正版 数字信号处理：原理、实现与仿真(第2版) 唐向宏,孙闽红 978704035883 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐向宏，孙闽红 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040358834

商品编码：29657922760

包装：平装

出版时间：2012-08-01

基本信息

书名：数字信号处理：原理、实现与仿真(第2版)

定价：32.80元

作者：唐向宏,孙闽红

出版社：高等教育出版社

出版日期：2012-08-01

ISBN：9787040358834

字数：

页码：321

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.540kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字信号处理：原理、实现与仿真（第2版）》系统讨论数字信号处理的基本理论、基本算法和基本实现方法，注重基本概念、基本方法的讲解，压缩了繁琐的理论推导，所列举的大量典型示例注重理论联系实际，例题、习题紧扣基本概念、基本原理、基本方法的应用，内容通俗易懂、易教易学。
全书共9章，主要涉及离散时间系统的基本特征、连续时间信号的抽样、离散时间系统的变换域分析方法、离散时间系统结构、快速傅里叶变换（FFT）、IIR和FIR数字滤波器的理论和设计方法，以及多抽样率信号处理与多分辨率信号分析等内容。结合各章节的内容，介绍了相应的MATLAB信号处理工具箱函数，给出有关的仿真程序。
《数字信号处理：原理、实现与仿真（第2版）》可作为大专院校电气信息类专业的教材，也可作为在通信工程、电子信息工程、自动控制工程、图像处理、语音处理等领域从事信号处理的科技工作者的参考书。

目录

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绪论
章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号与序列运算
1.1.1 离散时间信号及表示方式
1.1.2 序列的运算
1.1.3 序列的能量、周期性以及几种常用序列
1.2 离散时间系统
1.2.1 线性时不变系统
1.2.2 单位冲激响应与系统响应
1.2.3 因果与稳定系统
1.3 连续时间信号的抽样
1.3.1 连续时间信号抽样的基本原理
1.3.2 抽样定理与连续信号的恢复
1.4 本章相关的MATLAB命令及应用
1.4.1 离散时间信号的MATLAB表示
1.4.2 离散时间信号运算的实现
1.4.3 差分方程的MATLAB求解
1.4.4 连续信号的离散与重构
小结
习题

第2章 离散时间系统的变换域分析-z变换
2.1 z变换与z逆变换
2.1.1 z变换的定义与收敛域
2.1.2 z逆变换
2.1.3 z变换的基本性质
2.2 离散时间系统的系统函数与系统特性的描述
2.3 系统的频率响应与系统滤波特性
2.4 z变换和拉氏变换的关系
2.5 本章相关的MATLAB命令及应用
2.5.1 z变换与z逆变换的MATLAB实现
2.5.2 有理多项式的部分分式展开与多项式的乘除
2.5.3 MATLAB对系统的描述及各系统模型的转换
2.5.4 离散LTI系统的时域响应与频率响应
小结
习题

第3章 离散时间系统的频域分析傅里叶变换
3.1 非周期序列的傅里叶变换及性质
3.1.1 非周期序列傅里叶变换
3.1.2 非周期序列傅里叶变换的性质
3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质
3.3 有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）
3.3.1 离散傅里叶变换（DFT）及性质
3.3.2 圆周卷积与有限长序列的线性卷积的关系
3.4 频域抽样理论
3.5 利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题
3.5.1 混叠失真与参数选择
3.5.2 频谱泄漏
3.5.3 栅栏效应
3.6 本章相关的MATLAB命令及应用
3.6.1 求系统幅度响应函数与相位响应函数
3.6.2 傅里叶变换的MATLAB实现
小结
习题

第4章 数字滤波器的基本结构
4.1 数字滤波器类型及结构表示方法
4.2 无限长单位冲激响应（ IIR）数字滤波器的基本结构与特点
4.3 有限长单位冲激响应（ FIR）数字滤波器的基本结构与特点
4.4 数字滤波器的格型结构
4.4.1 全零点FIR系统的格型结构
4.4.2 全极点IIR系统的格型结构
4.4.3 零极点IIR系统的格型结构
4.5 本章相关的MATLAB命令及应用
4.5.1 系统互联函数命令
4.5.2 系统不同结构的实现
4.5.3 系统格型结构的实现函数
小结
习题

第5章 快速傅里叶变换
5.1 快速计算DFT的改进途径
5.2 按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法
5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理
5.2.2 DIT-FFT算法的特点
5.2.3 按时间抽选的FFT算法的其他形式流图
5.3 按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法
5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理
……
第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法
第7章 有限长单位冲激响应（ FIR）数字滤波器的设计方法
第8章 多抽样率信号处理与多分辨率信号分析
第9章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应

附录A 常用模拟低通滤波器设计方法
附录B MATLAB使用简介
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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绪论
章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号与序列运算
1.1.1 离散时间信号及表示方式
1.1.2 序列的运算
1.1.3 序列的能量、周期性以及几种常用序列
1.2 离散时间系统
1.2.1 线性时不变系统
1.2.2 单位冲激响应与系统响应
1.2.3 因果与稳定系统
1.3 连续时间信号的抽样
1.3.1 连续时间信号抽样的基本原理
1.3.2 抽样定理与连续信号的恢复
1.4 本章相关的MATLAB命令及应用
1.4.1 离散时间信号的MATLAB表示
1.4.2 离散时间信号运算的实现
1.4.3 差分方程的MATLAB求解
1.4.4 连续信号的离散与重构
小结
习题

第2章 离散时间系统的变换域分析-z变换
2.1 z变换与z逆变换
2.1.1 z变换的定义与收敛域
2.1.2 z逆变换
2.1.3 z变换的基本性质
2.2 离散时间系统的系统函数与系统特性的描述
2.3 系统的频率响应与系统滤波特性
2.4 z变换和拉氏变换的关系
2.5 本章相关的MATLAB命令及应用
2.5.1 z变换与z逆变换的MATLAB实现
2.5.2 有理多项式的部分分式展开与多项式的乘除
2.5.3 MATLAB对系统的描述及各系统模型的转换
2.5.4 离散LTI系统的时域响应与频率响应
小结
习题

第3章 离散时间系统的频域分析傅里叶变换
3.1 非周期序列的傅里叶变换及性质
3.1.1 非周期序列傅里叶变换
3.1.2 非周期序列傅里叶变换的性质
3.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）及性质
3.3 有限长序列的离散傅里叶变换（DFT）
3.3.1 离散傅里叶变换（DFT）及性质
3.3.2 圆周卷积与有限长序列的线性卷积的关系
3.4 频域抽样理论
3.5 利用DFT对连续时间信号处理时应注意的问题
3.5.1 混叠失真与参数选择
3.5.2 频谱泄漏
3.5.3 栅栏效应
3.6 本章相关的MATLAB命令及应用
3.6.1 求系统幅度响应函数与相位响应函数
3.6.2 傅里叶变换的MATLAB实现
小结
习题

第4章 数字滤波器的基本结构
4.1 数字滤波器类型及结构表示方法
4.2 无限长单位冲激响应（ IIR）数字滤波器的基本结构与特点
4.3 有限长单位冲激响应（ FIR）数字滤波器的基本结构与特点
4.4 数字滤波器的格型结构
4.4.1 全零点FIR系统的格型结构
4.4.2 全极点IIR系统的格型结构
4.4.3 零极点IIR系统的格型结构
4.5 本章相关的MATLAB命令及应用
4.5.1 系统互联函数命令
4.5.2 系统不同结构的实现
4.5.3 系统格型结构的实现函数
小结
习题

第5章 快速傅里叶变换
5.1 快速计算DFT的改进途径
5.2 按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法
5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理
5.2.2 DIT-FFT算法的特点
5.2.3 按时间抽选的FFT算法的其他形式流图
5.3 按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法
5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理
……
第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法
第7章 有限长单位冲激响应（ FIR）数字滤波器的设计方法
第8章 多抽样率信号处理与多分辨率信号分析
第9章 离散信号处理系统设计分析及有限字长效应

附录A 常用模拟低通滤波器设计方法
附录B MATLAB使用简介
参考文献

《数字信号处理：理论基础与工程应用》 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号处理（DSP）领域入门。我们聚焦于DSP的核心理论、关键技术及其在实际工程中的广泛应用，力求以清晰的逻辑、严谨的推导和生动的实例，引领读者探索信号世界的奥秘，掌握信号处理的强大工具。本书内容涵盖了从最基础的信号与系统概念，到复杂的现代信号处理算法，再到具体工程实现的方方面面，旨在培养读者扎实的理论功底和解决实际工程问题的能力。 第一部分：数字信号处理的基石 第一章：信号与系统概述 本章将系统地介绍信号与系统的基本概念。我们将区分连续时间信号与离散时间信号，并介绍它们在时域和频域的表示方法。读者将学习到如何描述信号的周期性、奇偶性、能量与功率等重要特性。对于系统，我们将阐述线性时不变（LTI）系统作为DSP中最基本和最重要的模型，深入剖析其因果性、稳定性、记忆性以及可逆性等关键属性。通过对卷积定理的详细讲解，读者将理解LTI系统在信号处理中的核心作用，为后续章节奠定坚实的理论基础。 第二章：离散时间信号的分析 本章聚焦于离散时间信号的特性和分析方法。我们将介绍几种常见的离散时间信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号和正弦信号，并分析它们的数学表达式和时域特性。重点在于介绍离散傅里叶变换（DFT）及其性质，包括线性性质、时移性质、频移性质、周期卷积性质、帕塞瓦尔定理等。DFT是分析离散信号频谱特性的 fundamental 工具，对于理解信号的频率成分至关重要。我们将通过详细的数学推导和图示，帮助读者理解DFT的原理和计算方法。 第三章：离散时间系统的分析 本章将深入探讨离散时间系统的分析方法。我们将介绍差分方程作为描述离散时间系统的基本数学模型，并讲解如何利用初始条件求解差分方程。核心内容将围绕LTI系统的频率响应展开，解释频率响应如何反映系统对不同频率信号的放大或衰减作用。我们将介绍冲激响应在描述LTI系统动态特性中的重要性，以及通过卷积运算实现输入信号到输出信号的转换。此外，本章还将引入Z变换，作为分析离散时间系统频率响应和稳定性的强大数学工具。读者将学习Z变换的定义、性质及其在系统分析中的应用，包括零极点分析在判断系统稳定性中的作用。 第二部分：核心数字信号处理技术 第四章：傅里叶变换及其在信号分析中的应用 本章将详细阐述各种傅里叶变换的原理及其在信号分析中的应用。我们将从连续时间傅里叶变换（CTFT）出发，引出离散时间傅里叶变换（DTFT），并最终过渡到DFT。我们将深入讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，包括蝶形运算和基-2 FFT的原理，强调FFT作为加速DFT计算的关键技术。FFT的引入将极大地提高了信号频谱分析的效率。本章将通过大量实际例子，演示如何利用傅里叶变换分析信号的频谱特性，识别信号中的周期成分，以及理解信号的带宽等概念。 第五章：滤波器设计 滤波器是数字信号处理中不可或缺的重要组成部分，用于选择性地通过或阻止特定频率范围的信号。本章将分为两大部分：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器设计： 我们将介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器。这些方法利用了连续时间域滤波器的原型，并将其映射到离散时间域。读者将学习如何根据技术指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）选择合适的滤波器类型，并掌握由模拟滤波器设计参数推导出数字滤波器参数的步骤。我们将详细讲解脉冲不变法和双线性变换法这两种主要的模拟-数字变换技术。 FIR滤波器设计： 相较于IIR滤波器，FIR滤波器具有线性相位延迟的优点，在许多对相位失真敏感的应用中具有不可替代的地位。本章将重点介绍几种常见的FIR滤波器设计方法，如窗函数法（包括矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。读者将理解不同窗函数对滤波器过渡带和阻带特性的影响，以及如何根据预设的性能要求选择合适的窗函数和设计参数。我们还将介绍Parks-McClellan算法（也称为Remez算法），这是一种最优逼近方法，能够设计出在特定误差容限内性能最优的FIR滤波器。 第六章：采样与重建 采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的关键过程，而重建则是将离散时间信号恢复为连续时间信号的过程。本章将深入探讨这两个 fundamental 过程。我们将详细阐述奈奎斯特定理，解释采样频率与信号最高频率之间的关系，以及欠采样可能导致的混叠现象。读者将学习如何选择合适的采样率以避免信息丢失。随后，我们将介绍信号重建的常用方法，如理想低通滤波器法，并探讨实际应用中使用的插值滤波器技术，如线性插值、多项式插值等，以及它们的优缺点。本章还将讨论过采样和量化误差等与信号数字化密切相关的重要概念。 第七章：随机信号分析 现实世界中的许多信号都具有随机性，因此对随机信号的分析是DSP的重要分支。本章将介绍随机信号的基本概念，包括概率分布、均值、方差、自相关函数和互相关函数。我们将讲解宽平稳和窄平稳随机过程的定义及其重要性。重点在于介绍功率谱密度（PSD）的概念，它描述了随机信号的能量或功率在不同频率上的分布。读者将学习如何估计随机信号的功率谱密度，以及如何利用随机信号的统计特性来分析和理解信号的行为。本章还将简要介绍随机过程与LTI系统的关系，以及其在噪声分析中的应用。 第三部分：现代信号处理技术与应用 第八章：数字信号处理的实现 本章将从工程实现的视角探讨DSP。我们将介绍如何将理论上的DSP算法转化为实际可执行的代码。重点在于讨论如何利用有限精度运算（定点运算和浮点运算）来处理信号，以及这些运算可能带来的误差和影响。读者将了解DSP芯片的架构特点，如指令集、流水线、乘累加（MAC）单元等，以及它们如何加速信号处理任务。本章还将介绍常用的DSP软件开发工具和库函数，并讨论如何优化算法以提高计算效率，满足实时性要求。 第九章：自适应信号处理 自适应信号处理是指系统能够根据输入信号的统计特性或外部环境的变化，自动调整其内部参数以达到最佳性能。本章将介绍自适应滤波器的基本原理，重点介绍最小均方（LMS）算法和归一化LMS（NLMS）算法。读者将理解这些算法如何通过迭代方式逼近最优滤波器系数，以实现诸如噪声消除、回声消除、均衡等任务。我们还将探讨卡尔曼滤波器的原理及其在状态估计和预测中的应用。自适应信号处理在通信、控制、生物医学工程等领域具有广泛而重要的应用。 第十章：多速率信号处理 多速率信号处理是指在信号处理过程中，对信号的采样率进行改变。本章将介绍信号的抽取（降低采样率）和插值（提高采样率）技术。我们将详细阐述采样率变换器的原理，包括抽取滤波器和插值滤波器的设计。重点在于介绍多速率信号处理在节省计算资源、实现不同采样率系统之间的接口等方面的优势。读者将学习如何设计高效的抽取和插值系统，以及其在通信系统、音频处理和图像处理等领域的应用。 第十一章：数字信号处理的应用实例 本章将通过一系列具体的应用实例，将前面章节介绍的理论知识和技术融会贯通。我们将涉及以下几个方面： 通信系统： 介绍数字通信中的调制解调技术、信道编码、均衡等DSP应用。 语音信号处理： 探讨语音识别、语音合成、音频压缩（如MP3）等技术。 图像与视频处理： 介绍图像滤波、边缘检测、特征提取、图像压缩等。 生物医学信号处理： 讨论心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的分析和处理。 控制系统： 介绍数字控制器设计和状态空间分析等。 通过这些实例，读者将深刻理解数字信号处理在现代科技和社会发展中所扮演的关键角色，并激发进一步探索的兴趣。 总结 本书力求提供一个既有深度又不失广度的数字信号处理学习体验。我们希望通过严谨的理论讲解、清晰的数学推导以及贴合实际的工程案例，帮助读者建立起对数字信号处理的系统性认识。无论您是初学者，还是希望深化 DSP 知识的工程师，本书都将是您宝贵的参考。通过学习本书，您将能够掌握分析和处理各种数字信号的必备技能，为应对未来科技挑战打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构简直是教科书级别的典范。我最受不了的就是那种章节之间逻辑跳跃、前后呼应不上的书。但这本《正版 数字信号处理：原理、实现与仿真(第2版)》在内容组织上非常连贯和有条理。从最基础的离散时间信号和系统开始，逐步深入到Z变换、傅里叶分析，再到数字滤波器和谱分析，每一步的推进都建立在前面知识点的基础上，过渡得非常自然。读者很容易就能构建起一个完整的知识体系。更赞的是，作者在每一章后面都设置了恰到好处的习题和思考题，这些题目不仅仅是检验记忆，更多的是引导你去深入思考和探索。我发现自己做完那些题目后，对章节内容的理解深度提升了好几个档次。这本书的设计哲学似乎是：知识的传授要像搭积木一样，一块一块稳固地向上搭建，而不是东拼西凑。这种严谨的结构，让学习过程变得高效而愉悦。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的研发工程师，我阅读了大量DSP领域的专业书籍，但我必须说，这本书在“工程化思维”的培养上做得尤为出色。很多学术性的著作往往过度关注数学的优雅性，而忽略了实际硬件和计算资源上的限制。这本书却时常提醒我们，在设计算法时需要考虑量化误差、运算复杂度以及实时性等实际约束。例如，在讨论定点数运算和浮点数运算的区别时，作者没有简单地给出数学定义，而是结合实际的DSP芯片特性进行了分析，这对我优化现有产品的算法效率提供了直接的指导。书中关于自适应滤波器的部分，也着重强调了收敛速度与运算量的权衡，这正是工程设计中经常面临的矛盾点。这本书真正做到了连接理论与工程实践的鸿沟，它不仅仅教会我如何“计算”，更教会我如何“设计”一个在真实世界中可以稳定运行的数字信号处理系统。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对这本书的期望并不高，毕竟市面上关于数字信号处理的书籍汗牛充栋，大多数都只是在重复前人的老生常谈。然而，这本书的“实现”和“仿真”两个维度，彻底颠覆了我的看法。很多教材在理论推导上做得很好，但在如何将理论转化为实际代码和可验证的系统上却戛然而止。这本书厉害之处就在于，它不仅告诉你“为什么”要这样做，更详细地展示了“怎么做”以及“做出来是什么样子”。我特别欣赏作者在讲述滤波器设计时，那种从理论到代码的无缝衔接。他们不仅给出了设计公式，还给出了相应的MATLAB或类似工具的实现代码框架，这对于工程实践者来说简直是福音。我用书里的例子跑了几个对比实验，发现书中的仿真结果和实际的系统表现非常吻合，这极大地增强了我对理论模型的信任度。这本书的深度和广度兼顾得非常好，既有坚实的理论基础，又不乏工程实现的前沿视角。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是把我从数字信号处理的深水区捞了出来！我之前学DSP的时候，感觉那些理论知识就像天书一样，公式推导看得我头晕眼花，完全不知道这些抽象的东西在实际中到底有什么用。翻开这本书，我才发现原来DSP可以这么生动有趣。作者的讲解方式非常贴合实际应用，把复杂的概念拆解成一个个小模块，通过清晰的图示和例子来解释。尤其是他们对FFT算法的阐述，简直是里程碑式的清晰，让我这个曾经的“数学绝缘体”都恍然大悟。这本书不是那种干巴巴的教科书，更像是一个经验丰富的老师在手把手教你。书里的仿真部分也特别实用，我按照书上的步骤一步步操作下来，那些原本只存在于纸面上的算法，竟然真的在电脑上跑起来了，那种成就感无与伦比。对于初学者来说，这本书提供了一个非常友好的入门路径，让你能够快速建立起对DSP的整体认知，而不是陷入无尽的数学细节中无法自拔。我强烈推荐给所有觉得DSP很难啃的朋友们，它绝对能帮你打通任督二脉。

评分☆☆☆☆☆

我喜欢这本书，因为它带着一种“老派的严谨”和“现代的视野”完美结合的魅力。读起来感觉不像是在看一本赶时髦的教材，而更像是在跟一位经验丰富的大家对话。书中的细节处理得非常到位，即便是看似简单的一些基础概念，作者也会提供多角度的解释，确保读者能够从不同侧面理解其本质。比如，在讲解采样定理时，它不仅提到了奈奎斯特速率，还结合了实际混叠现象的图形展示，让人一眼就能明白过采样和欠采样的后果。而且，这本书的排版和字体选择也体现了对读者的尊重，长时间阅读下来眼睛一点都不累。这种对细节的关注，让阅读体验得到了极大的提升。一本好书，不仅内容要好，阅读的舒适度也是衡量标准之一。这本书在所有这些方面都做得无可挑剔，绝对值得我把它放在书架上最容易拿到的位置，时不时翻阅回顾一下。