數字信號處理（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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趙春暉 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• 數學
• 傅裏葉變換
• 濾波
• 係統分析

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121133008

版次：2

商品編碼：10687358

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育十二五規劃教材·電子信息科學與工程類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2011-04-01

用紙：膠版紙

頁數：268

字數：448000

內容簡介

　　《數字信號處理（第2版）》主要介紹數字信號處理的基本理論、基本概念和基本分析方法。《數字信號處理（第2版）》共分兩部分。第一部分理論篇共9章。第0章主要介紹數字信號處理的基本概念和特點；第1章介紹離散時間信號與係統的基本知識；第2章講述z變換；第3章講述離散傅裏葉變換；第4章介紹快速傅裏葉變換；第5章介紹數字濾波器基本結構；第6章講述無限長單位脈衝響應數字濾波器設計方法；第7章講述有限長單位脈衝響應數字濾波器設計方法；第8章介紹多采樣率數字信號處理基本理論和方法。第二部分實踐篇，給齣7個仿真實驗並提供一些程序範例。
　　 　　《數字信號處理（第2版）》可作為電子與信息類專業（包括電子信息工程、通信工程、電子科學與技術等專業）本科生的教材或參考書，也可作為相關專業領域工程技術人員的參考資料。

目錄

第一部分 理 論 篇
第0章 緒論
0.1 信號、係統與信號處理
0.2 數字信號處理係統的基本組成
0.3 數字信號處理的特點
0.4 數字信號處理的應用
第1章 離散時間信號與係統
1.1 引言
1.2 離散時間信號-序列
1.2.1 幾種常用的典型序列
1.2.2 序列的運算
1.2.3 序列的周期性
1.2.4 用單位脈衝序列來錶示任意序列
1.2.5 序列的能量
1.3 連續時間信號的采樣
1.3.1 理想采樣
1.3.2 理想采樣信號的頻譜
1.3.3 采樣的恢復
1.3.4 由采樣信號序列重構帶限信號
1.4 離散時間係統的時域分析
1.4.1 綫性係統
1.4.2 時不變係統
1.4.3 單位脈衝響應與係統的輸入輸齣關係
1.4.4 綫性時不變係統的性質
1.4.5 因果係統
1.4.6 穩定係統
1.5 常係數綫性差分方程
1.6 實例分析--語音信號基音周期軌跡的平滑
本章提要
習題
第2章 z變換
2.1 引言
2.2 z變換的定義和典型序列的z變換
2.2.1 z變換的定義
2.2.2 對z變換式的理解
2.2.3 典型序列的z變換
2.3 z變換的收斂域
2.3.1 收斂域的定義
2.3.2 兩種判定法
2.4 z逆變換
2.4.1 圍綫積分法 留數法
2.4.2 部分分式展開法
2.4.3 冪級數展開法 長除法
2.5 z變換的基本性質
2.6 拉普拉斯變換、傅裏葉變換與z變換
2.6.1 拉普拉斯變換與z變換
2.6.2 連續時間信號的傅裏葉變換與序列的z變換
2.6.3 數字頻率與頻譜
2.7 係統函數
2.7.1 因果係統
2.7.2 穩定係統
2.7.3 因果穩定係統
2.7.4 係統函數和差分方程的關係
2.7.5 係統的頻率響應
2.7.6 頻率響應的幾何確定法
2.7.7 FIR係統與IIR係統
本章提要
習題
第3章 離散傅裏葉變換
3.1 引言
3.2 周期序列的離散傅裏葉級數
3.3 離散傅裏葉級數的性質
3.3.1 綫性
3.3.2 序列的移位
3.3.3 周期捲積和
3.4 有限長序列離散傅裏葉變換 DFT
3.4.1 DFT的定義
3.4.2 DFT與DTFT、z變換的關係
3.5 離散傅裏葉變換 DFT 的性質
3.5.1 綫性
3.5.2 圓周移位
3.5.3 圓周捲積
3.5.4 有限長序列的綫性捲積與圓周捲積
3.5.5 共軛對稱性
3.5.6 DFT形式下的帕塞瓦爾定理
3.6 頻域采樣
3.6.1 頻域采樣
3.6.2 內插公式
3.7 DFT實例分析
3.7.1 信號消噪
3.7.2 信號的頻域分析
本章提要
習題
第4章 快速傅裏葉變換
4.1 引言
4.2 直接計算DFT的問題及改進的途徑
4.2.1 DFT的運算量
4.2.2 減少運算量的途徑
4.3 按時間抽選的基-2 FFT算法 Cooley-Tukey算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 運算量
4.3.3 按時間抽選的FFT算法的特點
4.4 按頻率抽選的基-2 FFT算法 Sande-Tukey算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 按頻率抽選的FFT算法的特點
4.4.3 按頻率抽選法與按時間抽選法的異同
4.5 離散傅裏葉反變換的快速計算方法
*4.6 綫性調頻z變換算法
4.6.1 CZT變換算法原理
4.6.2 CZT變換的實現步驟
4.6.3 CZT變換算法的運算量估算
4.7 FFT實例分析
4.7.1 利用FFT分析時域連續信號頻譜
4.7.2 綫性捲積和綫性相關的FFT算法
本章提要
習題
第5章 數字濾波器的基本結構
5.1 數字濾波器的結構特點與錶示方法
5.2 無限長單位脈衝響應 IIR 濾波器的基本結構
5.2.1 直接Ⅰ型
5.2.2 直接Ⅱ型 典範型
5.2.3 級聯型
5.2.4 並聯型
5.3 有限長單位脈衝響應 FIR 濾波器的基本結構
5.3.1 橫截型 捲積型和直接型
5.3.2 級聯型
5.3.3 頻率抽樣型
5.3.4 快速捲積結構
本章提要
習題
第6章 無限長單位脈衝響應數字濾波器的設計方法
6.1 引言
*6.2 常用模擬低通濾波器的設計方法
6.2.1 由幅度平方函數來確定係統函數
6.2.2 巴特沃思低通逼近
6.2.3 切比雪夫低通逼近
6.3 脈衝響應不變法設計IIR數字濾波器
6.3.1 變換原理
6.3.2 混疊失真
6.3.3 模擬濾波器的數字化方法
6.3.4 優缺點
6.4 雙綫性變換法設計IIR數字濾波器
6.4.1 變換原理
6.4.2 變換常數c的選擇
6.4.3 逼近的情況
6.4.4 優缺點
6.4.5 模擬濾波器的數字化方法
*6.5 原型變換
6.5.1 低通變換
6.5.2 高通變換
6.5.3 帶通變換
6.5.4 帶阻變換
6.6 實例分析--數字陷波器
本章提要
習題
第7章 有限長單位脈衝響應數字濾波器的設計方法
7.1 引言
7.2 綫性相位FIR濾波器的特點
7.2.1 綫性相位條件
7.2.2 綫性相位FIR濾波器頻率響應的特點
7.2.3 幅度函數的特點
7.2.4 零點位置
7.3 窗函數法設計FIR數字濾波器
7.3.1 設計方法
7.3.2 各種窗函數��
7.3.3 窗函數法的設計步驟
7.3.4 窗函數法計算中的主要問題
7.4 用頻率抽樣設計法設計FIR數字濾波器
7.4.1 綫性相位的約束
7.4.2 頻率抽樣的兩種方法
7.4.3 逼近誤差及其改進措施
7.5 IIR和FIR數字濾波器的比較
本章提要
習題
第8章 多采樣率數字信號處理
8.1 信號的整數倍抽取
8.2 信號的整數倍內插
8.3 抽取與插值的結閤--采樣率按L/M變化
8.4 采樣率轉換技術的應用
8.5 信號的多相錶示
8.6 抽取和插值的濾波器實現
8.6.1 抽取的濾波器實現
8.6.2 插值的濾波器實現
8.6.3 抽取和插值相結閤的濾波器實現
8.7 數字濾波器組
8.8 正交鏡像濾波器組 QMF
8.9 樹狀結構濾波器組
本章提要
習題
第二部分 實 踐 篇
實驗一 離散時間信號與係統
實驗二 z變換
實驗三 快速傅裏葉變換
實驗四 數字濾波器的基本結構
實驗五 IIR數字濾波器的設計
實驗六 用窗函數法設計FIR數字濾波器
實驗七 多采樣率數字信號處理
附錄A 習題參考答案
參考文獻

前言/序言

《數字信號處理（第2版）》—— 探索信息時代的基石 在信息爆炸的今天，信號無處不在，它們承載著我們的聲音、圖像、數據，甚至是我們對世界的感知。而“數字信號處理”正是駕馭這些信息洪流的關鍵技術，是現代通信、多媒體、控製、醫療、科學研究等諸多領域不可或缺的基石。本書，《數字信號處理（第2版）》，將帶領您深入探索這個迷人且至關重要的領域，為您構建堅實的理論基礎和實用的實踐技能。 本書特色與價值 本書並非僅僅羅列枯燥的公式和理論，而是力求以清晰、直觀的方式，揭示數字信號處理的內在邏輯和應用價值。我們堅信，理解“為什麼”比死記硬背“是什麼”更為重要。因此，在每一章節的講解中，我們都會注重概念的引入、原理的闡釋，並輔以大量的實例分析，讓讀者能夠真正地將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 為誰而設？ 在校學生： 無論是電子工程、通信工程、計算機科學、自動化還是相關專業的本科生、研究生，本書都能為您提供係統、深入的課程學習支持，助您掌握數字信號處理的核心知識。 工程技術人員： 活躍在通信、嵌入式係統、音頻/視頻處理、儀器儀錶、醫療設備等行業的工程師們，本書將為您提供最新、最實用的技術參考，幫助您應對工作中的挑戰。 科研人員： 正在從事信號處理相關研究的學者們，本書將為您梳理前沿理論，提供深入的分析視角，為您的研究提供堅實的理論支撐。 對數字信號處理感興趣的愛好者： 即使您並非科班齣身，隻要您對信息技術、信號分析抱有濃厚興趣，本書也能為您打開一扇瞭解數字世界奧秘的大門。 內容梗概（不包含您提供的書名，僅為內容介紹） 本書共分為若乾章節，層層遞進，構建完整的數字信號處理知識體係： 第一部分：數字信號處理基礎 1. 信號與係統的基本概念： 信號的分類： 連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，偶信號與奇信號，能量信號與功率信號。我們將詳細分析這些分類的意義，以及它們在實際應用中的體現。例如，聲音信號是連續的，但采集到計算機中的音頻文件則是離散的；心電圖是周期性的，但隨機噪聲則不是。 係統的基本概念： 綫性係統、時不變係統、因果係統、穩定係統。這些性質直接決定瞭我們如何分析和設計信號處理係統。我們會通過生動的例子，比如一個音頻放大器（綫性）、一個簡單的延時器（時不變）來闡述這些概念。 捲積： 作為 LTI (綫性時不變) 係統分析的核心運算，我們將深入探討捲積的定義、性質及其在係統響應計算中的應用。通過圖示和算例，我們會讓讀者深刻理解輸入信號與係統衝激響應之間的“加權求和”過程。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 這是分析信號頻譜特性的強大工具。我們將從周期信號的傅裏葉級數展開齣發，逐步過渡到非周期信號的傅裏葉變換。重點在於理解頻率域的概念，以及信號的頻譜如何反映其內在的組成成分。我們會討論傅裏葉變換的性質，如時移、頻移、捲積定理等，並解釋它們在濾波、調製等應用中的重要性。 拉普拉斯變換與Z變換： 隨著係統分析的深入，我們還需要更通用的變換域工具。拉普拉斯變換是分析連續時間係統的有力武器，尤其適用於處理非周期信號。Z變換則是分析離散時間係統的關鍵，它將離散時間係統轉化為復平麵上的運算，極大地方便瞭係統分析和設計。我們將詳細介紹它們的定義、性質以及與傅裏葉變換的關係，並強調它們在係統穩定性分析、係統函數錶示等方麵的作用。 2. 離散時間信號與係統的詳細分析： 離散捲積： 類似於連續捲積，離散捲積是分析離散時間 LTI 係統響應的核心。我們將提供詳細的計算方法和示例，讓讀者熟練掌握。 單位抽樣響應 (衝激響應)： 這是描述離散時間 LTI 係統最重要的特徵之一。本書將深入分析其定義、性質，以及如何利用它來預測係統的輸齣。 差分方程： 離散時間 LTI 係統通常可以用差分方程來描述，這是係統建模和分析的重要方式。我們將講解如何將係統錶示為差分方程，以及如何求解差分方程得到係統的輸齣。 係統函數： 在 Z 域中，係統的行為可以用係統函數來簡潔地錶示。我們將介紹係統函數的定義、零極點分析，以及它與係統響應之間的關係，這對於理解係統的穩定性、頻率響應至關重要。 第二部分：數字信號處理的實現與方法 3. 傅裏葉變換在離散時間信號分析中的應用： 離散傅裏葉變換 (DFT)： 這是將有限長離散時間信號變換到頻率域的有效方法。我們將詳細介紹 DFT 的定義、計算性質，以及其與連續傅裏葉變換的關係。 快速傅裏葉變換 (FFT)： DFT 的直接計算復雜度很高，FFT 算法的齣現極大地提高瞭計算效率。我們將深入講解 FFT 的基本原理，如蝶形運算，以及各種經典的 FFT 算法，並強調其在實際應用中的重要性，例如頻譜分析、濾波器設計等。 周期信號的離散傅裏葉級數 (DFS)： 對於周期信號，我們也可以使用 DFS 進行頻率分析。我們將介紹 DFS 的定義、性質及其與 DFT 的聯係。 4. 數字濾波器的設計與實現： 濾波器概述： 濾波器是信號處理中最基本也是最重要的組成部分之一，用於去除不需要的頻率成分，保留或增強期望的頻率成分。我們將介紹濾波器的基本類型：低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 無限衝激響應 (IIR) 濾波器： IIR 濾波器通常具有較高的計算效率和更好的頻率選擇性。我們將詳細介紹 IIR 濾波器的設計方法，如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器，以及如何從模擬濾波器原型設計數字 IIR 濾波器。 有限衝激響應 (FIR) 濾波器： FIR 濾波器具有綫性相位特性，不易産生振蕩，在許多應用中具有獨特優勢。我們將介紹 FIR 濾波器的設計方法，如窗函數法、頻率采樣法、最優設計法 (Parks-McClellan 算法)，並分析它們的優缺點。 濾波器實現結構： 介紹直接型、級聯型、並聯型等不同濾波器實現結構，以及它們的計算量、存儲需求和數值穩定性等方麵的比較。 第三部分：高級數字信號處理主題與應用 5. 離散隨機信號分析： 隨機過程： 引入隨機過程的概念，如平穩隨機過程、馬爾可夫過程等。 自相關函數與功率譜密度： 這是描述隨機信號統計特性的重要工具。我們將講解如何計算和分析自相關函數和功率譜密度，以及它們在信號檢測、噪聲抑製等方麵的應用。 譜估計： 介紹各種譜估計方法，包括參數法和非參數法，以及它們在實際應用中的權衡。 6. 多速率信號處理： 抽取與內插： 介紹如何降低信號的采樣率 (抽取) 和提高信號的采樣率 (內插)。 多速率濾波器的設計與應用： 講解多速率濾波器的結構和設計方法，以及它們在通信係統、語音編碼等領域中的應用，例如變帶寬通信、數字電視的下變換等。 7. 數字信號處理的實際應用： 通信係統： 講解數字信號處理在調製解調、信道編碼、均衡、擴頻等方麵的應用。 音頻與圖像處理： 介紹語音識彆、語音閤成、音頻壓縮 (如 MP3)、圖像壓縮 (如 JPEG)、圖像增強、邊緣檢測等。 控製係統： 講解數字控製器設計、係統辨識等。 生物醫學信號處理： 介紹心電圖 (ECG)、腦電圖 (EEG) 等信號的分析與處理。 其他應用： 雷達、聲納、數據采集、儀器儀錶等。 學習方法與建議 本書在內容編排上力求邏輯清晰，循序漸進。為瞭更好地掌握數字信號處理的精髓，我們建議您： 勤於思考： 在閱讀理論知識時，多問“為什麼”，嘗試理解其背後的數學原理和物理意義。 動手實踐： 結閤數學軟件 (如 MATLAB, Python 的 NumPy/SciPy 庫) 進行仿真實驗，將理論知識應用於實際問題。通過編程實現濾波器、進行頻譜分析等，會大大加深您的理解。 聯係實際： 關注身邊與數字信號處理相關的技術應用，思考它們是如何工作的，並將書中的知識與實際應用聯係起來。 深入鑽研： 對於特彆感興趣或遇到的難點，不妨查閱相關的專業文獻，進行更深入的學習。 結語 數字信號處理是一個充滿活力和創新性的領域，它深刻地影響著我們生活的方方麵麵。通過本書的學習，您將不僅能夠掌握紮實的理論基礎，更能培養齣解決實際問題的能力，為在信息時代的浪潮中乘風破浪打下堅實的基礎。我們衷心希望本書能成為您學習和探索數字信號處理過程中的得力助手，激發您對信息科學更深層次的興趣和探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計雖然簡潔，但色彩搭配卻透著一股沉穩和專業感，讓人一眼就能感受到它不是一本流於錶麵的通俗讀物。我當初選擇這本書，很大一部分原因就是它那嚴謹又不失親和力的標題。拿到書的那一刻，紙張的質感就讓我十分滿意，書頁的厚度和觸感都恰到好處，翻閱時不會有廉價感，這一點對於一本需要反復研讀的技術類書籍來說至關重要。裝訂也十分牢固，不必擔心閱讀過程中齣現散頁的情況。我特彆欣賞它在字體選擇和排版上的用心，字號大小適中，行間距也處理得很好，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。而且，關鍵的公式和圖錶都清晰地呈現齣來，不會因為排版問題而影響理解。整體而言，從拿到書到開始翻閱，這本書在物理層麵就給人一種“靠譜”的感覺，這無疑為我深入學習它所蘊含的知識打下瞭良好的心理基礎。我期待它能像它的外觀一樣，內容也同樣紮實，能夠幫助我係統地掌握數字信號處理的精髓。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對人工智能和機器學習交叉領域感興趣的研究生，偶然間看到瞭這本《數字信號處理（第2版）》。我主要是在網上看到瞭一些關於這本書的討論，大傢普遍認為它的內容非常紮實，並且在理論深度和廣度上都達到瞭很高的水平。我特彆注意到，書中似乎涉及到瞭很多關於信號的錶示、變換以及分析的方法，這對於我理解和處理機器學習中的大量數據至關重要。雖然我還沒有機會仔細閱讀這本書的全部內容，但僅從它在學術圈的良好口碑來看，我就對其內容質量充滿瞭信心。我推測，這本書對於那些希望深入理解信號處理在人工智能領域應用的讀者來說，會提供非常有價值的理論基礎和方法論。我相信，掌握瞭這本書中的知識，將能極大地提升我在特徵提取、信號去噪、模式識彆等方麵的能力，從而更好地服務於我的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在數字信號處理領域工作多年的工程師，我深知理論與實踐結閤的重要性。我翻閱這本書的某些章節，主要是為瞭鞏固和拓展我在某個特定領域的知識。書中對於某些高級算法的闡述，雖然我能理解其原理，但其深入的數學推導和細節的嚴謹性，還是讓我眼前一亮。我尤其看重的是書中對實際應用的分析，它並沒有局限於理論層麵，而是結閤瞭信號濾波、圖像處理等實際場景，給齣瞭具體的解決方案和思考方嚮。這對於我來說，是非常寶貴的財富。我能感受到作者在編寫過程中，充分考慮瞭工程實踐中的難點和痛點，並將理論知識與工程應用緊密地結閤在一起。書中提供的例題和思考題，也設計得相當有啓發性，能夠引導讀者從不同的角度去思考問題，並嘗試解決實際的工程難題。這本書絕對不是一本“紙上談兵”的教材，它更像是為我們這些一綫工程師提供瞭一本“作戰指南”，幫助我們更好地理解和應用數字信號處理技術。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠讓我係統性地理解數字信號處理核心概念的書籍。這本書的獨特之處在於，它在介紹每個概念時，都輔以大量的圖示和例子，這對我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。我翻看的部分章節，發現作者非常善於將抽象的數學模型轉化為直觀的圖形，比如在講解傅裏葉變換時，書中提供的不同信號頻譜圖，讓我能夠清晰地看到頻率域的變化。而且，書中對於一些算法的推導，雖然包含復雜的數學公式，但作者會一步一步地進行解釋，並標注齣每一步的意義，讓你不會迷失在公式的海洋裏。我尤其喜歡書中的一些“小貼士”和“注意事項”，這些往往是作者在教學或實踐中總結齣的寶貴經驗，能夠幫助讀者避開一些常見的誤區。我覺得這本書最大的價值在於，它不僅教授瞭“是什麼”，更重要的是解釋瞭“為什麼”，並且教會瞭“怎麼做”。我真心希望這本書能夠幫助我構建一個紮實而全麵的數字信號處理知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初次接觸數字信號處理的學生，對於這個領域充滿瞭好奇但同時也感到一絲畏懼。這本《數字信號處理（第2版）》在我眼中，更像是一位耐心細緻的引路人。它的第一部分，雖然我還沒完全深入，但僅僅是目錄和開篇的章節介紹，就讓我看到瞭它循序漸進的講解思路。作者似乎非常瞭解初學者的睏惑，從最基礎的概念入手，一點點搭建起知識的框架，而不是直接拋齣復雜難懂的理論。我特彆注意到，書中對於一些基本概念的解釋，采用瞭非常形象的比喻和生活中的例子，這極大地降低瞭理解門檻，讓枯燥的數學公式變得生動起來。我印象最深的是關於采樣定理的介紹，作者沒有直接給齣一堆數學推導，而是通過模擬一個聲音信號被“捕捉”的過程來解釋，讓我瞬間茅塞頓開。這種“潤物細無聲”式的教學方式，讓我感受到瞭作者深厚的教學功底和對讀者的關懷。我真的非常期待接下來的內容，相信這本書能夠引導我一步步走進數字信號處理的奇妙世界。