數字信號處理(高等學校應用型特色規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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瀋衛康，宋宇飛，宋紅梅 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 應用型教材
• 高等教育
• 工程技術
• 通信工程
• 電子工程
• 圖像處理
• MATLAB
• 濾波算法

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302250685

商品編碼：29717792658

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：數字信號處理(高等學校應用型特色規劃教材)

定價：33.00元

作者：瀋衛康,宋宇飛,宋紅梅

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787302250685

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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本書立足於工程應用型本科的教學實踐，係統地講授瞭數字信號處理的基本概念、基本原理、重要算法和實現應用。在講授的過程中，先對離散時間信號和係統進行瞭時域和頻域的分析，強調瞭DTFT、ZT、DFT等基本變換和性質，然後分析瞭FFT算法及其應用，另外還重點講授瞭IIRDF和FIRDF兩種數字濾波器的設計原理、設計方法，並分析瞭數字係統的結構與誤差問題，後對其他特殊濾波器、多采樣技術做瞭介紹。作為獨立章節，本書介紹瞭MATLAB及其在數字信號處理中的應用，並給齣瞭豐富的典型程序。另外，每章均針對各知識點安排瞭豐富的例題和習題供讀者參考。
本書可以作為電子信息類本科專業教材和其他相近專業的教學參考，也可以作為相關領域工程技術人員的參考書。

目錄

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緒論
章　時域離散信號與係統
1.1 引言
1.2　時域離散信號——序列
1.2.1　序列的錶示方法
1.2.2　常用的典型序列
1.2.3　序列的運算
1.3　時域離散係統
1.3.1 綫性係統
1.3.2　時不變係統
1.3.3　綫性時不變係統及其輸入與輸齣之間的關係
1.3.4　係統的因果性和穩定性
1.4　時域離散係統的輸入與輸齣描述——綫性常係數差分方程
1.4.1 綫性常係數差分方程
1.4.2　綫性常係數差分方程的求解
1.5　模擬信號的數字處理方法
1.5.1　采樣定理及A／D轉換器
1.5.2　從離散信號恢復齣連續時間信號
本章小結
習題
第2章　時域離散信號與係統的頻域分析
2.1　序列的傅裏葉變換的定義和性質
2.1.1　序列的傅裏葉變換的定義
2.1.2　序列的傅裏葉變換的性質
2.2　周期序列的離散傅裏葉級數及傅裏葉變換
2.2.1 周期序列的離散傅裏葉級數
2.2.2　周期序列的傅裏葉變換錶示式
2.3　離散信號的傅裏葉變換與模擬信號的傅裏葉變換
2.4　序列的三變換
2.4.1　Z變換的定義及收斂域
2.4.2　逆Z變換
2.4.3　Z變換的性質和定理
2.5　利用Z變換分析信號和係統的頻域特性
2.5.1　傳輸函數和係統函數
2.5.2　用係統函數的極點分布分析係統的因果性和穩定性
2.5.3　利用係統的零、極點分布分析係統的頻率特性
本章小結
習題
第3章 離散傅裏葉變換
3.1　離散傅裏葉變換的基本問題
3.1.1　DFT和IDFT的定義
3.1.2　DFT與其他變換的關係
3.1.3　DFT和IDFT的矩陣錶示
3.2　離散傅裏葉變換的性質
3.2.1　DFT的基本性質
3.2.2　復共軛序列與共軛對稱性
3.3　頻域采樣與插值恢復
3.3.1　頻域采樣及其影響
3.3.2　頻域插值與信號恢復
3.4　DFT基本應用及影響
3.4.1　DFT基本應用
第4章　快速傅裏葉變換
第5章　無限長單位脈衝響應數字濾波器(IIR DF)設計
第6章　有限長單位脈衝響應數字濾波器(FIR DF)設計
第8章　其他類型的數字係統
第9章　數字信號處理的MATLAB實現
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理》 一、 緒論 在信息爆炸的時代，數字信號處理（DSP）已成為現代科學技術中不可或缺的核心技術之一。從我們日常使用的手機通信、高清電視，到高端的醫療影像、航空航天，再到工業自動化、人工智能，數字信號處理的身影無處不在。它賦予瞭我們從紛繁復雜的數據中提取有用信息、進行精準分析和有效控製的能力。 本書旨在深入淺齣地介紹數字信號處理的基本原理、核心算法和典型應用，為讀者構建紮實的理論基礎和良好的實踐能力。我們力求在理論的嚴謹性與應用的廣泛性之間取得平衡，使讀者在掌握基本概念的同時，也能感受到DSP在現實世界中的強大力量。本書特彆關注培養讀者的工程應用意識和解決實際問題的能力，旨在培養一批能夠適應未來科技發展需求的應用型人纔。 二、 信號與係統的基本概念 信號是信息傳輸和處理的載體，可以是連續的（如模擬信號），也可以是離散的（如數字信號）。係統則是對信號進行某種變換或處理的實體。在數字信號處理領域，我們主要關注的是數字信號和數字係統。 信號的分類與特性： 我們將詳細介紹各種信號的分類，例如周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、奇信號與偶信號等。同時，還會探討信號的重要特性，如幅度、頻率、相位、能量和功率等，這些特性對於理解信號的本質至關重要。 係統的分類與特性： 係統的分類同樣豐富多樣，包括綫性係統與非綫性係統、時不變係統與時變係統、因果係統與非因果係統、穩定係統與不穩定係統等。我們將深入分析這些分類的意義，並著重講解係統在時域和頻域的響應特性，特彆是捲積定理在係統分析中的核心作用。 連續時間信號與離散時間信號的聯係與區彆： 盡管本書聚焦於數字信號處理，但理解連續時間信號（模擬信號）及其采樣、量化過程是構建數字信號處理係統的基礎。我們將闡述采樣定理，說明如何從連續信號中提取離散信號，以及采樣率、混疊等關鍵概念。 三、 離散時間信號的分析方法 在數字信號處理中，傅裏葉分析是理解和處理離散時間信號的核心工具。它能夠將信號從時域轉換到頻域，揭示信號的頻率成分，為後續的處理提供關鍵信息。 傅裏葉級數（FS）與傅裏葉變換（FT）： 對於周期性離散時間信號，我們使用離散時間傅裏葉級數（DTFS）來分析其頻譜特性；對於非周期性離散時間信號，則采用離散時間傅裏葉變換（DTFT）來分析其頻譜。我們將詳細推導這些變換，並講解其在信號頻譜分析中的實際意義。 傅裏葉變換的性質： 傅裏葉變換擁有豐富的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、帕塞瓦爾定理等。我們將逐一闡述這些性質，並通過具體算例展示它們在簡化信號分析和係統分析中的應用。 頻率響應： 係統的頻率響應是理解係統對不同頻率信號的處理特性的關鍵。我們將結閤傅裏葉變換，深入分析綫性時不變（LTI）係統的頻率響應，並探討它如何影響信號的幅度譜和相位譜。 四、 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 理論上的傅裏葉變換雖然強大，但在實際計算機處理中，我們通常隻能處理有限長度的離散信號。這時，離散傅裏葉變換（DFT）就應運而生。而為瞭高效地計算DFT，快速傅裏葉變換（FFT）算法的發明更是極大地推動瞭數字信號處理的應用。 離散傅裏葉變換（DFT）的定義與性質： 我們將詳細介紹DFT的數學定義，並分析其與DTFT的關係。同時，也會講解DFT特有的性質，例如周期性、對稱性等。 DFT的計算： 直接計算DFT需要大量的計算量，尤其是在信號長度較大時。我們將通過矩陣運算等方式來直觀理解DFT的計算過程，並引齣對其效率的思考。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： FFT並非一種新的變換，而是一係列用於快速計算DFT的算法。我們將重點介紹最經典的按時間抽取（Cooley-Tukey）和按頻率抽取FFT算法，並分析其計算量的顯著降低。理解FFT的原理，對於在實際工程中高效地進行頻譜分析至關重要。 五、 Z 變換 Z 變換是數字信號處理中另一個重要的數學工具，它將離散時間序列從時域變換到復頻域，能夠更全麵地分析離散時間係統，尤其是其穩定性、因果性等特性。 Z 變換的定義與收斂域： 我們將引入單邊Z 變換和雙邊Z 變換，並重點講解收斂域（ROC）的概念。收斂域是Z 變換定義域的重要組成部分，它直接決定瞭信號的性質以及係統的穩定性。 Z 變換的性質： Z 變換同樣擁有豐富的性質，如綫性性、時移性、乘積性質、微分性質、捲積性質等。這些性質極大地簡化瞭復雜信號和係統的分析。 逆Z 變換： 掌握Z 變換後，還需要能夠將其從復頻域變換迴時域，即進行逆Z 變換。我們將介紹多種求解逆Z 變換的方法，如部分分式展開法、留數法、冪級數展開法等。 係統函數的概念： Z 變換在係統分析中扮演著核心角色。我們將引入係統函數H(z)，並解釋它如何通過輸入信號的Z 變換與輸齣信號的Z 變換之比得到。係統函數是分析LTI係統特性的關鍵，包括穩定性、因果性以及頻率響應。 六、 數字濾波器設計 濾波器是數字信號處理中最常用的係統之一，其主要功能是在特定頻率範圍內通過或衰減信號。根據濾波器在時域上響應的特點，我們可以將其分為無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 數字濾波器的基本概念： 我們將介紹濾波器的分類，如低通、高通、帶通、帶阻濾波器，以及它們的幅頻響應和相頻響應特性。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器利用反饋，能夠以較低的階數實現理想的濾波特性，但其穩定性分析較為復雜。我們將介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器。這些方法通常基於模擬濾波器的設計，然後通過雙綫性變換等方法轉換為數字濾波器。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器沒有反饋，其衝激響應是有限的，因此穩定性始終得到保證，且容易實現綫性相位。我們將介紹兩種主要的FIR濾波器設計方法：窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。重點會放在窗函數法的原理和不同窗函數的特性分析。 七、 數字信號處理的應用 數字信號處理的理論和方法早已滲透到我們生活的方方麵麵，並催生瞭無數創新應用。 通信係統： 在移動通信、衛星通信、無綫網絡等領域，DSP技術是實現信號的調製、解調、編碼、解碼、信道估計、抗乾擾等功能的基石。例如，手機中的語音編碼、信號傳輸的優化都離不開DSP。 音頻與圖像處理： MP3、AAC等音頻壓縮格式，JPEG、MPEG等圖像和視頻壓縮標準，都嚴重依賴於DSP技術。音頻降噪、迴聲消除、人聲增強，以及圖像的銳化、邊緣檢測、去模糊、人臉識彆等，都是DSP的典型應用。 生物醫學工程： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析，醫學影像（如CT、MRI）的重建和處理，助聽器的信號處理，都離不開DSP。它能夠幫助醫生更準確地診斷疾病，提高治療效果。 控製係統： 在工業自動化、機器人技術、航空航天等領域，DSP被廣泛應用於傳感器信號的處理、控製器設計、運動控製等。它能夠實現對復雜係統的精確控製和優化。 其他領域： 雷達、聲納、地質勘探、金融數據分析、機器學習等眾多領域，DSP都發揮著關鍵作用。 八、 結論 數字信號處理是一門集理論與實踐於一體的交叉學科，其重要性日益凸顯。本書係統地介紹瞭DSP的核心概念、分析工具和設計方法，並展示瞭其在各個領域的廣泛應用。我們希望通過本書的學習，讀者能夠掌握數字信號處理的基本技能，為進一步深入研究和解決實際工程問題打下堅實的基礎，並能感受到DSP技術在推動科技進步和社會發展中的巨大價值。 隨著計算能力的不斷提升和算法的不斷創新，數字信號處理的未來發展將更加廣闊。新的應用場景將不斷湧現，挑戰與機遇並存。希望本書能成為您探索DSP精彩世界的起點。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對這本教材抱持著一種審慎的態度，畢竟市麵上的“應用型”教材，十有八九都成瞭“淺嘗輒止”的代名詞。然而，這本書完全打破瞭我的偏見。它在鋪陳基礎理論時，並沒有像某些教材那樣陷入無窮無盡的數學推導泥潭，而是用非常精煉的語言，勾勒齣核心概念的輪廓，然後立刻轉入到實際應用的場景中去。我尤其欣賞它對“為什麼”和“怎麼做”的平衡把握。比如，在講解FFT算法時，它沒有僅僅給齣公式，而是花瞭大篇幅討論瞭在不同采樣率和數據長度下，如何避免混疊和柵欄效應，這對於我們在設計實時係統時至關重要。我曾經為瞭一個雷達信號處理的模塊而苦惱瞭很久，嘗試瞭各種方法都不理想，直到參考瞭書中的那一小節關於窗函數選擇的建議，問題迎刃而解。這種由淺入深、緊密貼閤工程實踐的敘事方式，讓閱讀過程變得非常高效，每讀完一章，都能明顯感覺到自己解決問題的能力得到瞭實實在在的增強，而不是徒增瞭一些晦澀的術語。

評分☆☆☆☆☆

從整體的閱讀體驗來看，這本書給我最大的感受是它的“平衡感”。它不像某些入門讀物那樣過度簡化，讓人學完後依然雲裏霧裏；也不像某些純理論著作那樣故作高深，讓人望而生畏。它成功地在理論的深度和應用的廣度之間架起瞭一座堅實的橋梁。我發現，當我遇到一個新的DSP應用場景時，我不再需要從零開始在浩瀚的文獻中搜索，而是可以先到這本書中尋找一個成熟的框架和方法論。這種結構化的知識體係，極大地提高瞭我的工作效率。作者似乎深諳“教學相長”的道理，他不僅傳授瞭知識，更重要的是，他傳授瞭一種係統性的分析和解決問題的思維框架。讀完之後，我感覺自己不再是拿著一把工具的匠人，而是一個能夠設計整個工具鏈的工程師。這本書的價值，在於它真正實現瞭將高等教育的深度與職業發展的速度有效地結閤起來，這纔是“應用型特色規劃教材”的真正含義所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量，說實話，在同類教材中算是相當齣挑的瞭。紙張的質感很好，長時間閱讀也不會有那種刺眼的疲勞感。更重要的是，圖錶的清晰度極高，這一點對於涉及波形、頻譜和係統框圖的內容來說是緻命的。我記得有一次，深夜趕一個實驗報告，需要快速核對一個雙通道係統的時域和頻域錶示。如果圖示不夠清晰，那種相互映射的關係很容易看錯，從而導緻整個分析方嚮跑偏。這本書的每一個示意圖都標注得一絲不苟，綫條的粗細、顔色的區分都恰到好處，使得復雜的係統結構一目瞭然。這種對細節的關注，體現瞭編者對讀者的尊重，也間接說明瞭教材背後的審校工作是多麼的嚴謹。在如今這個快節奏的時代，一本能讓你專注於內容本身，而不是被糟糕的視覺呈現所乾擾的書，簡直是福音。它讓學習過程本身變成瞭一種享受，而不是一項需要忍耐的任務。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的是它在某些“灰色地帶”的處理方式。在數字信號處理領域，有很多理論和實踐之間存在著微妙的鴻溝，很多教科書要麼避而不談，要麼隻是輕描淡寫。但這本書敢於直麵這些挑戰。例如，在處理量化噪聲和溢齣問題時，作者並沒有僅僅停留在理想模型的層麵，而是深入探討瞭在有限位寬處理器上，如何通過調整算法參數來最大限度地降低實際誤差。這種“接地氣”的討論，對於我們這些必須在資源受限的環境下工作的工程師來說，簡直是如獲至寶。它教會我的不隻是“做什麼”，更是“在資源受限時該如何取捨”。這種務實的態度貫穿全書，使得這本書的價值遠遠超齣瞭普通的教材範疇，更像是一本高級的“工程決策指南”。它幫助我建立瞭一種更成熟的、權衡利弊的工程思維，這比單純掌握某個算法本身要寶貴得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深邃的藍色調配上簡潔的字體，立刻給人一種專業而沉穩的感覺。我記得我當時是在一傢老舊的書店裏翻到它的，當時我正為手上的一個項目焦頭爛額，急需一本能快速上手、理論與實踐結閤緊密的參考書。拿到這本書時，首先映入眼簾的是它清晰的章節劃分，仿佛為我指明瞭方嚮。初翻幾頁，我便感受到瞭作者在內容組織上的匠心獨運。他似乎非常清楚目標讀者的痛點——我們這些更傾嚮於應用、而非純理論研究的人，需要的是能夠迅速將知識轉化為解決實際問題的工具。書中的一些實例部分，特彆是關於濾波器設計和頻譜分析的那幾個章節，我印象尤為深刻，那些圖錶和公式的推導過程，沒有絲毫的拖泥帶水，直擊核心，讓人讀起來有一種酣暢淋灕的感覺。它不是那種故作高深的學術著作，更像是一位經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何攻剋難關，這種“授人以漁”的教學方式，對於提升我的實戰能力起到瞭決定性的作用。