DSP技术原理及应用教程 刘艳萍 9787810776066 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘艳萍 著

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店铺： 天乐图书专营店

出版社： 北京航天航空大学出版社

ISBN：9787810776066

商品编码：29696563586

包装：平装

出版时间：2008-07-01

基本信息

书名：DSP技术原理及应用教程

定价：36.00元

作者：刘艳萍

出版社：北京航天航空大学出版社

出版日期：2008-07-01

ISBN：9787810776066

字数：549000

页码：382

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍了数字信号处理器技术的发展、特点和种类，介绍TMS320系列DSP中的C2000、C5000、C6000及C5000 RISC系列的主要性能指标和硬件结构组成。其中围绕TMS320C54xDSP芯片，详细介绍了数字信号处理器的基本概念、内部结构、工作原理、指令系统、系统开发、各种硬件接口电路设计和常用数据/信号处理算法的实现方法，并给出了应用实例。
本书的突出特点是内容全面，详略得当，实用性强，适用于高等院校电类专业本科生和研究生教材，也可供相关DSP技术开发人员参考。

目录

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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（DSP）技术原理与实践指南 引言 在信息爆炸的时代，数字信号处理（DSP）技术已经渗透到我们生活的方方面面，从手机通信、音频视频处理，到医疗成像、工业自动化，其重要性不言而喻。理解DSP的核心原理，掌握其实际应用，对于现代科技工作者和研究人员而言，是至关重要的技能。本书旨在深入浅出地讲解DSP的基本概念、核心算法和广泛应用，帮助读者建立扎实的理论基础，并具备解决实际问题的能力。 第一部分：DSP基础理论 第一章：数字信号与系统概述 本章将带领读者走进数字信号的世界，理解其与模拟信号的本质区别。我们将探讨数字信号的采样、量化和编码过程，以及这些过程对信号质量的影响。 数字信号的定义与表示： 介绍离散时间信号和离散幅度信号的概念，以及它们在数学上的表示方式，如序列、向量等。 采样定理（奈奎斯特-香农采样定理）： 详细阐述采样频率与信号带宽的关系，理解为何必须以高于信号最高频率两倍的速率进行采样才能无失真地重建原始信号。 量化误差与编码： 讲解模拟信号转换为数字信号时，量化过程引入的误差，以及不同的量化方法（如均匀量化、非均匀量化）及其优缺点。介绍脉冲编码调制（PCM）等基本编码方式。 理想低通滤波器与混叠： 解释在采样过程中，如果采样频率不足，高频分量会“混叠”到低频区域，导致信号失真。引入理想低通滤波器（抗混叠滤波器）的概念及其作用。 信号的分类： 区分周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等，并介绍它们的数学特性。 第二章：离散时间信号的频域分析 频域分析是理解信号特性的关键。本章将重点介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）及其性质，为后续章节的系统分析奠定基础。 傅里叶级数与傅里叶变换： 回顾连续时间信号的傅里叶级数和傅里叶变换，为理解离散时间信号的频域分析做铺垫。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 定义DTFT，解释其将离散时间信号映射到连续频率的意义。 DTFT的性质： 详细介绍DTFT的线性性、时移性、频移性、对称性、卷积性质、微分性质等，以及这些性质在信号处理中的应用。 周期信号的DTFT： 探讨周期信号的DTFT与非周期信号的区别，引入冲激函数在频域的表示。 能量谱密度与功率谱密度： 引入帕塞瓦尔定理，解释能量谱密度和功率谱密度如何描述信号在不同频率上的能量或功率分布。 第三章：离散时间系统 本章将聚焦于描述信号如何被处理的系统。我们将学习如何表征和分析离散时间系统，并重点介绍线性时不变（LTI）系统。 离散时间系统的定义与表示： 介绍系统的输入、输出和内部状态。 系统的分类： 区分因果系统、稳定系统、记忆系统、无记忆系统、线性系统、时变系统和时不变系统。 线性时不变（LTI）系统： 详细讲解LTI系统的核心性质，以及为何LTI系统在DSP中如此重要。 卷积和： 引入LTI系统的单位脉冲响应（h[n]），以及输入信号与单位脉冲响应的卷积和如何计算LTI系统的输出。这是LTI系统分析的核心。 系统函数的概念： 介绍系统函数Z变换在频域对LTI系统的描述，以及其与单位脉冲响应的关系。 因果性与稳定性分析： 基于单位脉冲响应或系统函数，分析LTI系统的因果性和稳定性条件。 第四章：Z变换及其应用 Z变换是分析离散时间信号和系统的重要数学工具，特别适用于处理因果和非因果系统。本章将深入讲解Z变换的原理和应用。 Z变换的定义： 定义单边Z变换和双边Z变换，以及收敛域（ROC）的概念。 Z变换的性质： 详细介绍Z变换的线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质、微分性质等。 逆Z变换： 介绍求解逆Z变换的常用方法，如部分分式展开法、长除法、留数定理法等。 LTI系统的分析与Z域： 如何使用Z变换来表示和分析LTI系统，包括零极点图的绘制以及它们对系统行为的影响。 差分方程与系统函数： 解释如何将LTI系统的差分方程表示转换为系统函数，以及二者之间的对应关系。 第二部分：DSP核心算法与实现 第五章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT是DTFT在离散有限点上的近似，而FFT是计算DFT的高效算法。本章将详细讲解DFT的原理及其快速算法FFT。 离散傅里叶变换（DFT）的定义： 介绍DFT如何将离散时间序列映射到离散频率点。 DFT的性质： 介绍DFT的周期性、线性性、对称性、卷积性质等。 DFT与DTFT的关系： 解释DFT是DTFT在离散频率点上的采样。 快速傅里叶变换（FFT）原理： 讲解FFT的“分治”思想，介绍蝶形运算和基-2 FFT（按时间抽取FFT和按频率抽取FFT）等经典算法。 FFT算法的优越性： 强调FFT在计算效率上的巨大提升，及其在实际应用中的关键作用。 DFT/FFT在信号分析中的应用： 举例说明如何利用DFT/FFT进行频谱分析、信号滤波等。 第六章：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP中最基本也最重要的模块之一，用于去除信号中的噪声或提取特定频率成分。本章将介绍两种主要的数字滤波器类型：IIR滤波器和FIR滤波器。 滤波器的基本概念： 介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型。 无限脉冲响应（IIR）滤波器： IIR滤波器的结构和特点：介绍其利用反馈实现，通常需要较低的阶数就能达到理想的幅频响应。 经典IIR滤波器设计方法：如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Elliptic）滤波器等，讲解其设计思想和设计流程。 数字域的模拟滤波器设计转换：介绍双线性变换等方法。 有限脉冲响应（FIR）滤波器： FIR滤波器的结构和特点：介绍其无反馈结构，具有线性相位等优点，但通常需要较高的阶数。 窗函数法设计FIR滤波器：讲解不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）对滤波器性能的影响。 频率采样法设计FIR滤波器。 最优FIR滤波器设计（Parks-McClellan算法）。 滤波器性能评估： 介绍通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等指标。 第三部分：DSP在各领域的实际应用 第七章：语音信号处理 语音是人类最重要的信息载体，DSP在语音处理领域有着广泛的应用。 语音信号的特性： 介绍语音信号的周期性、非周期性、声学特性（如基频、共振峰）等。 语音信号的预处理： 信号采集、降噪、分帧、加窗等。 语音信号的分析： 基频估计（Pitch Detection）：介绍估计算法，如自相关法、平均幅度差法（AMDF）。 共振峰估计（Formant Estimation）：介绍分析合成模型，如线性预测编码（LPC）。 语音信号的合成： 介绍基于LPC、歌唱合成等语音合成技术。 语音识别基础： 介绍声学模型、语言模型、匹配算法等基本概念。 语音编解码： 介绍如PCM、ADPCM、MP3、AAC等常见的语音和音频编码标准。 第八章：图像和视频信号处理 图像和视频是信息传递的重要媒介，DSP技术对其进行增强、压缩和分析至关重要。 数字图像的基本概念： 像素、分辨率、灰度级、颜色空间（RGB、YUV）等。 图像增强： 点运算：灰度变换（如线性拉伸、对数变换、幂律变换）、直方图均衡化。 空间域滤波：邻域滤波（均值滤波、中值滤波、高斯滤波）、锐化滤波（Sobel算子、Laplacian算子）。 图像复原： 噪声模型、逆滤波、维纳滤波。 图像分割： 阈值分割、边缘检测、区域生长。 数字视频信号： 帧、场、运动估计、运动补偿。 视频压缩： 介绍基于离散余弦变换（DCT）和运动补偿的视频编码标准（如MPEG系列）。 第九章：通信系统中的DSP应用 DSP在现代通信系统中扮演着核心角色，是实现高效、可靠通信的关键。 数字调制解调技术： 幅度调制（ASK）、频率调制（FSK）、相位调制（PSK）。 正交幅度调制（QAM）。 OFDM（正交频分复用）：其原理及其在Wi-Fi、LTE等现代通信中的重要性。 信道编码与解码： 纠错码（如汉明码、卷积码、Turbo码、LDPC码）的作用，提高通信的可靠性。 滤波器在通信中的应用： 匹配滤波器、眼图分析。 自适应信号处理： 自适应滤波器在噪声抑制、均衡等方面的应用。 软件定义无线电（SDR）： 介绍SDR如何利用DSP技术实现无线电功能的灵活性。 第十章：其他DSP应用领域 除了上述主要领域，DSP技术还广泛应用于： 生物医学信号处理： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）分析，医学影像处理（CT、MRI）。 雷达与声纳系统： 目标检测、距离和速度测量。 控制系统： 数字控制器设计，如PID控制器。 科学仪器与测量： 数据采集与分析。 金融信号分析： 趋势预测、模式识别。 结论 数字信号处理是一门涉及数学、计算机科学和工程学的交叉学科。本书从基本原理出发，逐步深入到核心算法和实际应用，旨在为读者提供一个全面而系统的学习框架。通过掌握DSP技术，我们能够更有效地处理和理解海量信息，推动科技进步，改善生活品质。希望本书能成为您学习DSP之旅的坚实起点和宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常注重逻辑性和可读性，即便是那些公认比较抽象和难以理解的部分，比如多相分解、蝶形运算等，在书中也得到了极富洞察力的阐述。作者似乎非常了解读者的思维定势和容易产生困惑的地方，总能在关键的转折点给出精妙的比喻或反例。我记得在学习快速傅里叶变换（FFT）时，我曾被各种不同的蝶形结构搞得晕头转向，但这本书通过对“位反转”和“级联”过程的图形化分解，让我瞬间茅塞顿开。更令人惊喜的是，书中穿插了一些历史背景和技术演进的小插曲，这些内容不仅丰富了知识的趣味性，也帮助我理解为什么某些算法会脱颖而出，成为行业标准。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，极大地激发了我深入探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

对于已经具备一定信号处理基础，希望向专业应用迈进的读者来说，这本书的价值同样不可估量。它并没有止步于教科书的范畴，而是提供了大量的、与现代工程实践紧密相关的案例分析。例如，在讲解自适应滤波时，它不仅仅停留在LMS算法的推导，而是深入探讨了在噪声环境复杂多变的真实场景中，如何调整步长参数以平衡收敛速度和稳态误差。这种对“灰色地带”的探讨，体现了作者深厚的工程经验。我特别欣赏它对“陷阱”的提示，很多看似完美的理论模型在实际部署中会遇到量化误差、时延同步等问题，书中对这些潜在风险的预警和规避策略的介绍，无疑是宝贵的经验之谈，能帮助我们少走弯路，直接瞄准高性能解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给人一种非常扎实的学术气息，装帧精良，纸张质量也相当不错，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容一定非常丰富和深入。我是一个对信号处理领域充满好奇的初学者，市面上很多教材要么过于理论化，晦涩难懂，要么就是过于偏向应用而忽略了底层原理的阐述。这本书的结构安排非常巧妙，它循序渐进地引导读者进入数字信号处理（DSP）的世界。从最基础的采样理论、Z变换、傅里叶分析开始，每一个概念的引入都伴随着清晰的数学推导和直观的图示解释。特别值得称赞的是，作者在讲解复杂算法时，总能用最简洁明了的语言概括其核心思想，然后逐步展开细节，这极大地降低了初学者的入门门槛。我尤其喜欢它在理论与实践之间的平衡把握，既保证了数学基础的严谨性，又没有让读者迷失在公式的海洋中，为后续理解具体的DSP芯片或软件实现打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量也值得大加赞赏。在技术书籍中，清晰的图表是理解复杂概念的生命线。这本书在这方面做得非常出色，无论是时域波形的展示，还是频域特性的对比，所有的图形都线条流畅、标识清晰，色彩运用得当，重点突出。例如，在对比不同窗函数对频谱泄漏的影响时，书中所用的多曲线叠加图，直观地展示了不同窗函数在主瓣宽度和旁瓣抑制之间的权衡关系，这种视觉冲击力远胜于单纯的文字描述。此外，公式的格式规范统一，变量定义明确，极大地提升了阅读的流畅度和准确性，确保读者在跟随推导时不会因为格式不规范而分神，这是一本真正用心制作的、体现了专业水准的教材。

评分☆☆☆☆☆

读完这本教材后，我深刻体会到了作者在内容组织上的匠心独运。这本书不仅仅是一本理论手册，更像是一位经验丰富的导师在手把手地教你如何构建一个完整的DSP知识体系。它没有采用那种堆砌大量公式却缺乏内在逻辑串联的写法，而是构建了一个清晰的知识地图。比如，在讲解滤波器设计时，它不仅详细对比了FIR和IIR滤波器的优劣、设计方法（如窗函数法、频率采样法），还非常贴合实际地分析了在有限精度环境下，这些设计选择会带来怎样的性能影响。这种对实际工程约束的关注，是很多纯理论书籍所欠缺的。我感觉自己不再是孤立地学习单个技术点，而是学会了如何从系统级的角度去思考信号处理链条上的每一个环节，这对于我未来参与任何实际项目都是至关重要的指导。