基本信息
書名:數字信號處理基礎(第3版)
定價:42.00元
作者:周利清蘇菲羅仁澤
齣版社:北京郵電大學齣版社有限公司
齣版日期:2012-06-01
ISBN:9787563529483
字數:
頁碼:
版次:3
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.400kg
編輯推薦
這本《數字信號處理基礎(第3版)》是作者周利清、蘇菲、羅仁澤在長期從事數字信號處理方麵的教學和科研工作的基礎上,為本科生所編寫的數字信號處理課程的教材,該書隻包含本科生應該掌握的數字信號處理的基本知識。作者力求在對數字信號處理的基本原理、基本概念、基本算法融會貫通、深入理解的基礎上,將這些知識係統、深入淺齣、透徹清楚地進行講解,做到有理、有據、有條理,數學推導正確,邏輯關係清楚,以使讀者容易理解和掌握,並且便於教學和自學。希望讀者在學習這本教材所建立的堅實基礎上,能夠更好地去學習數字信號處理的其他更深入的內容,或者能夠將這些知識很好地投入實際應用。
內容提要
“數字信號處理”是各高等院校電子類專業和通信類專業學生的一門非常重要的專業基礎課。周利清、蘇菲、羅仁澤編著的《數字信號處理基礎(第3版)》闡述瞭離散係統的性質、離散信號的各種變換;深入講解瞭DFT的原理及其性質,討論瞭用DFT求綫性捲積和進行分段捲積的方法;闡述瞭各種FFT算法;詳細論述瞭IIR數字濾波器的原理和設計方法;分析瞭綫性相位FIR濾波器的實現條件和重要性質以及設計方法;詳細討論瞭IIR數字濾波器和FIR數字濾波器的各種結構及其優缺點;討論瞭數字信號處理中的有限字長效應。此外,在每一章之後,加入瞭與本章所涉及的內容有關的Matlab方法、程序、函數等,使讀者可以利用Matlab得到的結果來幫助和驗證自己對於原理的理解。《數字信號處理基礎(第3版)》係統、深入淺齣、透徹清楚地講解瞭數字信號處理的基本理論、基本概念和基本算法,數學推導嚴謹,邏輯關係清楚,以使得讀者便於理解、掌握,並且便於自學。這本書不但可以作為本科生的教材,還可以為從事數字信號處理工作的技術人員自學所
目錄
章 數字信號處理概述(緒論) 1.1 信號的分類 1.2 數字信號處理 1.3 數字信號處理的優越性 1.4 數字信號處理的3種方式 1.5 數字信號處理的兩大方法第2章 離散係統的性質和離散信號的變換 2.1 抽樣和內插 2.1.1 抽樣 2.1.2 內插 2.2 離散時間信號 2.2.1 離散時間信號序列 2.2.2 常用序列 2.3 離散係統及其綫性和時不變性 2.3.1 離散係統的定義及其單位抽樣響應 2.3.2 離散係統的綫性 2.3.3 離散係統的時不變性 2.3.4 綫性時不變係統 2.4 離散信號的綫性捲積 2.4.1 離散綫性捲積的定義 2.4.2 離散綫性捲積的計算 2.5 離散係統的因果性和穩定性 2.5.1 因果性 2.5.2 穩定性 2.6 離散信號的傅裏葉變換 2.6.1 問題的提齣 2.6.2 傅裏葉變換對的推導 2.6.3 離散信號傅裏葉變換的性質 2.6.4 綫性時不變係統的頻率響應 2.7 離散信號的z變換 2.7.1 z變換的定義及其收斂域 2.7.2 z變換的性質 2.7.3 z反變換 2.7.4 z變換與傅裏葉變換的關係 2.8 離散係統的差分方程、係統函數及其零極點 2.8.1 離散係統的差分方程 2.8.2 離散係統的係統函數 2.8.3 係統函數的零極點 2.8.4 綫性時不變因果係統的穩定性 2.9 Matlab方法 2.9.1 常用序列及序列運算的Matlab實現 2.9.2 離散信號變換的Matlab實現 習題第3章 離散傅裏葉變換(DFT) 3.1 離散傅裏葉級數(DFS)及其性質 3.1.1 周期序列DFS的推導 3.1.2 DFS的性質 3.2 離散傅裏葉變換(DFT)及其性質 3.2.1 DFT的導齣 3.2.2 DFT的性質 3.3 z變換與DFT的關係 3.3.1 由z變換得到DFT 3.3.2 由DFT得到z變換 3.3.3 頻率分辨率 3.4 用DFT求綫性捲積 3.4.1 循環捲積與綫性捲積的關係 3.4.2 用DFT求綫性捲積 3.5 分段捲積 3.5.1 重疊相加法 3.5.2 重疊保留法 3.6 Matlab方法 3.6.1 利用Matlab計算信號的DFT和IDFT 3.6.2 序列循環移位的Matlab實現 3.6.3 循環捲積的Matlab實現 3.6.4 利用DFT計算綫性捲積的Matlab實現 3.6.5 分段捲積的Matlab實現 習題第4章 快速傅裏葉變換(FFT) 4.1 引言 4.1.1 DFT的矩陣錶示及其運算量 4.1.2 Wnk N因子的特性 4.2 基2時間抽選的FFT算法 4.2.1 算法推導 4.2.2 算法特點 4.2.3 關於FFT算法的計算機程序 4.3 基2頻率抽選的FFT算法 4.4 快速傅裏葉反變換 *4.5 綫性調頻z變換算法 4.5.1 基本原理 4.5.2 算法的要點 4.5.3 算法的特點 4.6 實序列的FFT的高效算法 4.6.1 兩個長度相同的實序列 4.6.2 一個2N點的實序列 4.7 Matlab方法 4.7.1 利用Matlab計算FFT 4.7.2 用Matlab實現有限長序列的Chirp z變換 習題第5章 IIR數字濾波器的原理及設計 5.1 濾波器概述 5.1.1 數字濾波器與模擬濾波器 5.1.2 兩大類數字濾波器 5.1.3 數字濾波器的設計步驟 5.2 IIR數字濾波器概述 5.2.1 IIR數字濾波器的差分方程和係統函數 5.2.2 IIR數字濾波器的設計方法 5.2.3 藉助於模擬濾波器的理論和方法的設計原理 5.3 模擬低通濾波特性的逼近 5.3.1 Butterworth低通濾波特性的逼近 5.3.2 Chebyshev低通濾波特性的逼近 5.3.3 Cauer低通濾波特性簡介 5.3.4 3種濾波器的比較 5.3.5 濾波器圖錶法設計 5.4 衝激響應不變法 5.4.1 衝激響應不變法的變換方法 5.4.2 模擬濾波器與數字濾波器的頻率響應之間的關係 5.4.3 z平麵與s平麵的映射關係 5.5 雙綫性變換法 5.5.1 雙綫性變換關係的導齣 5.5.2 s平麵與z平麵的映射關係 5.5.3 頻率預畸變 5.5.4 雙綫性變換法的特點 5.6 數字濾波器的變換 *5.7 IIR數字濾波器的優化設計 5.7.1 誤差判彆準則 5.7.2 優化算法 5.8 Matlab方法 5.8.1 利用Matlab實現模擬濾波器的設計 5.8.2 衝激響應不變法的Matlab實現 5.8.3 雙綫性變換法的Matlab實現 5.8.4 用Matlab實現數字濾波器的設計 習題第6章 FIR數字濾波器的原理及設計 6.1 FIR數字濾波器的差分方程、衝激響應、係統函數及其零極點 6.2 綫性相位FIR濾波器 6.2.1 恒延時濾波 6.2.2 綫性相位FIR濾波器滿足的條件 6.2.3 綫性相位FIR濾波器的特性 6.3 窗口法 6.3.1 基本原理 6.3.2 對頻率響應的影響 6.3.3 常用窗函數 6.3.4 設計方法小結 *6.4 頻率抽樣法 *6.5 FIR數字濾波器的優化設計 6.5.1 切比雪夫等波紋逼近 6.5.2 加權切比雪夫逼近 6.5.3 Remez交換算法 6.6 Matlab方法 6.6.1 用Matlab進行基於窗函數的FIR數字濾波器的設計 6.6.2 用Matlab進行等波紋FIR濾波器的設計 習題第7章 數字濾波器的結構 7.1 數字網絡的信號流圖 7.1.1 信號流圖及其有關概念 7.1.2 解代數方程組求節點變量之值 7.1.3 化簡信號流圖求係統函數 7.1.4 Mason公式 7.1.5 信號流圖的轉置 7.2 IIR數字濾波器的結構 7.2.1 直接型 7.2.2 正準型 7.2.3 級聯型 7.2.4 並聯型 7.3 FIR數字濾波器的結構 7.3.1 橫截型 7.3.2 級聯型 7.3.3 頻率抽樣型 7.4 FIR數字濾波器與IIR數字濾波器的比較 7.5 用Matlab實現數字濾波器的結構 7.5.1 IIR數字濾波器的結構實現 7.5.2 FIR數字濾波器的結構實現 習題第8章 數字信號處理中的有限字長效應 8.1 概述 8.1.1 數字係統與有限字長效應 8.1.2 關於數的錶示 8.1.3 量化誤差 8.2 A/D變換的字長效應 8.2.1 量化效應的統計分析 8.2.2 綫性時不變係統對量化噪聲的響應 8.3 乘積誤差的影響 8.3.1 IIR濾波器中乘積誤差的影響 8.3.2 FIR濾波器中乘積誤差的影響 8.4 係數的量化效應 8.5 極限環振蕩 習題附錄 A1 常用的數學知識 A1.1 傅裏葉變換 A1.2 特殊函數 A2 LTI係統因果性的充分必要條件的證明 A3 復變函數中的一個積分的計算 A4 雙綫性變換法s平麵與z平麵的映射關係推導 A5 本書所用的符號、術語以及英文縮寫詞一覽錶參考文獻注:目錄中有“*”號的是選學的內容。
作者介紹
文摘
序言
說實話,這本書的排版和裝幀給我留下瞭非常深刻的印象,這是一種老派的、值得信賴的齣版美學。內頁紙張的質感非常適閤長時間閱讀,即便是被我翻閱瞭無數次,摺痕纍纍,油墨的清晰度依然保持得很好,這在充斥著廉價印刷品的今天,實屬難得。我特彆欣賞它在例題設計上的獨到匠心。很多教科書的例子往往流於錶麵,隻是簡單套用公式,但這裏的案例分析,往往能緊密結閤實際工程中的痛點,比如噪聲抑製、濾波器設計中的特定挑戰。當我跟著書中的步驟一步步推導,最終得齣那個看似復雜的結論時,總能體會到一種“原來如此”的頓悟感。特彆是關於有限衝擊響應(FIR)和無限衝擊響應(IIR)濾波器的對比部分,作者的論述極其到位,沒有偏袒任何一方,而是客觀地展示瞭各自的優勢和局限性,並配以直觀的頻率響應圖譜。這種平衡和深度,是市場上很多快餐式教材所不具備的。它要求你動腦,拒絕瞭任何形式的投機取巧,是真正想學好這門學問的人的必備工具。
評分坦白講,剛接觸這本書的時候,我曾被那些密集的數學符號陣列嚇退過,那感覺就像是麵對著一堵寫滿瞭希臘字母的牆。然而,隨著閱讀的深入,我發現作者非常巧妙地設置瞭一個“緩衝帶”。在引入復雜的數學工具之前,他們總會先用通俗的語言描繪齣這項工具在信號處理中將要扮演的角色和解決的問題。比如,在介紹離散時間傅裏葉變換(DTFT)時,先從連續傅裏葉變換的采樣角度切入,解釋瞭為什麼需要DTFT,以及它如何橋接連續與離散世界的鴻溝。這種“目標先行”的敘事結構,極大地緩解瞭初學者的焦慮。此外,書中對不同章節知識點的互相引用做得非常到位,你會經常看到:“關於此處的Z變換特性,請參考第三章的討論”,這種內在的關聯性構建瞭一個知識網絡,而不是孤立的知識點。這使得這本書成為一個完整的學習閉環,讓你在迴顧某一部分時,可以迅速定位到相關的理論基礎,加深理解的厚度。
評分這本厚厚的著作,初翻閱時便給人一種沉甸甸的學術氣息,那種撲麵而來的嚴謹性,仿佛帶著圖書館深處古籍特有的木質香氣。我記得第一次嘗試啃下它的時候,是在一個寒冷的鼕夜,窗外雪花紛飛,室內隻有颱燈微弱的光芒映照著密密麻麻的公式和圖錶。它不是那種能讓你輕鬆入門的讀物,更像是一座需要你攜帶足夠耐心和毅力纔能攀登的高峰。每當感覺自己理解瞭某個關鍵概念——比如快速傅裏葉變換的精妙之處,或者Z變換的魔力——那種豁然開朗的喜悅感,簡直比解開一個復雜謎題還要令人滿足。作者們顯然是下瞭苦功的,他們沒有滿足於僅僅羅列公式,而是花費瞭大量篇幅去解釋背後的物理意義和工程直覺,這對於我們這些非純理論齣身的工程師來說,至關重要。有時候,我會特意放慢速度,對著書上的某一個捲積過程圖,在草稿紙上反復演算,直到腦子裏形成瞭一個清晰的動態模型,而不是僵硬的數學符號堆砌。這本書,與其說是教材,不如說是一部知識的藍圖,引導你從零散的信號概念,逐步構建起一個完整、自洽的數字處理體係。它需要時間,需要專注,但迴報是實實在在的紮實基礎。
評分這本書給我的感覺,就像是遇到瞭一位經驗極其豐富的導師,他不僅僅告訴你“是什麼”,更重要的是告訴你“為什麼會是這樣”,以及“在什麼情況下你應該用A而不是B”。我記得有一次在處理一個音頻信號的降噪問題時,陷入瞭一個關於窗函數選擇的死鬍同。書裏關於頻譜泄漏和柵欄效應的描述,一下子點醒瞭我。它沒有直接給齣“使用海明窗”的答案,而是詳細剖析瞭不同窗函數在平坦度和旁瓣衰減之間的權衡,讓我得以根據自己信號的特性,做齣最閤理的工程決策。這種授人以漁的教學方式,遠比直接給齣答案有效得多。而且,書中引入的許多高級主題,比如多相濾波、子帶編碼的概念,雖然初看有些晦澀,但作者的講解邏輯鏈條非常清晰,層層遞進,讓你感覺自己正在被一步步引導到一個更高的認知維度。它挑戰瞭我的思維極限,迫使我不斷去查閱相關的信號理論背景知識,從而拓展瞭我的知識廣度。
評分這本書在我書架上占據的位置非常特殊,它不是我隨手翻閱的消遣讀物,而是那種需要我鄭重對待,經常需要藉助熒光筆和便利貼的“工具書”。我對它最贊賞的一點,是它對理論與實踐結閤的把握達到瞭一個近乎完美的平衡點。舉例來說,當我們談到量化噪聲和捨入誤差時,它不僅僅停留在計算信噪比的理論層麵,還會非常具體地討論在有限位寬DSP芯片上實現濾波器時,這些誤差會如何實際影響係統的性能,甚至會涉及到定點數和浮點數運算的差異。這是一種高度工程化的視角。很多理論書籍往往將信號視為完美的數學實體,但這本書始終提醒我們,信號存在於充滿限製的物理世界中。這種腳踏實地的態度,讓這本書的價值超越瞭單純的學術探討,直接對接到瞭實際的係統設計和調試之中,是我在麵對真實世界中的復雜信號挑戰時,最可靠的參考指南之一。
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