数字信号处理教程(第四版)(配光盘) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程佩青 著

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• 第四版
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302283133

商品编码：29602212520

包装：平装

出版时间：2013-02-01

基本信息

书名：数字信号处理教程(第四版)(配光盘)

定价：69.00元

作者：程佩青

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-02-01

ISBN：9787302283133

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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近年来，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛。作为电子信息类专业重要的专业基础课程，数字信号处理的学科内容在不断充实和完善，从而推动教材内容也随之进行充实和更新。

本书历经多个版本，受到广大读者的认可，被众多高校采用作为教材。为适应学科发展，结合教学实践，且参考一些外教材，作者充实了教材内容，完善了表达方式，改进了教材的可读性，更便于自学，充实了例题和习题，更加实用。

本书特色：

1. 归纳梳理了教材内容，充实和完善了基础理论、基本概念、基本分析和设计方法，突出学习要点。
2. 分析论述条理清晰、深入浅出，可读性强，便于教学，便于自学。
3. 改写并充实了数字滤波器设计各章的相关内容，新加了一章介绍几种特殊应用滤波器。
4. 充实了大量的习题和例题，涵盖面更广、实用性更强，有助于读者理解，也方便读者选择。
5. 增加了信号处理中广为应用的MATLAB函数及相关例题的内容，以解决实际问题。
6. 辅助教学光盘既可以用来投影演示，又可以单独作自学或复习之用，对于提高学习能力，增强学习效果很有助益。

推荐阅读：

内容提要

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　　《数字信号处理教程（第4版）》系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法、设计。全书共10章，包括四部分内容。部分是离散时间信号（序列）与系统的基本概念和时域、频域（包括z变换域）的分析方法与算法，包括离散傅里叶变换及其快速算法，模拟信号用数字信号处理的原理方法，这包括、2、3、4章的内容；第二部分为各种IIR及FIR数字滤波器的基本概念、理论、结构与设计方法，这包括第5、6、7、8章；第三部分为多抽样率数字信号处理的基础理论，这是第9章的内容；第四部分为数字信号处理实现中的有限字长效应，这是0章的内容。
　　《数字信号处理教程（第4版）》把每章的主要内容所涉及的MATLAB函数和相关例题放在该章的后部分，这样使读者既能增强对基本理论的掌握，又能学会用MATLAB来解决实际问题，尤其是稍为复杂的应用问题。
　　本书条理清楚，论述深入浅出，有较多的例题，便于自学。
　　《数字信号处理教程（第4版）》可作为大学本专科院校通信工程、电子信息工程、信息工程等专业的教材，也可供从事这些专业及相近专业数字信号处理的科学研究工作者和工程技术人员作为参考书。

目录

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绪论
章 离散时间信号与系统
　1.1 离散时间信号——序列
　　1.1.1 离散时间信号——序列
　　1.1.2 序列的运算
　　1.1.3 序列的卷积和
　　1.1.4 序列的相关性
　　1.1.5 几种常用典型序列
　　1.1.6 序列的周期性
　　1.1.7 用单位抽样序列表示任意序列
　1.2 线性移不变系统
　　1.2.1 离散时间线性系统
　　1.2.2 离散时间移不变系统
　　1.2.3 离散时间线性移不变系统（LSI系统）
　　1.2.4 因果系统
　　1.2.5 稳定系统
　1.3 常系数线性差分方程——时域离散系统的输入、输出表示法
　1.4 连续时间信号的抽样
　　1.4.1 模拟信号的抽样
　　1.4.2 时域抽样定理
　　1.4.3 带通信号的抽样
　　1.4.4 连续时间信号xn（t）及其理想抽样信号x（t）以及离散时间抽样序列x（n）的关系
　　1.4.5 信号的重建（抽样的恢复）
　　1.4.6 实际抽样
　　1.4.7 正弦型信号的抽样
　1.5 本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
　习题
第2章 z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）
　2.1 序列的z变换
　　2.1.1 z变换的定义
　　2.1.2 z变换的收敛域
　　2.1.3 4种典型序列的z变换的收敛域
　　2.1.4 z反变换一围线积分法（留数法），部分分式法及长除法（幂级数法）
　　2.1.5 z变换的性质与定理
　　2.1.6 利用z变换求解差分方程
　2.2 离散时间傅里叶变换（DTFT）-序列的傅里叶变换
　　2.2.1 序列傅里叶变换定义
　　2.2.2 序列傅里叶变换的收敛性-DTFT的存在条件
　　2.2.3 序列傅里叶变换的主要性质
　　2.2.4 序列及其傅里叶变换的一些对称性质
　　2.2.5 周期性序列的傅里叶变换
　2.3模拟信号x（t）、理想抽样信号x（t）、序列x（n）以及它们的拉普拉斯变换z变换、傅里叶变换的关系，s平面到z平面的映射
　2.4 离散线性移不变（LSI）系统的频域表征
　　2.4.1 LSI系统的描述
　　2.4.2 LSI系统的因果、稳定条件
　　2.4.3 LSI系统的频率响应H（ejw）的特点
　　2.4.4 频率响应的几何确定法
　　2.4.5 无限长单位冲激响应（IIR）系统与有限长单位冲激响应（FIR）系统
　2.5 本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题习题
第3章 离散傅里叶变换（DFT）
　3.1 傅里叶变换的四种可能形式
　3.2 周期序列的傅里叶级数——离散傅里叶级数（DFS）
　　3.2.1 DFS的定义
　　3.2.2 DFS的性质
　3.3 离散傅里叶变换（DFT）-有限长序列的离散频域表示
　　3.3.1 DFT的定义、DFT与DFS、DTFT及z变换的关系
　　3.3.2 模拟信号时域、频域都抽样后，对应的模拟频率与频域一个周期中的抽样点数N及抽样频率厂；的关系
　　3.3.3 DFT隐含的周期性
　3.4 DFT的主要性质
　　3.4.1 线性
　　3.4.2 圆周移位性质
　　3.4.3 圆周共轭对称性质
　　3.4.4 圆周翻褶序列及其DFT
　　3.4.5 对偶性
　……
第4章 快速傅里叶变换（FFT）
第5章 数字滤波器的基本结构
第6章 几种特殊滤波器及简单一、二阶数字滤波器设计
第7章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器设计方法
第8章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器设计方法
第9章 序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础
0章 数字信号处理中的有限字长效应
参考文献
本书所附“数字信号处理多媒体CAI教程”光盘简介

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理教程（第四版）》 内容简介 本书是一部系统、深入的数字信号处理（DSP）领域经典教程，旨在为读者构建坚实的理论基础，并辅以丰富的工程实践指导。第四版在继承前几版精髓的基础上，紧跟技术发展的步伐，对内容进行了全面的更新与拓展，力求为学习者提供最前沿、最实用的DSP知识。本书以清晰的逻辑结构、详实的数学推导、以及大量贴近实际应用的实例，引领读者从入门到精通，掌握数字信号处理的核心概念、方法与技术。 第一部分：数字信号处理基础 本部分奠定了整个教程的基石，从最基本的概念入手，逐步深入。 绪论： 介绍数字信号处理的定义、发展历程、重要性及其在科学技术和工程领域的广泛应用，如通信、音频、图像、雷达、医疗等。探讨模拟信号与数字信号的区别，以及数字信号处理的核心优势。 信号与系统： 信号的表示与分类： 详细介绍各种信号的类型，包括连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号、偶信号与奇信号等。讲解信号的运算，如移位、翻转、尺度变换等。 系统的定义与分类： 讲解系统的基本概念，以及线性时不变（LTI）系统、因果系统、稳定系统等重要分类。 卷积： 深入阐述了LTI系统的核心——卷积的概念。详细推导离散时间卷积的数学公式，并通过图示和算例直观地展示卷积过程。强调卷积在系统响应分析中的关键作用。 冲激响应： 讲解冲激响应作为LTI系统的“指纹”的重要性，以及如何利用冲激响应描述和分析LTI系统的行为。 离散傅里叶变换（DFT）： DFT的定义与性质： 详细推导DFT的数学表达式，并系统阐述其关键性质，如周期性、对称性、线性性、时移性、频率移性、帕塞瓦尔定理等。这些性质是理解和应用DFT的基础。 DFT的应用： 演示DFT在信号频谱分析、系统频率响应计算等方面的应用。 快速傅里叶变换（FFT）： 介绍FFT算法的思想，重点讲解Cooley-Tukey算法（蝶形算法）的原理，包括按时间抽取和按频率抽取两种基本形式。强调FFT算法在降低计算复杂度方面的巨大优势，使其在实际应用中成为可能。通过详细的流程图和计算示例，帮助读者理解FFT的实现过程。 Z变换： Z变换的定义与收敛域： 详细推导Z变换的数学公式，并深入讲解收敛域（ROC）的概念及其重要性。通过不同零极点位置的系统，展示ROC的形状及其与系统稳定性和因果性的关系。 Z变换的性质： 系统阐述Z变换的线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质、微分性质等，并给出相应的推导。 Z变换与LTI系统的关系： 重点分析Z变换在描述和分析LTI系统频率响应、系统稳定性判别等方面的作用。 逆Z变换： 讲解求解逆Z变换的常用方法，包括部分分式展开法、长除法以及留数定理法。 概率与随机信号处理基础： 概率论基础： 回顾概率论的基本概念，如随机变量、概率密度函数、累积分布函数、期望、方差等。 随机过程： 介绍随机过程的概念，包括平稳随机过程（宽平稳、严平稳）、遍历性等。 随机信号的统计特性： 讲解均值、自相关函数、互相关函数、功率谱密度等概念，以及它们如何描述随机信号的统计特性。 随机信号通过LTI系统： 分析随机信号通过LTI系统后输出信号的统计特性如何变化。 第二部分：数字滤波器设计 本部分是数字信号处理的核心应用之一，将详细介绍各种数字滤波器的设计方法。 数字滤波器概述： 介绍数字滤波器的定义、作用、分类（IIR滤波器与FIR滤波器），以及滤波器的性能指标，如通带、阻带、过渡带、衰减、相位响应等。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 模拟滤波器的设计基础： 回顾巴特沃斯、切比雪夫（I型和II型）、椭圆滤波器等经典模拟滤波器的特性与设计方法。 模拟滤波器向数字滤波器的变换： 重点讲解双线性变换法，介绍其原理、优点和缺点，以及如何利用它将已设计的模拟滤波器原型转换为数字滤波器。 冲激响应不变法： 讲解冲激响应不变法的原理，并分析其在处理某些信号时可能出现的频谱混叠问题。 IIR滤波器设计步骤： 总结IIR滤波器设计的整体流程，包括确定技术指标、选择原型滤波器、进行变换、以及参数调整等。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器的优点： 强调FIR滤波器在线性相位、稳定性方面的优势。 窗函数法： 介绍常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，分析不同窗函数的频谱特性和对滤波器性能的影响。讲解如何根据技术指标选择合适的窗函数和滤波器阶数。 频率采样法： 介绍频率采样法的基本原理，并讨论其在特定应用中的优势。 最优（Parks-McClellan）算法： 详细讲解Parks-McClellan算法（也称为Remez交换算法），阐述其迭代优化思想，以及如何设计出在特定频率范围内达到最优逼近的FIR滤波器。 FIR滤波器设计步骤： 总结FIR滤波器设计的整体流程。 第三部分：现代数字信号处理技术 本部分将介绍一些更高级、更具工程应用价值的DSP技术。 多速率信号处理： 抽取与插值： 讲解信号的抽取（降采样）和插值（升采样）的概念、原理及数学模型。重点分析抽取和插值过程中可能出现的频谱混叠和信息损失问题，以及如何通过抗混叠滤波器和补偿滤波器来解决。 多速率滤波器组： 介绍多速率滤波器组（filter banks）的基本结构，包括子带滤波器组和二通道滤波器组。阐述其在信号压缩（如MP3、JPEG）、信号分离、以及其他信号处理应用中的作用。 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基本工作原理，即滤波器系数根据输入信号和期望信号的误差信号进行实时调整，以达到最优性能。 性能准则： 讲解最小均方误差（LMS）准则和最小均方（LMS）算法。详细推导LMS算法的迭代公式，并分析其收敛性。 LMS算法的变种： 介绍归一化LMS（NLMS）算法等LMS算法的改进版本，以及它们的适用场景。 应用： 重点介绍自适应滤波器在噪声消除（如回声消除、语音降噪）、均衡（如信道均衡）、系统辨识等方面的实际应用。 谱估计： 经典谱估计方法： 回顾周期图法及其改进方法（Welch法），分析其优缺点。 现代谱估计方法： 介绍基于模型法的谱估计方法，如Yule-Walker法（AR模型）、Burg法（AR模型）等。讨论这些方法的原理及其在提高谱估计分辨率和准确性方面的优势。 多维谱估计： 简要介绍多维信号的谱估计概念。 数字信号处理在通信系统中的应用： 调制解调技术： 简要介绍数字信号处理在ASK, FSK, PSK, QAM等调制解调技术中的应用。 信道编码与解码： 介绍纠错码的基本原理，以及DSP在实现这些编码解码算法中的作用。 均衡技术： 探讨DSP在解决多径效应等引起的码间串扰问题中的应用。 数字信号处理在图像和音频处理中的应用： 图像处理： 介绍DSP在图像滤波（锐化、平滑）、边缘检测、特征提取、图像压缩等方面的应用。 音频处理： 介绍DSP在音频滤波、音效处理、语音识别、音频压缩等方面的应用。 本书的特点： 理论与实践紧密结合： 在讲解抽象的数学理论的同时，本书穿插了大量的工程实例和应用场景，使读者能够深刻理解理论知识的实际意义。 内容循序渐进，逻辑清晰： 从基础概念到高级技术，层层递进，确保读者能够逐步建立对DSP知识体系的认知。 数学推导严谨详实： 对于核心概念和重要算法，均进行了详细的数学推导，帮助读者理解其内在原理。 配有丰富的图表和算例： 通过直观的图示和具体的计算示例，帮助读者更好地理解抽象的数学模型和算法过程。 第四版内容更新： 引入了近年来DSP领域的新发展和热门技术，如在通信、多媒体等领域的深入应用。 光盘资源支持（可选）： 配套的光盘（如有）通常包含与书中内容相对应的软件工具、仿真代码、实验指导等，极大地增强了本书的学习和实践价值。 本书适合于电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域工作的工程师和研究人员。通过对本书的学习，读者将能够全面掌握数字信号处理的理论知识和工程技能，为在现代科技领域中解决复杂问题奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常像一位经验丰富、耐心细致的导师在你身边进行一对一辅导。它的叙事风格非常严谨，但又充满了人文关怀。我记得我在学习Chebyshev滤波器设计时，最初被其复杂的幅频特性所困扰，但书中的推导过程详尽到每一步的变量替换和公式简化都清晰可见，几乎没有“跳步”。这种对细节的极致追求，使得即便是相对枯燥的数学推导环节也变得可以忍受。此外，书中对理论知识在不同应用领域的映射也做得很好，例如，在讲解量化噪声和溢出效应时，作者会立刻联系到实际的模数转换器（ADC）和定点DSP的限制，这对于我们这些需要从浮点理论过渡到硬件实现的研发人员来说，是宝贵的经验总结。这本书的价值绝不仅仅在于传授知识，更在于培养一种严谨的、面向工程实践的信号处理思维模式。如果能多加入一些针对特定行业的案例分析，例如医学影像或雷达信号处理，那将更具针对性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年在通信行业摸爬滚打的工程师，我对市面上形形色色的DSP教材都有所涉猎，但坦率地说，这本教程在理论的深度和广度上都达到了一个很高的水准。它不仅仅停留在公式的推导上，更注重将数学工具与实际的物理意义紧密结合起来。比如，在讲解功率谱密度估计时，作者并没有简单地给出维纳-辛钦定理，而是详细阐述了周期图法和更先进的参数化方法之间的优劣，这对于我们进行实际系统设计时做出取舍至关重要。书中对线性卷积和圆周卷积的区分处理得非常到位，这在FFT算法的应用中是常常被混淆的陷阱。我尤其欣赏的是其中关于有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器设计章节的详尽对比，不仅给出了经典的设计公式，还穿插了Matlab/Python等工具的实现思路，极大地提高了工程可操作性。唯一的遗憾是，关于现代采样理论在非均匀采样场景下的处理，内容稍微有些简略，希望后续版本能有所补充。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量简直是教科书的典范，纸张厚实，墨迹清晰，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到明显的疲劳。光盘的配置也是一个大大的加分项，里面包含的例程和仿真代码对于理解抽象的理论概念起到了至关重要的作用。我特别欣赏作者在组织章节时的逻辑性，从最基础的离散时间信号与系统开始，循序渐进地引入傅里叶分析、Z变换，再到滤波器设计和快速傅里叶变换（FFT），整个知识体系的构建非常扎实。对于初学者而言，这种由浅入深的学习路径极大地降低了入门的门槛。尤其是关于频谱分析和窗函数选择的那几章，讲解得深入浅出，图示丰富，让我对实际工程中的信号处理问题有了更直观的认识。不过，如果能增加一些关于现代自适应滤波算法的应用案例，那就更完美了，毕竟现在的工程实践对这些前沿技术的需求越来越高。总体而言，这是一本非常值得信赖的参考书，无论你是学生还是初入职场的工程师，都能从中获益良多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计堪称艺术品级别的教科书典范。每一条重要的定义、每一个关键的公式都被用粗体或独立的方框清晰地标注出来，这在复习和查找特定知识点时效率极高。作者在选择示例和习题时也展现了高超的品味，习题往往不是简单的公式套用，而是需要综合运用多个章节知识点才能解决的综合性问题，真正考验了读者的理解深度。特别是关于FFT算法的复杂度分析和实现细节的描述，既保证了理论的严密性，又兼顾了实际运行效率的考量，让我明白了为什么在工程中要优先选择某些特定的算法结构。光盘中的代码示例注释详尽，可读性强，这比很多只提供最终答案而不提供推导过程的教材要厚道得多。如果说还有改进空间，或许是在最新的DSP硬件架构（如GPU并行计算在DSP中的应用）方面能有更前瞻性的探讨，但就其作为一本基础教程而言，其经典地位无可撼动，是信号处理学习者书架上不可或缺的镇馆之宝。

评分☆☆☆☆☆

我给这本书的评价是：结构宏大，但执行精细。它的覆盖面之广，几乎囊括了经典数字信号处理的所有核心模块，从基础的序列操作到高级的自适应算法都有所涉及。让我印象深刻的是其在绪论部分对“为什么需要数字信号处理”的阐述，这种宏观的视角能帮助读者建立正确的学科定位，避免陷入纯粹的数学泥潭。在讲解FIR/IIR设计时，作者没有采用单一的、教条式的讲解方法，而是灵活地运用了频率采样法、频率变换法等多种途径，让读者可以从不同的角度去理解滤波器的设计哲学。对于那些希望深入理解Z变换性质的读者来说，书中对收敛域（ROC）的讨论深入且透彻，远超一般教材的水平。然而，我个人感觉，在涉及小波变换（Wavelet Transform）的部分，篇幅略显不足，可能更适合作为入门介绍，深度上还不够满足高级研究者的需求。总而言之，它是一本能让你从“知道怎么算”提升到“知道为什么这么算”的工具书。