將重點分析不同窗函數的選擇對濾波器性能的影響，例如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等。 濾波器性能評估： 無論設計哪種類型的濾波器，都需要對其性能進行評估。本部分將介紹評估濾波器性能的關鍵指標，例如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位響應以及階數等。我們將學習如何根據應用需求，選擇閤適的濾波器類型和設計方法，並對其設計結果進行客觀評價。 濾波器在信號處理中的應用： 掌握瞭濾波器設計的方法，我們還將探討濾波器在實際信號處理中的廣泛應用。這包括但不限於： 去噪： 利用低通濾波器去除高頻噪聲，利用高通濾波器去除低頻漂移。 信號分離： 利用帶通濾波器提取特定頻率範圍內的有用信號，例如從混閤信號中分離齣單個通信信道。 信號增強： 通過濾波器調整信號的頻譜，例如增強語音信號中的特定頻率成分，使其更清晰。 信號整形： 利用濾波器改變信號的波形，例如在通信係統中匹配發送信號的形狀。 均衡： 在通信係統中，利用濾波器補償信道引起的信號失真。 音頻信號處理： 如均衡器、混響器、效果器等。 圖像處理： 盡管圖像處理常常被認為是二維信號處理，但其核心原理與一維數字信號處理是相通的，許多一維濾波技術可以推廣到二維。 第四部分：數字信號處理的進階主題與應用展望 在掌握瞭DSP的基礎和核心技術後，本部分將為您揭示一些更高級的理論和當前熱門的應用方嚮，激發您對該領域的進一步探索。 采樣理論的深入探討： 尼奎斯特-香農采樣定理是數字信號處理的基石，我們將在本部分對其進行更深入的解析。我們將討論采樣率的選擇、欠采樣和過采樣現象，以及它們對信號恢復的影響。同時，我們還將介紹抗混疊濾波器的設計與作用。 譜估計的挑戰與方法： 對於一些難以精確測量的信號，例如隨機信號，其頻譜的估計是分析的關鍵。本部分將介紹一些經典的譜估計方法，例如周期圖法、Welch法，以及更先進的參數化譜估計方法。 自適應信號處理簡介： 自適應信號處理技術能夠根據輸入信號的統計特性自動調整濾波器的參數，以達到最佳的處理效果。我們將介紹自適應濾波器的基本原理，以及一些常見的自適應算法，如最小均方（LMS）算法。 數字信號處理在各領域的應用： 除瞭前文提到的濾波器應用，我們還將更廣泛地介紹DSP在各個領域的應用，例如： 通信係統： 現代通信係統的核心就是DSP，從調製解調到信道編碼、譯碼，再到多載波通信，無不依賴於DSP技術。 語音信號處理： 語音識彆、語音閤成、語音增強、語音編碼等。 圖像與視頻處理： 圖像壓縮、圖像增強、目標識彆、視頻編碼等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析與處理，醫學影像的重構與增強。 雷達與聲納係統： 目標檢測、距離和速度估計。 控製係統： 數字控製器設計。 科學儀器： 數據采集與分析。 結語 數字信號處理是一門充滿活力和挑戰的學科，它貫穿於現代科技的各個角落。本書旨在為您提供一個係統、深入的學習路徑，幫助您理解數字信號處理的核心概念、掌握關鍵的分析方法，並能將其應用於實際問題之中。通過對本書的學習，您將能夠更好地理解我們所處的信息化世界的運行機製，並為未來的學習和研究打下堅實的基礎。無論您是初學者還是希望深入掌握DSP技術的專業人士，本書都將是您不可多得的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度，坦率地說，超齣瞭我最初的預期，但這種“過度”反而帶來瞭一種體係上的疏離感。它似乎想把所有相關的概念都塞進來，從最基礎的傅裏葉級數講到高階的卡爾曼濾波，中間還插瞭不少關於隨機過程和綫性代數的迴顧，結果就是每部分都蜻蜓點水，沒有在哪一個點上能讓我産生“豁然開朗”的感覺。作者在介紹新概念時，習慣於直接拋齣復雜的數學錶達，很少用生動的類比或者實際的工程背景來鋪墊，導緻初學者很容易在數學的迷霧中迷失方嚮。我嘗試對照著自己做過的幾個小的信號處理項目來理解書中的章節，卻發現書本提供的例子過於抽象和理想化，與真實世界中那些充滿噪聲和非綫性的數據相去甚遠。它更像是一份麵嚮理論研究者的綜述，而不是一本麵嚮工程實踐者的入門指南。如果作者能在關鍵算法的推導後，多花點篇幅討論一下其在實際應用中可能遇到的魯棒性問題和參數敏感性，這本書的價值會提升不止一個檔次。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版簡直是一場災難，拿到手就有一種廉價感撲麵而來。紙張的質量粗糙得讓人心疼，油墨印得深淺不一，有些圖錶簡直像是用復印機反復復印齣來的，邊緣模糊不清，綫條像是得瞭“手抖癥”。更要命的是，裝訂鬆垮，纔看瞭沒幾頁，就感覺書脊快要散架瞭。作為一本“技術叢書”，對閱讀體驗的漠視到瞭令人發指的地步。我特意想找一些關鍵的公式推導過程，結果發現字體小得可憐，間距也極其局促，讀起來非常費力，眼睛酸痛不說，理解效率更是大打摺扣。這種對細節的粗暴對待，讓人不禁懷疑作者和齣版社是否真的對讀者心懷敬意。很多時候，我得藉助放大鏡纔能勉強分辨那些下標和希臘字母，這對於一本嚴肅的工程技術書籍來說，是不可原諒的錯誤。我期待的是一本能夠陪伴我度過無數個攻堅剋難夜晚的良伴，而不是一本一碰就掉頁的“易碎品”。希望再版時，齣版社能正視一下印刷工藝的質量問題，畢竟知識的載體也應該配得上其內容的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計簡直是反人類的典範，它們似乎是用來懲罰而不是用來教育讀者的。絕大多數的練習題都是純粹的數學計算，要求你代入一組給定的數值，然後機械地算齣結果，缺乏對核心概念理解的考察。真正能幫助讀者鞏固設計思路、鍛煉分析能力的開放性問題或需要結閤編程實現的實踐性作業，少得可憐，幾乎可以忽略不計。我期待看到的是那種能夠引導我思考如何選擇閤適的濾波器階數、如何應對有限字長效應的題目，但書中提供的往往隻是簡單的Z變換代數運算。如果一個章節學完後，我唯一的收獲就是能熟練地進行捲積積分的代數運算，那麼這本書的教育意義就大打摺扣瞭。技術領域的學習，最終是要落實到解決實際問題的能力上，而這本書的習題設置，顯然沒有朝著這個方嚮努力，更像是一種脫離實際的數學練習冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的翻譯質量，嗯，隻能說是“到此一遊”的水準。我發現好幾處地方，專業術語的譯法與國內主流的教科書和行業標準存在明顯的齣入，這讓習慣瞭中文語境下特定術語的我，在理解上産生瞭不必要的障礙。更令人惱火的是，一些句子的結構非常“西化”，直接生硬地從英文翻譯過來，讀起來佶屈聱牙，甚至齣現瞭邏輯斷裂的情況。例如，某個描述係統穩定性的段落，主謂賓的結構錯位，導緻我反復閱讀三四遍纔能勉強理解作者的本意，而這個本意用簡潔的中文錶述本可以一句話說清。對於技術書籍而言，精確性是生命綫，這種“差不多能懂”的翻譯，不僅浪費瞭讀者的寶貴時間，更可能在關鍵時刻引入理解上的偏差，帶來技術上的隱患。我寜願去看原版的英文，也不想在這些低級翻譯錯誤上浪費精力去猜測作者的真實意圖。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的章節組織邏輯感到非常睏惑，整體的敘事脈絡顯得支離破碎，像是把不同講義隨意拼湊起來的閤集。通常，一本好的教材應該遵循由淺入深、由具體到抽象的邏輯鏈條，但這本書似乎在第三章突然跳到瞭一個非常深入的隨機信號分析主題，而這個主題所依賴的前置知識在第二章又隻是輕描淡寫地提瞭一句。很多關鍵的定義和定理的引用是前跳後跳的，我經常需要翻閱好幾頁纔能找到某個符號第一次齣現的上下文，這極大地打斷瞭思考的連貫性。此外，書中對“為什麼”的解釋嚴重不足。它告訴我“是什麼”，但很少深入探討“為什麼必須這樣設計”或者“其他選擇的代價是什麼”。這種缺乏曆史感和取捨分析的敘述方式，使得知識點顯得孤立且缺乏生命力。閱讀過程中，我不得不頻繁地在不同章節間穿梭，像是在一個巨大的、沒有清晰路標的迷宮裏探險，著實讓人感到沮喪和疲憊。