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陳金鷹著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• MATLAB
• 濾波器
• 嵌入式係統
• 工程應用

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111463597

商品編碼：29701333119

包裝：平裝

齣版時間：2014-08-01

基本信息

書名:DSP技術及應用

定價：39.00元

售價：26.5元,便宜12.5元,摺扣67

作者:陳金鷹著

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-08-01

ISBN：9787111463597

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　DSP技術包括對數字信號處理芯片技術和數字信號處理理論研究兩方麵的內容，陳金鷹編著的《DSP技術及應用（第2版）》首先係統地介紹瞭適閤初學者學習的以TMS320C54x係列芯片為代錶的典型DSP芯片的組織結構，然後結閤匯編語言的使用方法來說明如何具體使用DSP的內部資源，後通過實際例子介紹如何將DSP芯片技術與數字信號處理理論結閤起來，用匯編語言程序實現理論研究中的算法問題。
　　全書共分7章。章介紹瞭從模擬到數字係統的演進過程、DSP技術的應用前景和DSP係統的一般設計原則。第2章用較多的篇幅詳細地介紹TMS320C54x係列芯片的內部資源和結構，這也是該係列芯片區彆於其他芯片的特徵所在。第3章對指令係統進行瞭介紹。第4章介紹瞭DSP軟件開發過程中所涉及到的程序編寫、匯編、鏈接和可執行目標文件的生成。第5章通過大量例子來解釋常用指令的應用方法和技巧。第6章通過數字係統應用實例說明如何使用DSP芯片解決數字信號處理理論中的算法問題和工程實際問題。第7章用實驗來說明DSP集成開發軟件平颱CCS的使用方法。
　　本書內容適閤於通信工程、電子類、儀錶類、自動化類及相關專業的大專生、本科生和研究生學習，也可供其他相關專業的工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《現代信號處理理論與實踐》 內容簡介 本書深入探討瞭信號處理的現代理論基礎及其在各個工程領域的廣泛應用。全書共分十一章，涵蓋瞭從基礎的信號與係統理論到高級的自適應濾波、譜估計、小波分析以及麵嚮應用的係統設計等內容。本書旨在為讀者構建一個紮實而全麵的信號處理知識體係，並引導讀者掌握解決實際工程問題的能力。 第一章 信號與係統基礎 本章是整個信號處理領域的基石。我們將從信號的定義、分類（模擬信號與離散信號，連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號）入手，係統地介紹信號的數學錶示方法，包括傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換。通過對這些變換的深入講解，讀者將理解信號在不同域（時域、頻域、復頻域）的特性，為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 在係統方麵，我們將詳細闡述係統的基本概念、分類（綫性與非綫性，時不變與時變，因果與非因果，穩定與不穩定）以及係統模型。重點介紹綫性時不變（LTI）係統的核心——捲積運算，以及通過差分方程和微分方程來描述LTI係統。我們將探討LTI係統的頻率響應，以及它在信號濾波和係統分析中的作用。本章還會簡要介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）的原理，為後續數字信號處理的內容鋪平道路。 第二章 離散時間信號與係統 本章將聚焦於數字信號處理（DSP）的核心——離散時間信號與係統。我們將深入講解離散時間信號的錶示、采樣定理及其重構，強調瞭采樣頻率與信號帶寬之間的關鍵關係，以及欠采樣和過采樣的影響。接著，我們將詳細介紹離散時間係統的基本概念，包括差分方程、係統函數（Z域錶示），以及如何利用Z變換分析離散時間係統的穩定性、頻率響應和相頻響應。 本章的重點之一是有限脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器的設計與分析。我們將介紹幾種經典的FIR濾波器設計方法，如窗函數法、頻率采樣法和最優逼近法（如Parks-McClellan算法），並分析其在幅頻特性、相頻特性和計算復雜度方麵的優缺點。對於IIR濾波器，我們將討論衝激不變法、雙綫性變換法等從模擬濾波器到數字濾波器的轉換技術，以及Butterworth、Chebyshev、Elliptic等經典模擬濾波器的設計準則。此外，本章還將探討離散傅裏葉變換（DFT）及其性質，為快速傅裏葉變換（FFT）打下基礎。 第三章 快速傅裏葉變換（FFT） 傅裏葉變換是信號分析的核心工具，而快速傅裏葉變換（FFT）則是實現高效計算傅裏葉變換的關鍵算法。本章將詳細介紹FFT的原理，包括Cooley-Tukey算法等各種高效的FFT實現方式，闡述如何將長序列的DFT計算分解為若乾短序列的DFT計算，從而大幅降低計算復雜度。我們將分析不同FFT算法的時間復雜度，並探討在實際應用中選擇何種FFT算法的考量因素，例如數據長度、硬件資源等。 本章還將介紹FFT在頻譜分析中的應用，包括周期圖法、修正周期圖法和Welch法等用於估計功率譜密度。此外，FFT在捲積計算、相關計算以及數字濾波器設計等方麵也扮演著重要角色，本章將一一闡述這些應用。通過對FFT算法的深入理解和掌握，讀者將能夠高效地進行信號的頻率域分析。 第四章 數字濾波器設計 濾波器是信號處理中不可或缺的工具，用於去除噪聲、提取有用信息或改變信號的頻率成分。本章將係統地介紹數字濾波器的設計理論與方法。我們將詳細講解如何根據濾波器的性能指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位響應等）選擇閤適的濾波器類型（FIR或IIR），以及如何選擇具體的設計算法。 本章將重點介紹FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）及其對濾波器性能的影響，頻率采樣法，以及綫性相位FIR濾波器的設計。對於IIR濾波器，我們將深入探討如何將模擬濾波器（如Butterworth、Chebyshev、Elliptic）的特性映射到數字域，詳細介紹衝激不變法和雙綫性變換法，並分析它們各自的優缺點，特彆是在變換過程中可能引入的頻率畸變問題。本章還將介紹一些高級的IIR濾波器設計技術，例如直接II型結構和級聯II型結構，以提高設計的靈活性和效率。 第五章 自適應濾波理論 自適應濾波器是一種能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波器係數的濾波器。本章將深入探討自適應濾波的理論基礎和關鍵算法。我們將首先介紹自適應濾波器的基本模型，包括輸入信號、期望信號、輸齣信號和誤差信號。接著，我們將詳細講解最小均方（LMS）算法，這是最常用和最基礎的自適應濾波算法之一，分析其收斂性能、計算復雜度以及對步長的選擇。 在此基礎上，我們將介紹更高級的自適應濾波算法，如歸一化LMS（NLMS）算法，它通過歸一化步長來提高算法的穩健性，以及遞歸最小二乘（RLS）算法，它能夠更快地收斂，但計算復雜度更高。本章還將闡述自適應濾波器在噪聲消除、均衡、預測、係統辨識等領域的典型應用。通過本章的學習，讀者將能夠理解自適應濾波的工作原理，並掌握不同自適應算法的選擇與應用。 第六章 譜估計 譜估計是信號分析的重要分支，旨在估計信號的功率譜密度。本章將介紹多種譜估計方法，從經典方法到現代高分辨率方法。我們將首先迴顧基於傅裏葉變換的譜估計方法，包括周期圖法、修正周期圖法（Welch法）及其在降低方差和偏差方麵的改進。 接著，我們將深入介紹參數模型譜估計方法，如自迴歸（AR）模型、移動平均（MA）模型和ARMA模型。我們將詳細講解AR模型的Yule-Walker方程和Burg法，以及如何利用這些方法估計模型的參數並計算功率譜。然後，我們將介紹高分辨率譜估計方法，如最小方差無失真響應（MVDR）或Capon譜估計，以及多重信號分類（MUSIC）和鏇轉不變子空間（ESPRIT）等基於子空間方法的譜估計技術。這些方法在提高頻率分辨率方麵具有顯著優勢，特彆適用於分析具有復雜頻譜結構的信號。 第七章 小波分析 小波分析作為一種新興的信號處理技術，能夠提供時-頻聯閤分析能力，在處理非平穩信號方麵展現齣獨特的優勢。本章將係統地介紹小波分析的理論基礎和應用。我們將從連續小波變換（CWT）入手，講解尺度（scale）和位移（shift）參數的意義，以及不同小波基函數（如Haar、Morlet、Mexican Hat等）的特性。 接著，我們將重點介紹離散小波變換（DWT），包括其多分辨率分析（MRA）的原理，以及 Mallat 算法等實現DWT的算法。本章將詳細闡述小波分解和重構的過程，並通過舉例說明如何利用小波變換進行信號去噪、特徵提取、圖像壓縮和信號分析。讀者將理解小波分析如何有效地捕捉信號在不同尺度上的局部特徵，從而實現更精細化的信號處理。 第八章 多速率信號處理 多速率信號處理是指對采樣率不同的信號進行處理的技術，在通信、音頻編碼、圖像處理等領域有著廣泛的應用。本章將深入探討多速率信號處理的基本概念和關鍵技術。我們將詳細講解抽取（decimation）和插值（interpolation）操作，分析它們對信號頻譜的影響，並介紹多相分解（polyphase decomposition）等實現高效多速率係統設計的技術。 本章還將介紹抽取濾波器和插值濾波器的設計，以及如何在不同采樣率之間進行信號的轉換。我們將重點講解濾波器組（filter banks）的概念，包括半帶濾波器組、QMF（Quadrature Mirror Filter）和D於無損壓縮的PQMF（Perfect Reconstruction QMF）等，並探討其在子帶編碼（subband coding）和信號壓縮中的應用。 第九章 嵌入式DSP係統設計 本章將把信號處理的理論知識與實際工程應用相結閤，探討嵌入式DSP係統的設計。我們將從DSP處理器的架構入手，介紹其指令集、存儲器組織、流水綫技術以及專用硬件加速器等特性。我們將討論嵌入式DSP係統的硬件選型，包括芯片的性能指標、功耗、接口和開發工具鏈。 在軟件設計方麵，本章將涉及DSP應用程序的開發流程，包括算法的實現、優化以及與硬件的接口設計。我們將討論實時操作係統（RTOS）在嵌入式DSP係統中的作用，以及如何利用RTOS進行任務調度和資源管理。此外，本章還將介紹常見的嵌入式DSP應用開發平颱和工具，如TI的Code Composer Studio，以及ARM+DSP異構平颱的開發策略。 第十章 DSP在通信係統中的應用 數字信號處理在現代通信係統中扮演著至關重要的角色。本章將重點介紹DSP在各類通信係統中的典型應用。我們將從基帶信號處理齣發，探討調製解調技術（如ASK, FSK, PSK, QAM）的DSP實現。接著，我們將深入講解均衡技術，包括自適應均衡器（如LMS, RLS均衡器）在信道失真補償中的作用，以及其在提高通信質量方麵的關鍵性。 本章還將介紹信道編碼與解碼技術（如捲積碼、Turbo碼、LDPC碼）的DSP實現，以及它們在糾錯能力方麵的原理。此外，我們還將探討OFDM（正交頻分復用）技術的DSP實現，以及它在寬帶通信（如Wi-Fi, LTE）中的優勢。最後，本章將簡要介紹軟件無綫電（SDR）的概念，以及DSP在SDR中的核心地位。 第十一章 DSP在其他工程領域的應用 本章將拓展DSP技術的應用視野，介紹其在音頻處理、圖像與視頻處理、生物醫學工程、自動控製等多個工程領域的廣泛應用。在音頻處理方麵，我們將介紹音頻信號的采樣、量化、編碼（如MP3, AAC），以及聲碼器、混響、迴聲消除等技術。 在圖像與視頻處理方麵，我們將探討圖像濾波（如平滑、銳化）、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（如JPEG, MPEG）等DSP算法。在生物醫學工程領域，我們將介紹心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物信號的分析與處理，以及醫學成像（如MRI, CT）中的信號處理技術。在自動控製領域，我們將探討PID控製器、狀態空間控製器等數字控製算法的DSP實現，以及它們在工業自動化中的應用。 通過以上十一章內容的學習，讀者將能夠全麵掌握DSP技術的核心理論，並深入理解其在各個工程領域的強大應用潛力。本書的編寫旨在提供一個全麵、深入且麵嚮實踐的DSP學習體驗，幫助讀者成為一名優秀的信號處理工程師。

評分☆☆☆☆☆

從內容的新舊程度上來看，這本書的內容更新略顯滯後。我注意到書中的許多例子和參考資料都指嚮瞭上世紀九十年代末或本世紀初的成熟技術。例如，在討論高速A/D轉換器的選擇標準時，主要關注的是信噪比（SNR）和有效位數（ENOB），但對於近年來興起的Sigma-Delta（$SigmaDelta$）調製器在超高分辨率應用中的最新進展，或者多核DSP架構下的並行化處理策略，介紹得非常少。我原本期待它能包含一些關於FPGA或SoC平颱上如何高效實現DSP算法的章節，比如如何利用硬件描述語言（HDL）進行濾波器結構級聯優化，或者如何利用流水綫技術提高吞吐量。但這本書的內容似乎更貼閤傳統的定點DSP處理器環境。對於需要進行前沿係統級設計的讀者而言，這本書提供的技術棧可能會在一定程度上限製其對未來係統潛力的挖掘，感覺像是在學習一個經典但已非主流的解決方案集。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的編排結構感到有些睏惑，它似乎在試圖涵蓋太多的領域，反而使得任何一個點的深入度都不夠。比如，它用一個章節介紹瞭自適應濾波（LMS算法），緊接著下一章就跳到瞭多相濾波器組在軟件定義無綫電（SDR）中的應用。這種跨度過大，導緻我在閱讀自適應濾波部分時，對於收斂速度和誤差範數的具體分析總覺得意猶未盡，很多關鍵參數的選取和對環境噪聲敏感性的討論一帶而過。更令人遺憾的是，書中幾乎沒有提及當前DSP領域非常熱門的基於深度學習的信號處理方法，比如用RNN處理時間序列數據或用CNN進行頻譜分析。在“應用”章節，所舉的例子也大多是基於傳統的FIR/IIR濾波器設計，缺乏現代化的技術視野。對於一名緻力於跟上行業前沿的工程師而言，我需要的是一本能夠平衡經典理論與新興技術，並能提供可復現代碼示例的書籍。這本書雖然提供瞭算法流程圖，但缺乏如MATLAB或Python的具體代碼實現，使得理論到實踐的轉化路徑變得冗長而模糊，閱讀體驗大打摺扣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔有力，黑底白字，中間一個抽象的、像是波形圖的圖案，很符閤我對“數字信號處理”這種技術類書籍的初步印象。我本來是想找一本關於快速傅裏葉變換（FFT）的深度解析，能把背後的數學原理講得透徹些，最好能結閤最新的計算平颱，比如GPU加速的實現。然而，我花瞭很大力氣去翻閱目錄和前幾章的內容，發現它更側重於一個宏觀的、應用層麵的介紹。例如，它花瞭大量篇幅介紹“語音識彆係統中的預處理模塊”和“圖像壓縮標準（如JPEG）的流程概述”，這些內容確實是DSP技術的應用領域，但對於我這種希望深挖算法底層邏輯的讀者來說，顯得有些淺嘗輒止瞭。書中對Z變換和拉普拉斯變換的介紹，更多的是停留在公式的羅列和基本性質的說明，缺乏深入的推導過程，也沒有針對離散時間係統穩定性分析給齣足夠的例題支撐。我期待的，是那種能夠讓我對接手一個全新的濾波設計任務時，能夠迅速找到理論依據並指導實踐操作的“工具書”，但這本書給我的感覺更像是一本“入門概覽”，適閤初學者建立概念框架，但對於進階工程師來說，可能需要尋找更專業的參考資料來補充其理論深度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶質量有待商榷。許多關鍵的信號流圖和狀態圖看起來像是早期掃描件，綫條不夠清晰，標注也顯得擁擠，尤其是在描述復雜的級聯結構時，我需要反復對照纔能確認信號的走嚮。特彆是關於多速率信號處理的那一章，涉及到插值和抽取操作的濾波器結構圖，辨識度極低，嚴重影響瞭閱讀的流暢性。此外，全書的習題部分非常少，即使有，也多是概念性的問答題，缺乏計算量較大的設計題。一個好的DSP教材，應該能讓讀者通過動手計算，體驗到理論參數選擇對最終係統性能的影響。例如，如果能有一章專門針對某個傳感器（如MEMS加速度計）的噪聲特性，要求讀者設計一個最優的抗混疊濾波器，並計算齣所需的階數和截止頻率，那將是極具價值的實踐演練。這本書在提供理論知識方麵做得尚可，但在“工程實踐指導”這一環上，留下瞭巨大的空白，讓人感覺知識點是漂浮的，缺乏紮實的落地基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格偏嚮於教科書式的陳述，非常正式和嚴謹，這本無可厚非，畢竟是技術專著。然而，這種風格在解釋一些直觀性較差的概念時，反而增加瞭理解的難度。比如，在講解數字濾波器設計中的“窗函數法”時，作者直接給齣瞭不同窗函數（漢寜、海明等）的數學錶達式，並簡單描述瞭它們在抑製旁瓣和主瓣寬度上的權衡。但書裏沒有提供任何可視化的對比圖，比如，如果能看到同一脈衝信號經過不同窗函數處理後的頻譜泄漏情況，那種直觀的衝擊力是冰冷的公式無法替代的。我更喜歡那種帶有作者個人見解和教學經驗的講解，能夠用類比或者生動的例子來闡述抽象概念的精髓。此外，書中對“量化誤差”和“溢齣問題”的討論也僅僅停留在理論層麵，沒有深入剖析在固定點DSP芯片上進行實際部署時，這些誤差如何影響係統的最終性能，缺少瞭實際硬件約束下的工程智慧的分享。