正版世数字信号处理原理及应用(第2版)9787118107968桂志国,陈友兴 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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桂志国，陈友兴 著

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• 数字信号处理
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• 教材
• 第二版
• 9787118107968

店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118107968

商品编码：29593583617

包装：平装

出版时间：2016-06-01

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基本信息

书名：数字信号处理原理及应用(第2版)

定价：65.00元

作者：桂志国,陈友兴

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787118107968

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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桂志国、陈友兴主编的《数字信号处理原理及应用（第2版）》主要包括离散时间信号与系统的基本理论，快速傅里叶变换，数字滤波器的结构理论和设计方法，特殊滤波器的设计，有限字长效应及多抽样率转换等内容。
本书适合普通高等院校信息类相关专业本科生及研究生选为教材，也可作为相关工程技术人员的自学参考书。

目录

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章 离散时间信号与系统的时域分析 1.1 离散时间信号-序列 1.1.1 几种常用序列 1.1.2 序列的基本运算 1.2 序列的卷积和与相关 1.2.1 序列的卷积和 1.2.2 序列的线性相关 1.3 线性移不变系统 1.3.1 线性系统 1.3.2 移不变系统 1.3.3 单位抽样响应与卷积和 1.3.4 因果系统 1.3.5 稳定系统 1.3.6 卷积和的性质及LTI系统的互连 1.4 线性常系数差分方程 1.4.1 线性常系数差分方程的描述 1.4.2 线性常系数差分方程的求解 1.5 连续时间信号的抽样及抽样定理 1.5.1 理想抽样 1.5.2 实际抽样 1.5.3 带通信号的抽样 习题第2章 离散时间信号与系统的z域分析 2.1 z变换的定义及收敛域 2.1.1 z变换的定义 2.1.2 z变换的收敛域 2.1.3 常用序列的z变换 2.1.4 z变换收敛域的性质 2.2 z变换 2.2.1 部分分式展开法 2.2.2 幂级数展开法 2.2.3 围线积分法（留数法） 2.3 z变换的性质与定理 2.4 z变换与连续信号拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系 2.4.1 z变换与拉普拉斯变换的关系 2.4.2 序列的z变换和傅里叶变换的关系 2.5 序列傅里叶变换及性质 2.5.1 非周期序列傅里叶变换 2.5.2 序列傅里叶变换的性质与定理 2.5.3 常用序列的傅里叶变换 2.6 离散时间系统的系统函数和频率响应 2.6.1 系统函数的定义 2.6.2 系统函数与差分方程的关系 2.6.3 系统的频率响应 2.6.4 利用H（z）的零极点分析系统 2.6.5 无限长单位抽样响应系统与有限长单位抽样响应系统 习题第3章 离散傅里叶变换 3.1 傅里叶变换的几种形式 3.1.1 非周期连续时间信号的傅里叶变换——时域连续、频域连续 3.1.2 周期连续时间信号的傅里叶级数——时域连续、频域离散 3.1.3 非周期离散时间信号（序列）的傅里叶变换——时域离散、频域连续 3.1.4 周期离散时间信号的傅里叶级数——时域离散、频域离散 3.2 周期序列的离散傅里叶级数及性质 3.2.1 周期序列的离散傅里叶级数 3.2.2 周期序列离散傅里叶级数的性质 3.2.3 周期序列的傅里叶变换 3.3 离散傅里叶变换 3.3.1 离散傅里叶变换的定义 3.3.2 DFT与z变换以及DTFT之间的关系 3.3.3 几种频率的关系 3.4 离散傅里叶变换的性质 3.4.1 离散傅里叶变换隐含的周期性 3.4.2 离散傅里叶变换的性质 3.5 有限长序列的循环卷积定理和循环相关定理 3.5.1 有限长序列的循环卷积 3.5.2 循环卷积定理 3.5.3 有限长序列的线性卷积和循环卷积 3.5.4 有限长序列的循环相关与循环相关定理 3.6 频域抽样理论 3.6.1 由X（k）不失真地恢复x（n）的条件 3.6.2 频率抽样的内插公式 3.7 基于DFT技术的频谱分析技术 3.7.1 利用DFT对连续非周期信号进行频谱分析 3.7.2 利用DFT对连续信号进行频谱分析中的问题及其解决方法 3.7.3 频率分辨率 习题第4章 快速傅里叶变换 4.1 DFT的运算量分析及改善途径 4.1.1 直接计算DFT的运算量 4.1.2 改善DFT运算效率的基本途径 4.2 按时间抽取的基-2FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法运算量分析 4.2.3 算法特点分析 4.2.4 按时间抽取的其他形式流图 4.2.5 DIT基-2FFT的软件编程思想 4.3 按频率抽取的基-2FFT算法 4.3.1 算法的基本原理 4.3.2 按频率抽取的FFF算法特点分析 4.3.3 时间抽取法与频率抽取法的比较 4.4 快速傅里叶反变换 4.4.1 稍微变动FFT程序和参数实现IFFT 4.4.2 不改变FFT的程序直接实现IEFT 4.5 FFT算法的MATLAB软件实现 4.6 实序列的FFT算法 4.6.1 利用频谱对称性推导实序列的FFT 4.6.2 离散哈德曼变换 4.7 基于FFT的线性卷积与线性相关快速算法 4.7.1 基于FFT的有限长序列线性卷积算法 4.7.2 基于FFT的有限长序列和无限长序列卷积算法 4.7.3 基于FFT的线性相关算法 习题第5章 数字滤波器的基本结构 5.1 数字滤波器结构的表示方法 5.2 无限长单位抽样响应（IIR）滤波器的结构 5.2.1 直接I型 5.2.2 直接Ⅱ型（典范型、正准型） 5.2.3 级联型 5.2.4 并联型 5.2.5 转置定理 5.3 有限长单位抽样响应（FIR）滤波器的基本结构 5.3.1 直接型（横截型、卷积型） 5.3.2 级联型 5.3.3 快速卷积型 5.3.4 频率抽样型结构 5.3.5 梳状滤波器 5.4 格型滤波器的基本结构 5.4.1 全零点（FIR）格型滤波器 5.4.2 全极点（IIR）格型滤波器 5.4.3 零、极点（IIR）格型滤波器 习题第6章 无限长单位抽样响应数字滤波器的设计 6.1 滤波器的基本概念 6.1.1 滤波器的分类 6.1.2 滤波器的技术指标 6.1.3 滤波器的设计步骤 6.2 模拟低通滤波器的设计 6.2.1 由幅度平方函数来确定系统函数 6.2.2 巴特沃思模拟低通滤波器的设计 6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器的设计 6.2.4 椭圆模拟低通滤波器的设计 6.2.5 贝塞尔模拟低通滤波器的设计 6.2.6 归-化原型滤波器设计数据 6.2.7 常用模拟滤波器的比较 6.3 基于模拟滤波器的IIR数字滤波器设计 6.3.1 抽样响应不变法 6.3.2 双线性变换法 6.4 数字高通、带通和带阻IIR滤波器的设计 6.4.1 模拟频带法 6.4.2 数字频带法 习题第7章 有限长单位抽样响应数字滤波器的设计 7.1 线性相位FIR数字滤波器及其特点 7.1.1 线性相位的定义 7.1.2 线性相位的条件 7.1.3 线性相位FIR滤波器的幅度特性 7.1.4 线性相位FIR滤波器的零点分布 7.2 窗函数设计法 7.2.1 设计方法 7.2.2 加窗处理对频谱性能的影响 7.2.3 典型窗函数 7.2.4 窗函数设计法举例 7.3 频率抽样设计法 7.3.1 设计方法 7.3.2 逼近误差 7.3.3 频率抽样法设计举例 7.4 等波纹佳设计法 7.4.1 设计思想 7.4.2 交错点组定理 7.4.3 Parks-McClellan算法 7.4.4 MATLAB实现 7.5 IIR滤波器和FIR滤波器的比较 习题第8章 常用的特殊滤波器 8.1 常用的特殊IIR滤波器 8.1.1 全通滤波器 8.1.2 小相位滤波器 8.1.3 特殊零极点二阶滤波器 8.2 简单整系数FIR滤波器 8.2.1 均值滤波器 8.2.2 平滑滤波器 8.2.3 建立在零极点相消思想的简单整系数滤波器 习题第9章 有限字长效应 9.1 问题的提出 9.2 二进制数的表示 9.2.1 定点运算与浮点运算 9.2.2 原码、补码和反码 9.3 量化误差 9.3.1 定点运算的量化误差 9.3.2 浮点运算中的量化误差 9.4 系统输入信号的量化效应 9.4.1 信号量化误差的统计分析 9.4.2 量化噪声通过线性系统的响应 9.5 系统系数的量化效应 9.5.1 系数量化误差对系统零极点的影响 9.5.2 系数量化对滤波器稳定性的影响 9.6 定点运算FIR滤波器的有限字长效应 9.6.1 FIR滤波器的有限字长效应 9.6.2 FFT算法的有限字长效应 9.7 定点运算IIR滤波器的有限字长效应 9.7.1 量化噪声 9.7.2 极限环振荡 9.7.3 死带效应 9.8 浮点运算的有限字长效应 习题0章 多抽样率转换 10.1 按整数因子D抽取 10.1.1 抽取器 10.1.2 抗混叠抽取器 10.1.3 频谱关系 10.2 按整数因子，内插 10.2.1 插值器 10.2.2 插值器的频域分析 10.2.3 插值器的时域关系 10.3 按有理因子I/D的抽样率转换 10.4 多抽样率转换FIR滤波器的MATLAB实现 1O.4.1 相关的MATLAB函数 10.4.2 FIR整数插值举例 10.4.3 FIR整数抽取举例 10.4.4 FIR有理因子的抽样率转换 10.5 多抽样率转换的FIR滤波器结构 10.5.1 整数因子抽取的FIR实现 10.5.2 整数因子插值的FIR实现 10.5.3 多相FIR结构 习题参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的世界：从理论到实践的探索之旅》 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被各种各样的信号所包围。从手机通讯到医学影像，从天文学观测到工业控制，信号无处不在，它们是信息传递、理解世界、推动技术进步的基石。然而，这些无形而又强大的信号，背后蕴藏着一套严谨而迷人的科学体系——数字信号处理。 本书《信号的世界：从理论到实践的探索之旅》旨在带领读者踏上一段深入理解数字信号处理原理及其广泛应用的精彩旅程。我们不仅仅满足于停留在理论的象牙塔，更致力于将抽象的概念转化为生动的实践，让读者能够触碰到信号处理的脉搏，领略其在现实世界中的无限可能。 第一部分：信号的语言——理论基石的构建 要深入理解数字信号处理，首先需要掌握其基础语言。本部分将从最基本的概念出发，层层递进，为读者打下坚实的理论基础。 第一章：信号的初探：识别与描述 我们将从“什么是信号”这个最根本的问题开始，区分连续时间信号与离散时间信号，介绍它们的数学表示方法，例如冲激信号、阶跃信号、正弦信号等。理解不同信号的特性，如同认识一个陌生世界的居民，是后续深入分析的前提。我们将通过丰富的图示和直观的例子，让读者对这些基本信号有深刻的认识。我们还将探讨信号的分类，如周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号，以及它们的数学判别方法，为后续的信号分析奠定基础。 第二章：系统的奥秘：理解信号的变换 信号往往在各种系统中进行传输和变换。本章将聚焦于“系统”这一核心概念，深入探讨线性时不变（LTI）系统的性质。我们将介绍卷积运算，这是LTI系统分析的灵魂，通过理解输入信号与系统冲激响应的卷积，我们能够预测系统对任何输入信号的响应。我们将通过多种方法来求解卷积，包括图解法、解析法等，确保读者能够熟练掌握这一核心工具。同时，我们还将介绍系统的其他重要特性，如因果性、稳定性等，并探讨如何从系统方程分析其特性。 第三章：频域的洞察：傅里叶分析的魅力 当我们在时域中分析信号时，常常会遇到复杂的数学运算。傅里叶分析提供了一种全新的视角——将信号分解到频率域，揭示信号的频率成分。本章将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换，理解如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦分量的叠加，以及如何将非周期信号通过积分的方式进行分析。我们将重点讲解傅里叶变换的性质，如线性性、时移性、频移性、卷积定理等，这些性质在信号处理中有着极其重要的应用。通过傅里叶分析，我们能更深刻地理解信号的“本质”，例如音乐中的音色、通信中的带宽等。 第四章：离散的智慧：采样理论的精髓 在数字世界中，我们处理的信号是离散的。本章将深入探讨采样定理，揭示将连续时间信号转换为离散时间信号的关键。我们将详细阐述奈奎斯特采样定理，理解为什么需要以两倍于最高频率的采样率进行采样，以避免混叠失真。同时，我们将探讨采样过程中的量化，介绍不同的量化方法及其对信号精度的影响。我们将通过生动的例子，解释量化误差的产生和控制，为后续的数字信号处理算法打下基础。 第五章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）：计算的效率 傅里叶变换虽然强大，但对于离散信号，直接计算傅里叶变换在计算量上非常庞大。本章将引入离散傅里叶变换（DFT），它是傅里叶变换在离散信号上的应用。更重要的是，我们将详细介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，这是一种高效计算DFT的算法，极大地降低了计算复杂度，使得在实际应用中进行傅里叶分析成为可能。我们将探讨FFT算法的基本原理，如按时间抽选和按频率抽选的算法，并通过实例演示其在信号分析中的应用。 第二部分：信号的实践——应用的广阔天地 掌握了数字信号处理的基本理论后，我们将目光投向其在各个领域的精彩应用。本部分将通过具体案例，展示数字信号处理如何解决现实世界中的挑战，并为技术创新提供强大的支撑。 第六章：滤波的艺术：信号的净化与增强 在实际信号中，往往混杂着各种噪声，影响信息的准确获取。滤波是数字信号处理中最基本也最重要的一项技术。本章将介绍不同类型的数字滤波器，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将详细讲解它们的原理、设计方法和优缺点，例如低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等。我们将通过实际案例，展示如何利用滤波器去除噪声，提取有用信号，例如音频降噪、图像平滑等。 第七章：从声音到图像：多媒体信号的处理 音频和图像是我们生活中最常见的信号形式。本章将聚焦于多媒体信号的处理技术。我们将探讨音频信号的压缩编码，如MP3格式的原理，理解如何通过感知编码去除人耳不易察觉的声音信息，实现高效的音频存储和传输。对于图像信号，我们将介绍图像增强、图像复原、图像压缩等技术，例如JPEG格式的原理，理解其如何在保证视觉效果的前提下实现高效的图像压缩。我们将通过具体的图像处理算法，如边缘检测、锐化等，让读者直观感受数字信号处理在提升图像质量方面的作用。 第八章：通信的脉搏：信息的高效传输 数字信号处理在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。本章将深入探讨通信领域中的应用。我们将介绍调制与解调技术，理解如何将数字信息编码成适合在信道中传输的模拟信号，以及如何在接收端将模拟信号还原成数字信息。我们将讨论信道编码与译码，理解如何通过增加冗余信息来抵抗信道噪声，提高通信的可靠性。我们将介绍扩频通信、OFDM（正交频分复用）等先进的通信技术，揭示数字信号处理如何支撑起高速、大容量的无线通信。 第九章：测量与控制的智慧：精确的感知与响应 在工业自动化、科学测量等领域，数字信号处理是实现精确感知和智能控制的关键。本章将探讨其在测量与控制领域的应用。我们将介绍传感器信号的处理，例如温度、压力、加速度等传感器数据的采集与滤波，以获得准确的测量值。我们将探讨自适应滤波技术，如何让系统根据环境变化自动调整滤波参数，以获得最佳的滤波效果。在控制领域，我们将介绍如何利用数字信号处理技术实现PID控制器、状态空间控制器等，对系统进行精确的控制和调节，例如机器人手臂的精确运动控制、飞行器的姿态稳定等。 第十章：未来展望：人工智能与信号处理的融合 随着人工智能技术的飞速发展，数字信号处理正迎来新的机遇与挑战。本章将展望未来，探讨数字信号处理与人工智能的深度融合。我们将介绍如何利用深度学习技术进行更复杂的信号分析和模式识别，例如语音识别、图像识别、生物信号分析等。我们将探讨端到端信号处理模型，以及如何利用神经网络直接从原始信号中学习到处理规则。我们将讨论在边缘计算设备上实现实时信号处理的可能性，以及这些技术将如何改变我们的生活。 本书特色： 《信号的世界：从理论到实践的探索之旅》力求做到理论与实践的完美结合。书中不仅提供了清晰、严谨的理论推导，更配以大量的图示、算法伪代码和实际案例分析，帮助读者将抽象的数学概念与具体应用场景联系起来。我们注重培养读者的分析能力和解决问题的能力，鼓励读者通过思考和实践，真正掌握数字信号处理的精髓。 本书适合对象： 电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生。 从事信号处理相关工作的工程师和研究人员。 对数字信号处理感兴趣的广大科技爱好者。 阅读本书，您将不仅仅是获得知识，更将开启一扇通往信号世界的窗户，理解信息如何被创造、传递、加工和利用，并为未来科技的发展贡献您的智慧。让我们一起，在信号的世界里，进行一场精彩绝伦的探索之旅！

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是一场灾难，仿佛是把各种零散的资料随意堆砌在一起。从第一页翻开，我就感觉到了那种扑面而来的粗糙感，字体大小不一，行距时而疏远时而拥挤，让人在阅读时不得不时刻分神去适应这种混乱的视觉体验。更别提那些插图了，模糊不清的线条和标注不清的图例，看得我一头雾水，完全无法理解作者想要表达的复杂概念。有时候，一个重要的公式和它的解释居然分散在好几页的不同位置，我得像个侦探一样在书里四处搜寻，才能勉强拼凑出完整的逻辑链条。这本书的装帧质量也极其堪忧，封面纸张薄得像张报纸，随便翻几次就开始卷边，内页的纸张泛黄得很快，感觉它根本撑不过几次认真的研读。对于一本理工科的学习资料来说，清晰的呈现是至关重要的，而这本书在这方面完全是失职的，它不是在帮助学习，而是在考验读者的耐心和视力极限。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其晦涩和教条化，读起来枯燥乏味到了极点，简直像是用机器翻译的工程报告。作者似乎沉迷于使用最复杂、最生僻的专业术语，却很少使用生动的类比或者贴近实际的例子来帮助读者理解抽象的概念。每当遇到一个看似重要的概念，书中只会用一长串拗口的句子去定义它，完全没有提供任何情境化的语境，让我感觉自己像是在背诵一本晦涩难懂的字典，而不是学习一门实用技术。而且，书中时不时会出现一些明显是笔误或者编辑错误的地方，比如变量符号用错了，公式下标写反了，这些低级错误在专业书籍中出现，无疑会严重误导读者对基本原理的理解，让人不得不对作者的严谨性产生深深的怀疑。这本书的阅读过程与其说是学习，不如说是一场艰难的“考古挖掘”。

评分☆☆☆☆☆

从整体上看，这本书给人一种浓浓的时代落伍感，无论是其理论选择的深度还是其实例的时效性，都明显滞后于当前行业的发展步伐。它似乎是基于十几年前的标准和技术栈编写的，许多被认为是“前沿”的内容，在今天看来已经是非常基础甚至是被淘汰的思路了。当你尝试用书中学到的方法去分析当前面临的实际工程问题时，会发现根本找不到对应的工具或算法支持，很多重要的现代技术分支——比如针对非平稳信号的处理技巧，或者最新的基于深度学习的信号分析方法——在书中完全不见踪影，或者只是寥寥数语带过，完全没有深入探讨的价值。购买一本教材，我期待的是获取最前沿、最实用的知识体系，但这本书带给我的感受，更像是在回顾一段已经泛黄的历史文献，对于想在当下有所建树的工程师或学生来说，它提供的价值极其有限。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和实践指导部分简直是形同虚设，这也是让我非常失望的一点。一本好的应用型教材，理应提供足够的动手实践的机会，让理论能够落地生根。然而，这本书后面的习题部分，要么是过于简单，仅仅停留在概念的重复，对提升实际分析能力毫无帮助；要么就是难度陡增，但却完全没有提供任何解答或者详细的解题思路，这对于需要对照练习来巩固知识的读者来说，形同虚设。更可气的是，书里提到的所有软件仿真和应用案例，几乎都无法在当前主流的开发环境中复现，需要的工具链已经过时或者难以获取，这使得“应用”这一环彻底成了空谈，读者只能停留在纯粹的理论推导上，与书名所承诺的“应用”大相径庭。

评分☆☆☆☆☆

我原本对这本书抱有很高的期望，毕竟是作为某门核心课程的教材。然而，实际的阅读体验告诉我，我的期望完全是建立在不切实际的幻想之上。内容上的组织结构混乱得让人抓狂，知识点的推进毫无章法可言，前一章还在讲基础理论，下一章突然就跳到了一个高深的、需要后续知识铺垫才能理解的应用实例，这对于初学者来说简直是劝退级别的难度。作者似乎没有站在学习者的角度去考虑如何构建一个循序渐进的知识体系，更像是把自己的研究笔记一股脑地倒了出来，任由读者自行消化。很多关键的定义和定理的推导过程都含糊不清，只是简单地给出了结论，缺少必要的中间步骤的细致阐述，导致我常常需要去查阅其他更权威的参考资料来填补这些知识上的空白。这种“半成品”式的教学内容，极大地增加了自学的难度和时间成本，让人感到十分沮丧和不值。