数字信号处理基础(第3版) 周利清苏菲罗仁泽 9787563529483 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周利清苏菲罗仁泽 著

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• 9787563529483

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出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563529483

商品编码：29572670721

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：数字信号处理基础(第3版)

定价：42.00元

作者：周利清苏菲罗仁泽

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787563529483

字数：

页码：

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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这本《数字信号处理基础(第3版)》是作者周利清、苏菲、罗仁泽在长期从事数字信号处理方面的教学和科研工作的基础上，为本科生所编写的数字信号处理课程的教材，该书只包含本科生应该掌握的数字信号处理的基本知识。作者力求在对数字信号处理的基本原理、基本概念、基本算法融会贯通、深入理解的基础上，将这些知识系统、深入浅出、透彻清楚地进行讲解，做到有理、有据、有条理，数学推导正确，逻辑关系清楚，以使读者容易理解和掌握，并且便于教学和自学。希望读者在学习这本教材所建立的坚实基础上，能够更好地去学习数字信号处理的其他更深入的内容，或者能够将这些知识很好地投入实际应用。

内容提要

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“数字信号处理”是各高等院校电子类专业和通信类专业学生的一门非常重要的专业基础课。周利清、苏菲、罗仁泽编著的《数字信号处理基础(第3版)》阐述了离散系统的性质、离散信号的各种变换；深入讲解了DFT的原理及其性质，讨论了用DFT求线性卷积和进行分段卷积的方法；阐述了各种FFT算法；详细论述了IIR数字滤波器的原理和设计方法；分析了线性相位FIR滤波器的实现条件和重要性质以及设计方法；详细讨论了IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的各种结构及其优缺点；讨论了数字信号处理中的有限字长效应。此外，在每一章之后，加入了与本章所涉及的内容有关的Matlab方法、程序、函数等，使读者可以利用Matlab得到的结果来帮助和验证自己对于原理的理解。《数字信号处理基础(第3版)》系统、深入浅出、透彻清楚地讲解了数字信号处理的基本理论、基本概念和基本算法，数学推导严谨，逻辑关系清楚，以使得读者便于理解、掌握，并且便于自学。这本书不但可以作为本科生的教材，还可以为从事数字信号处理工作的技术人员自学所

目录

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章 数字信号处理概述(绪论) 1.1 信号的分类 1.2 数字信号处理 1.3 数字信号处理的优越性 1.4 数字信号处理的3种方式 1.5 数字信号处理的两大方法第2章 离散系统的性质和离散信号的变换 2.1 抽样和内插 2.1.1 抽样 2.1.2 内插 2.2 离散时间信号 2.2.1 离散时间信号序列 2.2.2 常用序列 2.3 离散系统及其线性和时不变性 2.3.1 离散系统的定义及其单位抽样响应 2.3.2 离散系统的线性 2.3.3 离散系统的时不变性 2.3.4 线性时不变系统 2.4 离散信号的线性卷积 2.4.1 离散线性卷积的定义 2.4.2 离散线性卷积的计算 2.5 离散系统的因果性和稳定性 2.5.1 因果性 2.5.2 稳定性 2.6 离散信号的傅里叶变换 2.6.1 问题的提出 2.6.2 傅里叶变换对的推导 2.6.3 离散信号傅里叶变换的性质 2.6.4 线性时不变系统的频率响应 2.7 离散信号的z变换 2.7.1 z变换的定义及其收敛域 2.7.2 z变换的性质 2.7.3 z反变换 2.7.4 z变换与傅里叶变换的关系 2.8 离散系统的差分方程、系统函数及其零极点 2.8.1 离散系统的差分方程 2.8.2 离散系统的系统函数 2.8.3 系统函数的零极点 2.8.4 线性时不变因果系统的稳定性 2.9 Matlab方法 2.9.1 常用序列及序列运算的Matlab实现 2.9.2 离散信号变换的Matlab实现 习题第3章 离散傅里叶变换(DFT) 3.1 离散傅里叶级数(DFS)及其性质 3.1.1 周期序列DFS的推导 3.1.2 DFS的性质 3.2 离散傅里叶变换(DFT)及其性质 3.2.1 DFT的导出 3.2.2 DFT的性质 3.3 z变换与DFT的关系 3.3.1 由z变换得到DFT 3.3.2 由DFT得到z变换 3.3.3 频率分辨率 3.4 用DFT求线性卷积 3.4.1 循环卷积与线性卷积的关系 3.4.2 用DFT求线性卷积 3.5 分段卷积 3.5.1 重叠相加法 3.5.2 重叠保留法 3.6 Matlab方法 3.6.1 利用Matlab计算信号的DFT和IDFT 3.6.2 序列循环移位的Matlab实现 3.6.3 循环卷积的Matlab实现 3.6.4 利用DFT计算线性卷积的Matlab实现 3.6.5 分段卷积的Matlab实现 习题第4章 快速傅里叶变换(FFT) 4.1 引言 4.1.1 DFT的矩阵表示及其运算量 4.1.2 Wnk N因子的特性 4.2 基2时间抽选的FFT算法 4.2.1 算法推导 4.2.2 算法特点 4.2.3 关于FFT算法的计算机程序 4.3 基2频率抽选的FFT算法 4.4 快速傅里叶反变换 *4.5 线性调频z变换算法 4.5.1 基本原理 4.5.2 算法的要点 4.5.3 算法的特点 4.6 实序列的FFT的高效算法 4.6.1 两个长度相同的实序列 4.6.2 一个2N点的实序列 4.7 Matlab方法 4.7.1 利用Matlab计算FFT 4.7.2 用Matlab实现有限长序列的Chirp z变换 习题第5章 IIR数字滤波器的原理及设计 5.1 滤波器概述 5.1.1 数字滤波器与模拟滤波器 5.1.2 两大类数字滤波器 5.1.3 数字滤波器的设计步骤 5.2 IIR数字滤波器概述 5.2.1 IIR数字滤波器的差分方程和系统函数 5.2.2 IIR数字滤波器的设计方法 5.2.3 借助于模拟滤波器的理论和方法的设计原理 5.3 模拟低通滤波特性的逼近 5.3.1 Butterworth低通滤波特性的逼近 5.3.2 Chebyshev低通滤波特性的逼近 5.3.3 Cauer低通滤波特性简介 5.3.4 3种滤波器的比较 5.3.5 滤波器图表法设计 5.4 冲激响应不变法 5.4.1 冲激响应不变法的变换方法 5.4.2 模拟滤波器与数字滤波器的频率响应之间的关系 5.4.3 z平面与s平面的映射关系 5.5 双线性变换法 5.5.1 双线性变换关系的导出 5.5.2 s平面与z平面的映射关系 5.5.3 频率预畸变 5.5.4 双线性变换法的特点 5.6 数字滤波器的变换 *5.7 IIR数字滤波器的优化设计 5.7.1 误差判别准则 5.7.2 优化算法 5.8 Matlab方法 5.8.1 利用Matlab实现模拟滤波器的设计 5.8.2 冲激响应不变法的Matlab实现 5.8.3 双线性变换法的Matlab实现 5.8.4 用Matlab实现数字滤波器的设计 习题第6章 FIR数字滤波器的原理及设计 6.1 FIR数字滤波器的差分方程、冲激响应、系统函数及其零极点 6.2 线性相位FIR滤波器 6.2.1 恒延时滤波 6.2.2 线性相位FIR滤波器满足的条件 6.2.3 线性相位FIR滤波器的特性 6.3 窗口法 6.3.1 基本原理 6.3.2 对频率响应的影响 6.3.3 常用窗函数 6.3.4 设计方法小结 *6.4 频率抽样法 *6.5 FIR数字滤波器的优化设计 6.5.1 切比雪夫等波纹逼近 6.5.2 加权切比雪夫逼近 6.5.3 Remez交换算法 6.6 Matlab方法 6.6.1 用Matlab进行基于窗函数的FIR数字滤波器的设计 6.6.2 用Matlab进行等波纹FIR滤波器的设计 习题第7章 数字滤波器的结构 7.1 数字网络的信号流图 7.1.1 信号流图及其有关概念 7.1.2 解代数方程组求节点变量之值 7.1.3 化简信号流图求系统函数 7.1.4 Mason公式 7.1.5 信号流图的转置 7.2 IIR数字滤波器的结构 7.2.1 直接型 7.2.2 正准型 7.2.3 级联型 7.2.4 并联型 7.3 FIR数字滤波器的结构 7.3.1 横截型 7.3.2 级联型 7.3.3 频率抽样型 7.4 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 7.5 用Matlab实现数字滤波器的结构 7.5.1 IIR数字滤波器的结构实现 7.5.2 FIR数字滤波器的结构实现 习题第8章 数字信号处理中的有限字长效应 8.1 概述 8.1.1 数字系统与有限字长效应 8.1.2 关于数的表示 8.1.3 量化误差 8.2 A／D变换的字长效应 8.2.1 量化效应的统计分析 8.2.2 线性时不变系统对量化噪声的响应 8.3 乘积误差的影响 8.3.1 IIR滤波器中乘积误差的影响 8.3.2 FIR滤波器中乘积误差的影响 8.4 系数的量化效应 8.5 极限环振荡 习题附录 A1 常用的数学知识 A1.1 傅里叶变换 A1.2 特殊函数 A2 LTI系统因果性的充分必要条件的证明 A3 复变函数中的一个积分的计算 A4 双线性变换法s平面与z平面的映射关系推导 A5 本书所用的符号、术语以及英文缩写词一览表参考文献注：目录中有“*”号的是选学的内容。

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的律动：从概念到应用》 内容简介 在这个信息爆炸的时代，我们无时无刻不被各种各样的信号所包围——从清晨唤醒你的闹钟，到夜晚点亮屏幕的图像，再到通信网络中传递的海量数据。这些信号，无论形态如何，都蕴含着丰富的信息。而理解和驾驭这些信息，正是数字信号处理（DSP）的魅力所在。《信号的律动：从概念到应用》旨在揭开数字信号处理的神秘面纱，带领读者深入探索信号的本质，掌握处理和分析信号的核心技术，并最终将这些技术应用于解决实际问题。 本书不仅仅是一本枯燥的理论书籍，更是一次引人入胜的学习之旅。我们将从最基础的概念出发，循序渐进地引导您理解离散时间信号、系统及其基本性质。我们将深入剖析卷积、差分方程等核心概念，阐明信号在系统中的变换过程。随后，我们将目光转向信号的频率域分析，详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换，让您领略信号在频域的精彩表现。离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现算法——快速傅里叶变换（FFT）将是本书的重点，它们是现代数字信号处理不可或缺的工具。 本书的另一大亮点在于对数字滤波器设计与应用的详尽阐述。我们将区分有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器，深入探讨它们的设计原理、优缺点以及适用的场景。从理想滤波器的理论模型到实际滤波器参数的确定，再到各种设计方法的详解，如窗函数法、频率采样法、Bilinea变换法等，本书将为您提供一套完整的滤波器设计解决方案。理解滤波器的设计，就如同掌握了“净化”和“塑造”信号的利器，能够有效地去除噪声、提取有用信息，或者改变信号的某些特性。 除了核心的信号分析和滤波技术，本书还将触及更广泛和深入的数字信号处理主题。我们将探讨抽样与重建的原理，理解模拟信号如何被数字化，以及数字化信号如何被还原，这是数字信号处理的基石。数据压缩技术，如线性预测编码（LPC）和更高级的变换编码，将揭示如何高效地存储和传输信号信息，这在多媒体处理和通信领域至关重要。自适应信号处理，特别是自适应滤波器，将带领您进入一个能够根据输入信号特性动态调整自身参数的智能信号处理领域，这在噪声消除、回声消除等复杂场景中展现出强大的能力。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性和应用的实用性。每一章都以清晰的目标导入，引出核心概念，并通过详细的数学推导和直观的图示加以解释。为了帮助读者巩固所学知识，每章都配有精心设计的例题和习题，涵盖了从基本概念的理解到复杂问题的解决。这些例题和习题不仅锻炼读者的计算和分析能力，更引导读者思考如何将所学理论应用于实际工程问题。 更重要的是，本书并非止步于理论的讲解，而是将理论与实践紧密结合。我们将深入探讨数字信号处理在各个领域的实际应用，让您真切感受到这项技术的强大力量。在通信领域，数字信号处理是现代无线通信、光纤通信等技术的基石，它负责信号的编码、调制、解调、信道估计和纠错等关键环节。在音频和图像处理领域，DSP技术使得高品质的音乐录制、声音修复、图像增强、压缩和识别成为可能。在雷达、声纳、医疗仪器（如心电图、脑电图分析）等系统中，DSP扮演着至关重要的角色，用于信号的探测、识别和分析。我们将通过案例分析，展示这些应用是如何利用DSP的原理和技术实现的，激发读者将所学知识转化为实际解决方案的兴趣。 本书还强调了计算工具在数字信号处理中的重要性。虽然我们会在理论推导中给出清晰的数学框架，但实际的信号处理往往需要强大的计算能力。因此，本书也会引导读者了解如何利用MATLAB、Python等流行的工程计算和编程语言来实现各种DSP算法。通过编写简单的代码示例，您将能够亲手模拟信号、设计滤波器、实现变换，并将理论知识转化为可执行的程序，这对于学以致用、提升工程实践能力具有不可估量的价值。 《信号的律动：从概念到应用》的目标读者群非常广泛。无论是对数字信号处理充满好奇的在校学生，希望系统学习DSP理论和应用的研究生，还是希望提升自身技能的工程技术人员，抑或是对信号处理感兴趣的业余爱好者，本书都能为您提供一条清晰的学习路径。本书的写作风格力求通俗易懂，避免不必要的专业术语堆砌，同时又不失学术的严谨性。我们希望通过这本书，能够点燃您对数字信号处理的热情，让您体会到信号分析和处理的乐趣，并最终掌握这项强大的技术，为您的学习和工作带来新的视角和无限可能。 信号是世界的语言，而数字信号处理正是解读和驾驭这种语言的钥匙。本书将带您走进这个奇妙的世界，理解信号的内在规律，掌握处理信号的艺术，并最终在技术创新的浪潮中，成为一名优秀的信号工程师。让我们一起，踏上这段探索信号律动的精彩旅程吧！

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是遇到了一位经验极其丰富的导师，他不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么会是这样”，以及“在什么情况下你应该用A而不是B”。我记得有一次在处理一个音频信号的降噪问题时，陷入了一个关于窗函数选择的死胡同。书里关于频谱泄漏和栅栏效应的描述，一下子点醒了我。它没有直接给出“使用海明窗”的答案，而是详细剖析了不同窗函数在平坦度和旁瓣衰减之间的权衡，让我得以根据自己信号的特性，做出最合理的工程决策。这种授人以渔的教学方式，远比直接给出答案有效得多。而且，书中引入的许多高级主题，比如多相滤波、子带编码的概念，虽然初看有些晦涩，但作者的讲解逻辑链条非常清晰，层层递进，让你感觉自己正在被一步步引导到一个更高的认知维度。它挑战了我的思维极限，迫使我不断去查阅相关的信号理论背景知识，从而拓展了我的知识广度。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和装帧给我留下了非常深刻的印象，这是一种老派的、值得信赖的出版美学。内页纸张的质感非常适合长时间阅读，即便是被我翻阅了无数次，折痕累累，油墨的清晰度依然保持得很好，这在充斥着廉价印刷品的今天，实属难得。我特别欣赏它在例题设计上的独到匠心。很多教科书的例子往往流于表面，只是简单套用公式，但这里的案例分析，往往能紧密结合实际工程中的痛点，比如噪声抑制、滤波器设计中的特定挑战。当我跟着书中的步骤一步步推导，最终得出那个看似复杂的结论时，总能体会到一种“原来如此”的顿悟感。特别是关于有限冲击响应（FIR）和无限冲击响应（IIR）滤波器的对比部分，作者的论述极其到位，没有偏袒任何一方，而是客观地展示了各自的优势和局限性，并配以直观的频率响应图谱。这种平衡和深度，是市场上很多快餐式教材所不具备的。它要求你动脑，拒绝了任何形式的投机取巧，是真正想学好这门学问的人的必备工具。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，刚接触这本书的时候，我曾被那些密集的数学符号阵列吓退过，那感觉就像是面对着一堵写满了希腊字母的墙。然而，随着阅读的深入，我发现作者非常巧妙地设置了一个“缓冲带”。在引入复杂的数学工具之前，他们总会先用通俗的语言描绘出这项工具在信号处理中将要扮演的角色和解决的问题。比如，在介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）时，先从连续傅里叶变换的采样角度切入，解释了为什么需要DTFT，以及它如何桥接连续与离散世界的鸿沟。这种“目标先行”的叙事结构，极大地缓解了初学者的焦虑。此外，书中对不同章节知识点的互相引用做得非常到位，你会经常看到：“关于此处的Z变换特性，请参考第三章的讨论”，这种内在的关联性构建了一个知识网络，而不是孤立的知识点。这使得这本书成为一个完整的学习闭环，让你在回顾某一部分时，可以迅速定位到相关的理论基础，加深理解的厚度。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我书架上占据的位置非常特殊，它不是我随手翻阅的消遣读物，而是那种需要我郑重对待，经常需要借助荧光笔和便利贴的“工具书”。我对它最赞赏的一点，是它对理论与实践结合的把握达到了一个近乎完美的平衡点。举例来说，当我们谈到量化噪声和舍入误差时，它不仅仅停留在计算信噪比的理论层面，还会非常具体地讨论在有限位宽DSP芯片上实现滤波器时，这些误差会如何实际影响系统的性能，甚至会涉及到定点数和浮点数运算的差异。这是一种高度工程化的视角。很多理论书籍往往将信号视为完美的数学实体，但这本书始终提醒我们，信号存在于充满限制的物理世界中。这种脚踏实地的态度，让这本书的价值超越了单纯的学术探讨，直接对接到了实际的系统设计和调试之中，是我在面对真实世界中的复杂信号挑战时，最可靠的参考指南之一。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的著作，初翻阅时便给人一种沉甸甸的学术气息，那种扑面而来的严谨性，仿佛带着图书馆深处古籍特有的木质香气。我记得第一次尝试啃下它的时候，是在一个寒冷的冬夜，窗外雪花纷飞，室内只有台灯微弱的光芒映照着密密麻麻的公式和图表。它不是那种能让你轻松入门的读物，更像是一座需要你携带足够耐心和毅力才能攀登的高峰。每当感觉自己理解了某个关键概念——比如快速傅里叶变换的精妙之处，或者Z变换的魔力——那种豁然开朗的喜悦感，简直比解开一个复杂谜题还要令人满足。作者们显然是下了苦功的，他们没有满足于仅仅罗列公式，而是花费了大量篇幅去解释背后的物理意义和工程直觉，这对于我们这些非纯理论出身的工程师来说，至关重要。有时候，我会特意放慢速度，对着书上的某一个卷积过程图，在草稿纸上反复演算，直到脑子里形成了一个清晰的动态模型，而不是僵硬的数学符号堆砌。这本书，与其说是教材，不如说是一部知识的蓝图，引导你从零散的信号概念，逐步构建起一个完整、自洽的数字处理体系。它需要时间，需要专注，但回报是实实在在的扎实基础。