9787302185093 信号处理原理与应用(第2版) 清华大学出版社 靳希,杨尔滨, pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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靳希，杨尔滨，赵玲著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302185093

商品编码：29547083160

包装：平装

出版时间：2008-11-01

基本信息

书名：信号处理原理与应用(第2版)

定价：39.00元

作者：靳希,杨尔滨,赵玲著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2008-11-01

ISBN：9787302185093

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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内容提要

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本书简明扼要地介绍了信号处理与线性系统的理论和分析方法。全书共分9章，内容包括信号分析的基本概念、傅里叶变换、序列及其Z变换、离散时间系统、离散傅里叶变换、滤波器原理与设计、数字信号处理器（DSP）原理、数字信号处理技术的应用及MATLAB在信号处理中的应用等内容。书中～6章配有习题，第9章配有上机练习题，书末附有部分参考答案。
　　本书可作为电气工程及其自动化专业的本科教材，也可作为电子信息工程、自动控制、计算机应用等专业的教材或参考书，同时也可供有关科技与工程技术人员自学参考。

目录

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章　信号分析的基本概念
　1.1　引言　
　1.2　信号的概念及分类　
　1.3　典型信号与奇异信号　
　1.4　信号的分解　
　1.5　信号的基本运算　
　习题　
第2章　傅里叶变换　
　2.1　周期信号的频谱分析——傅里叶级数　
　2.2　周期矩形脉冲信号的频谱　
　2.3　非周期信号的频谱分析——傅里叶变换　
　2.4　傅里叶变换的基本性质　
　2.5　卷积定理　
　2.6　周期信号的傅里叶变换　
　2.7　抽样信号的傅里叶变换　
　习题　
第3章　序列及其Z变换　
　3.1　离散时间信号——序列　
　3.2　序列的Z变换
　3.3　Z变换的性质和定理
　3.4　Z反变换　
　3.5　Z变换与拉普拉斯变换
　习题
第4章　离散时间系统　
　4.1　线性时（移）不变离散系统及其数学模型　　　
　4.2　离散系统时域分析
　4.3　离散系统Z域分析
　4.4　离散系统的因果性、稳定性
　4.5　离散系统的频率响应
　习题
第5章　离散傅里叶变换　
第6章　滤波器原理与设计
第7章　数学信号处理器（DSP）原理
第8章　数学信号处理技术的应用
第9章　MATLAB在信号处理中的应用
附录
习题答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理：理论、算法与实践 引言 数字信号处理（DSP）是信息科学领域的核心分支，它涉及对离散时间信号进行各种数学运算，以提取、分析、修改或合成信息。随着数字技术的飞速发展，DSP已渗透到我们生活的方方面面，从音频视频的处理、通信系统的调制解调，到医学影像的增强、科学实验的数据分析，无处不在。本书旨在系统地介绍数字信号处理的基本原理、核心算法以及在实际工程中的应用，为读者构建一个扎实的理论基础，并提供丰富的实践指导。 第一部分：数字信号处理基础 第一章：信号与系统概述 信号的定义与分类： 介绍连续时间信号与离散时间信号的区别，以及周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等常用信号的性质。 系统的定义与分类： 讨论线性时不变（LTI）系统的重要性，介绍因果系统、稳定系统、记忆系统、单位延迟系统等概念。 信号的表示： 讲解信号的时域、频域表示方法，以及复指数信号在信号分析中的关键作用。 傅里叶级数与傅里叶变换： 深入阐述连续时间信号和离散时间信号的傅里叶级数和傅里叶变换，揭示信号的频率成分。重点分析其收敛性条件和性质，为后续章节的频域分析奠定基础。 第二章：离散时间信号与系统 离散时间信号的特性： 详细介绍单位脉冲信号、单位阶跃信号、指数信号等基本离散信号。 卷积： 深入讲解离散时间LTI系统的核心运算——卷积，包括其定义、性质和计算方法。通过大量实例说明卷积在系统分析中的作用。 差分方程： 介绍描述离散时间LTI系统的差分方程，以及如何通过差分方程求解系统的零输入响应和零状态响应。 系统函数与频率响应： 引入系统函数（Z变换）的概念，它是描述LTI系统输入输出关系的强大工具。讨论系统函数的极点与零点如何影响系统的频率响应，以及零极点与系统稳定性的关系。 第三章：Z变换 Z变换的定义与性质： 详细阐述Z变换的定义，并系统介绍其各种重要性质，如线性、时移、尺度变换、微分、卷积等。 逆Z变换： 介绍求解逆Z变换的几种常用方法，包括长除法、部分分式展开法和留数定理法。 因果性与稳定性： 深入分析Z域中的因果性与稳定性条件，以及系统函数零极点位置与系统因果性、稳定性的对应关系。 应用： 演示Z变换在系统分析、系统函数表示、滤波器设计等方面的应用。 第四章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 离散傅里叶变换（DFT）： 介绍DFT的定义、性质以及它在信号频谱分析中的重要地位。 DFT的性质： 详细讲解DFT的线性、周期性、对称性、卷积性质等，以及这些性质如何简化计算和分析。 快速傅里叶变换（FFT）： 深入讲解FFT算法的核心思想，重点介绍蝶形运算以及Cooley-Tukey算法的原理。分析FFT算法如何极大地提高DFT的计算效率。 DFT/FFT的应用： 探讨DFT/FFT在频谱分析、滤波器设计、信号的卷积与相关计算等方面的实际应用。 第二部分：数字信号处理的算法与技术 第五章：数字滤波器的设计 滤波器基本概念： 介绍滤波器的作用、分类（低通、高通、带通、带阻）以及理想滤波器和实际滤波器的区别。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 巴特沃斯滤波器： 介绍其通带内幅度响应平坦的特点，并给出设计步骤。 切比雪夫滤波器（I型和II型）： 讲解其在通带或阻带内具有纹波的特点，以及不同类型切比雪夫滤波器的设计方法。 椭圆滤波器： 介绍其在通带和阻带内都允许纹波，但能在同等阶数下实现更陡峭的过渡带。 冲激不变法与双线性变换法： 讲解将模拟滤波器原型转换为数字IIR滤波器的两种常用方法，以及它们各自的优缺点。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器的优点： 强调FIR滤波器线性相位和固有稳定性的优势。 窗函数法： 介绍矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等常用窗函数，以及它们如何影响滤波器的频率响应和过渡带宽度。 频率采样法： 讲解通过直接指定滤波器的频率响应来设计FIR滤波器的方法。 最优（Parks-McClellan）算法： 介绍此算法如何设计出在特定指标下最优的FIR滤波器。 滤波器设计软件的应用： 介绍MATLAB等工具在数字滤波器设计中的应用。 第六章：采样与量化 采样定理： 深入阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释采样频率与信号最高频率之间的关系，以及欠采样和过采样的后果。 采样过程的数学模型： 讨论理想采样、脉冲采样、平顶采样等模型。 信号重建： 介绍理想重建滤波器以及实际重建方法，讨论混叠现象的产生与消除。 量化误差： 介绍量化过程的原理，以及量化误差的统计特性，如量化噪声的功率和信噪比。 非均匀量化： 探讨μ律编码和A律编码等技术，如何减小低幅度信号的量化误差。 第七章：自适应信号处理 自适应滤波器的基本概念： 介绍自适应滤波器的工作原理，即根据输入信号的统计特性自动调整滤波器系数。 最小均方（LMS）算法： 详细讲解LMS算法的原理、收敛性分析以及其在噪声消除、均衡等方面的应用。 递归最小二乘（RLS）算法： 介绍RLS算法的原理，分析其收敛速度和计算复杂度，并探讨其应用场景。 自适应滤波器的应用： 噪声消除： 如何利用自适应滤波器去除背景噪声。 回声消除： 在电话通信中消除混响。 信道均衡： 补偿通信信道对信号的失真。 预测： 对信号进行未来值预测。 第三部分：数字信号处理的应用 第八章：多速率信号处理 上采样与下采样： 详细介绍上采样和下采样操作的原理、数学模型以及引入的频谱变化。 抽取滤波器与插值滤波器： 介绍如何设计用于上采样和下采样的滤波器，以及它们在实际应用中的作用。 多速率滤波器组： 探讨多速率滤波器组在信号压缩、子带编码等领域的应用，如小波变换。 应用： 讨论多速率信号处理在数字通信、音频编码、图像处理等领域的关键作用。 第九章：谱估计 经典谱估计方法： 周期图法： 介绍其原理、优缺点以及在信号谱分析中的应用。 Welch方法： 讨论如何通过分段平均来降低周期图法估计的方差。 现代谱估计方法： 模型法： 介绍AR模型、MA模型、ARMA模型等，以及如何利用这些模型来估计信号的功率谱密度。 Burg方法： 详细讲解Burg算法及其在AR模型参数估计中的应用。 Yule-Walker方程： 介绍如何利用Yule-Walker方程来求解AR模型的参数。 谱估计的应用： 探讨谱估计在目标识别、故障诊断、通信信号分析等方面的应用。 第十章：数字信号处理在通信系统中的应用 数字调制解调： 介绍ASK、FSK、PSK、QAM等数字调制技术的原理，以及在接收端如何进行相应的解调。 信道编码与解码： 介绍纠错码（如Hamming码、卷积码、Turbo码）的基本原理，以及它们如何提高通信系统的可靠性。 均衡技术： 讨论如何在接收端补偿信道失真，提高数据传输的准确性。 OFDM技术： 深入讲解正交频分复用（OFDM）技术，分析其抗多径干扰的优势，并介绍其在Wi-Fi、LTE等通信标准中的应用。 第十一章：数字信号处理在图像与音频处理中的应用 数字图像处理基础： 图像增强： 介绍点运算、空间域滤波（如平滑、锐化）等方法，以改善图像的视觉效果。 图像复原： 讨论如何去除噪声、模糊等退化，恢复图像的原始信息。 图像压缩： 介绍离散余弦变换（DCT）、小波变换等在图像压缩中的应用，以及JPEG、MPEG等标准。 数字音频处理基础： 音频信号的采样与量化： 介绍CD音质、MP3等音频格式的标准。 音频效果处理： 如混响、均衡、降噪等。 音频编码： 介绍MP3、AAC等音频压缩算法的原理。 第十二章：DSP芯片与硬件实现 DSP芯片的体系结构： 介绍DSP芯片特有的架构，如哈佛结构、单周期指令、MAC单元等，以及它们如何提高运算效率。 常用DSP芯片介绍： 简要介绍TI C6000系列、ADI SHARC系列等主流DSP处理器。 硬件加速技术： 讨论FPGA、ASIC等在实现高性能DSP应用中的作用。 软件与硬件协同设计： 强调在实际工程中，软件算法与硬件实现的有效结合是至关重要的。 结论 数字信号处理是一门既具有深厚理论基础又充满实践活力的学科。本书从最基本的信号与系统概念出发，逐步深入到各种核心算法和关键应用。通过学习本书，读者将能够理解数字信号处理的强大能力，掌握分析和设计DSP系统的基本方法，并为进一步的深入研究或工程实践打下坚实的基础。数字信号处理的技术还在不断发展，本书提供了一个坚实的起点，激励读者在信息时代浪潮中不断探索和创新。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常看重一本教材是否能够紧跟时代发展和行业前沿。这本书虽然涵盖了信号处理的经典理论，但在涉及到现代应用，比如数字滤波器的具体实现和参数选择时，并没有停留在纯理论层面，而是融入了许多工程实践中的“潜规则”和经验之谈。例如，在讲解IIR滤波器设计时，书中详细对比了巴特沃斯、切比雪夫等不同类型的幅频特性曲线，并且不仅仅展示了它们的数学公式，还深入讨论了在实际抗混叠、去噪应用中，工程师会如何根据带宽要求和过渡带的陡峭程度来做出权衡取舍。这种理论与实践相结合的深度，使得这本书的价值远远超出了课堂教材的范畴，它更像是一位经验丰富的工程师在手把手地传授设计思路，对于希望从事通信、自动控制或数据分析等领域的读者来说，这种实战层面的指导是极其宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计可以说是其一大亮点，体现了作者深厚的教学经验。不同于一些教材只提供计算量巨大的机械练习题，这里的习题更注重对概念理解的深度和广度进行检验。习题难度设置非常合理，从基础的概念辨析题，到需要结合多个章节知识点进行综合分析的证明题，再到贴近实际系统的仿真设计题，形成了一个完整的学习闭环。尤其是一些开放性的思考题，它们不会直接给出唯一的标准答案，而是引导读者去探索不同参数设置对系统性能的影响，鼓励我们用编程工具（比如MATLAB或Python）去验证自己的想法。这对于我们这些想把理论知识真正转化为工程实践能力的读者来说，无疑是最好的训练场。我花了大量时间在这些设计精良的习题上，每一次成功解答，都能带来一种“我真正掌握了这个知识点”的成就感，而不是简单地做完作业交差了事。

评分☆☆☆☆☆

从内容组织结构来看，这本书的逻辑脉络处理得极其清晰和连贯。它遵循了信号处理领域知识体系的自然发展路径：从连续时间信号与系统开始，逐步过渡到离散时间系统，再到重要的变换域分析（傅里叶、Z变换），最后才进入到滤波器设计和随机信号处理等更高级的主题。这种层层递进的结构，确保了读者在学习后续更复杂的概念时，所需的预备知识都已在前面的章节中得到充分的夯实。作者在章节之间的衔接上也做得非常巧妙，常常在章节末尾有一个“承上启下”的总结，明确指出本章内容如何为下一章的深入学习奠定基础，这种前瞻性的引导极大地帮助读者构建了宏观的学习地图，避免了知识点散乱、缺乏整体性的学习困境。这种严谨的编排，让这本书不仅是一本参考书，更像是一份精心规划的自学教程。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏作者在阐述理论时的那种深入浅出的叙述方式。很多信号处理的教材，往往在引入傅里叶变换或者Z变换时，上来就是一堆抽象的数学定义和复杂的推导，让人望而却步。然而，这本书的处理方式明显更加注重直观性和工程背景的结合。它没有回避那些核心的数学工具，但总是在引入新的概念之前，先用一个实际的工程问题作为引子，解释“为什么我们需要这个工具”，这极大地激发了读者的学习兴趣。例如，在讲解卷积时，作者用了非常生动的类比，将抽象的积分运算转化为了两个信号相互“覆盖”和“叠加”的过程，配上的插图也清晰地展示了时间域上滑动和相乘的物理意义。这种以应用为导向的讲解，使得原本枯燥的理论变得有血有肉，对于初学者来说，建立起对信号处理整体框架的理解起到了关键作用，让人感觉自己不是在背公式，而是在学习一种解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，拿到手沉甸甸的，一看就知道是用料扎实。封面设计采用了经典的蓝白配色，简洁却不失专业感，中间的书名和作者信息排版得错落有致，给人一种严谨治学的感觉。尤其是纸张的选择，那种略带米白色的哑光纸张，不仅阅读起来非常舒适，减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳，而且侧面可以看到纸张的厚度和韧性都非常好，足以见得出版社在实体书制作上的用心。内页的印刷质量也无可挑剔，字迹清晰锐利，即便是复杂的数学公式和图表，线条也丝毫没有模糊不清的情况。这对于一本技术类书籍来说至关重要，因为任何微小的印刷瑕疵都可能影响到读者对复杂概念的理解。翻阅时，那种油墨与纸张接触产生的淡淡的墨香，也让人回想起学生时代捧着新书时的那种激动心情，这在如今充斥着电子阅读的时代，实体书的质感体验是无可替代的，让人更愿意把它放在书架上，随时可以翻阅和参考。