信號處理基礎 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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楊浩 著

圖書標籤:

• 信號處理
• 數字信號處理
• 傅裏葉變換
• 濾波器設計
• 通信原理
• 圖像處理
• MATLAB
• 算法
• 數學基礎
• 工程應用

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030200778

版次：1

商品編碼：11504712

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：143

字數：180000

內容簡介

　　《信號處理基礎》是針對電氣工程及其自動化等非通信專業本科培養要求編寫的，重點突齣信號與係統的基礎知識和基本方法，內容以講述信號處理與係統的工程背景和物理意義為主，有少量必要的推導。全書分為5章。第1章介紹瞭信號、係統的基本概念和典型信號；第2章介紹瞭單輸入單輸齣係統的時域分析方法和捲積計算；第3章介紹瞭各類信號的傅裏葉分析理論和采樣定理；第4章介紹瞭離散傅裏葉變換及其快速算法原理；第5章介紹瞭Z變換和離散係統的Z域分析方法和理論。
　　本書適閤按36-48學時講授，前期課程應該已經講授完“微積分方程”和“拉普拉斯變換”以及“傅裏葉積分”等內容。本書可作為強電類信息專業學生的“信號與係統”課程的教材或學習參考書。

目錄

前言
緒論
第1章 信號與係統的基本概念
1.1 信號的定義
1.2 信號的分類
1.3 周期信號與非周期信號
1.4 能量有限信號與能量無限信號
1.5 常見的典型信號
1.5.1 連續信號
1.5.2 離散信號
l.6 信號的分解
1.6.1 信號的脈衝分解
1.6.2 信號的正交函數分解
1.7 係統
1.7.1 連續時間係統的描述
1.7.2 離散時間係統的描述
1.7.3 係統的基本運算單元
1.8 係統的分類
習題
第2章 單輸入單輸齣係統的時域分析
2.1 概述
2.2 連續係統的時域分析
2.3 離散係統的時域分析
2.4 係統的單位衝激響應與單位樣值響應
2.4.1 連續係統的單位衝激響應的求解
2.4.2 離散係統的單位樣值響應的求解
2.5 捲積
2.5.1 捲積的計算
2.5.2 捲積的性質
習題
第3章 傅裏葉變換
3.1 概述
3.2 信號的傅裏葉變換
3.3 傅裏葉變換的性質
3.4 捲積定理
3.5 周期信號的傅裏葉變換
3.6 抽樣信號的傅裏葉變換與抽樣定理
3.6.1 時域抽柞
3.6.2 頻域抽柞
3.6.3 抽樣定理
習題
第4章 離散係統分析和離散傅裏葉變換
4.1 離散信號的傅裏葉變換
4.2 周期序列的傅裏葉級數（DFS）
4.3 離散傅裏葉變換（DFT）
4.4 快速傅裏葉變換
4.4.1 按時間抽取的FPT算法
4.4.2 按頻率抽取的FFT算法
習題
第5章 Z變換
5.1 概述
5.2 Z變換的定義及其收斂域
5.3 序列Z變換的基本特性
5.3.1 有限長序列
5.3.2 右邊序列
5.3.3 左邊序列
5.3.4 雙邊序列
5.4 Z變換的性質
5.4.1 綫性特性
5.4.2 時移特性
5.4.3 Z域微分特性
5 4.4 Z域尺度變換特性
5 4.5 時域捲積特性
5 4.6 初值定理
5 4.7 終值定理
5.5 典型序列的之變換
5.6 逆Z變換
5.6.1 沼數定理法
5.6.2 冪級數法
5.6.3 部分分式法
5.7 係統分析
5.8 係統頻率響應與係統零極點的關係
習題
參考文獻

前言/序言

《信號處理基礎》是一部深入淺齣的著作，旨在為廣大讀者，尤其是對電子工程、通信係統、自動控製、生物醫學工程、計算機科學等領域感興趣的初學者和專業人士，提供紮實的信號處理理論基礎和實踐指導。本書不涉及具體的硬件實現細節，也不局限於某種特定的應用場景，而是專注於信號處理的核心概念、數學原理和算法框架。 全書共分為三個主要部分，循序漸進地引導讀者理解信號的本質、變換以及如何從中提取有用的信息。 第一部分：信號的錶示與分析 本部分是整個信號處理知識體係的基石。我們將從最基礎的信號概念入手，探討信號的分類，包括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、因果信號與非因果信號等。每種信號類型都會配以生動形象的例子，幫助讀者建立直觀的認識。 接著，我們將深入講解信號的時域分析。這包括瞭對信號基本運算的介紹，如加法、乘法、延時、翻轉等，以及這些運算如何影響信號的形狀和特性。理解這些基本運算對於後續的信號理解至關重要。 課程的核心將聚焦於傅裏葉分析。我們將從直觀的圖形解釋齣發，逐步引入傅裏葉級數和傅裏葉變換的概念。傅裏葉級數將用於分析周期信號，而傅裏葉變換則將拓展到非周期信號。本書將詳細闡述傅裏葉變換的數學推導過程，並著重講解其在頻域中的意義——如何將信號從時域映射到頻域，揭示信號的頻率成分。我們將探討傅裏葉變換的各種性質，如綫性、時移、頻移、捲積定理等，這些性質是理解和應用傅裏葉變換的關鍵。此外，我們還會介紹傅裏葉變換在求解微分方程、分析係統響應等方麵的應用，展示其強大的分析能力。 為瞭更好地理解離散時間信號，本書將引入離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法——快速傅裏葉變換（FFT）。我們將詳細解釋DFT的原理，以及FFT如何大幅提高計算效率。DFT的引入為在數字計算機中處理離散信號奠定瞭基礎。 此外，本部分還將觸及其他重要的信號分析工具，如拉普拉斯變換和Z變換。拉普拉斯變換是分析連續時間綫性時不變（LTI）係統的強大工具，尤其適用於解決含有指數函數和衝激函數的信號問題。Z變換則是分析離散時間LTI係統的數學工具，與拉普拉斯變換在概念上相互呼應，是數字信號處理中不可或缺的工具。我們將詳細講解這兩種變換的定義、性質以及它們在係統分析和穩定性判斷中的作用。 第二部分：綫性時不變（LTI）係統與濾波 在掌握瞭信號的錶示與分析方法之後，本部分將轉嚮信號處理的核心——LTI係統的分析與設計。LTI係統是自然界和工程領域中最常見、最重要的一類係統，其核心特性是綫性與時不變性。 本書將深入講解LTI係統的時域錶示，即捲積。我們將詳細解釋捲積的定義，以及它如何描述LTI係統對任意輸入信號的響應。通過對捲積運算的深入理解，讀者將能夠預測係統對不同信號的輸齣行為。 接著，我們將重點介紹LTI係統在頻域的分析。利用傅裏葉變換，我們可以將捲積運算轉化為頻域的乘法運算，極大地簡化瞭係統的分析過程。本書將詳細闡述係統函數（也稱為傳遞函數）的概念，以及它如何錶徵LTI係統的頻率響應特性。通過係統函數，我們可以直觀地瞭解係統對不同頻率成分的放大或衰減作用。 濾波是信號處理中最常見也是最重要的應用之一。本部分將圍繞濾波器的設計與分析展開。我們將介紹各種基本濾波器類型，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器，並解釋它們在頻域中的特性。我們將探討FIR（有限脈衝響應）濾波器和IIR（無限脈衝響應）濾波器的基本原理、設計方法和優缺點。本書將提供一些經典的設計算法，例如窗函數法、切比雪夫逼近法等，並結閤實例說明如何根據特定需求設計濾波器。 此外，本部分還將介紹濾波器在信號去噪、信號增強、頻率選擇等方麵的實際應用，幫助讀者理解濾波器在實際工程問題中的重要性。 第三部分：采樣、量化與現代信號處理概念 本部分將聚焦於將連續信號轉化為離散數字信號的關鍵過程，以及一些現代信號處理中重要的概念。 我們將詳細闡述采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）。我們將深入解釋采樣頻率、奈奎斯特頻率以及混疊現象的産生原因。本書將提供充分的數學推導和圖形解釋，以幫助讀者透徹理解采樣定理的精髓，並學會如何正確選擇采樣率以避免信息丟失。 在采樣之後，連續的幅度值需要被轉化為離散的數字值，這個過程稱為量化。我們將介紹量化的基本概念、量化誤差，以及不同的量化策略，如均勻量化和非均勻量化。雖然本書不涉及具體的硬件實現，但瞭解量化的原理有助於理解數字信號的精度和動態範圍。 隨著計算機技術的發展，現代信號處理的概念不斷湧現。本部分將適當地介紹一些前沿概念，為讀者提供進一步學習的指引。例如，我們將簡要介紹相關性分析，包括自相關和互相關，它們在信號檢測、係統辨識和模式識彆等領域有重要應用。我們還會觸及譜分析的一些高級方法，如周期圖法和Welch法，以及它們在噪聲信號分析中的作用。 在內容的最後，本書將強調信號處理的通用性和跨學科性。信號處理的理論和技術廣泛應用於通信、音頻、圖像、視頻、雷達、聲納、醫學成像、經濟學、地震學等眾多領域。本書的目標是為讀者構建一個堅實的理論基礎，使其能夠觸類旁通，在各自感興趣的應用領域進行更深入的學習和研究。 本書力求在理論的嚴謹性和內容的易懂性之間取得平衡，通過清晰的邏輯結構、豐富的例證和逐步深入的講解，幫助讀者逐步掌握信號處理的核心知識。我們相信，通過研讀本書，讀者將能夠建立起對信號及其處理方法的深刻理解，為後續的學習和實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我一直對圖像和視頻的處理很感興趣，尤其是那些電影特效和照片修復技術。一直想找一本能夠深入淺齣介紹相關原理的書，偶然間看到瞭這本《信號處理基礎》，就抱著試試看的心態買瞭下來。這本書果然沒有讓我失望！它從最基礎的采樣、量化開始，層層遞進，將復雜的信號處理概念分解得非常清晰。尤其是關於捲積和濾波的部分，作者用瞭很多圖示和代碼示例，讓我能夠直觀地理解不同濾波器對信號的影響。我特彆喜歡書裏介紹的幾種經典圖像處理算法，比如邊緣檢測和特徵提取，讀完之後，我仿佛獲得瞭“火眼金睛”，能夠更深層次地理解圖像的構成和分析。而且，書中還涉及瞭一些關於壓縮和編碼的內容，這對於我理解高清視頻的傳輸和存儲非常有幫助。雖然我不是專業齣身，但這本書的講解方式讓我能夠輕鬆跟上，並且非常有成就感。

評分☆☆☆☆☆

我是一名業餘的天文愛好者，平時喜歡研究各種天文圖像和數據。經常會遇到一些需要對天文信號進行處理和分析的問題，比如CCD相機捕捉到的微弱信號，或者射電望遠鏡接收到的數據。偶然的機會，我讀到瞭這本《信號處理基礎》，這本書為我提供瞭強大的理論支持和實用的方法。書中關於噪聲抑製和信號增強的章節對我來說尤為重要，它讓我明白瞭如何從大量的觀測數據中提取齣有用的信息，並減少測量誤差帶來的乾擾。我尤其對書中介紹的幾種信號濾波技術印象深刻，這讓我能夠更清晰地看到遙遠星係的光芒，或者捕捉到更微弱的脈衝信號。這本書雖然是基礎教材，但其嚴謹的科學性和廣泛的應用性，讓我作為非專業人士也能從中受益匪淺，極大地提升瞭我進行天文數據處理的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名通信工程專業的學生，我一直在尋找一本能夠鞏固我基礎知識的書籍，同時又能為我未來的專業學習打下堅實基礎的教材。這本《信號處理基礎》恰恰滿足瞭我的需求。這本書的理論體係非常完整，涵蓋瞭信號處理的方方麵麵，從離散時間信號和係統，到傅裏葉變換、Z變換，再到濾波器設計和隨機信號處理，都進行瞭深入的闡述。最難得的是，書中的推導過程都非常詳細，邏輯嚴謹，讓我能夠真正理解每一個公式的由來和意義。作者在講解過程中，還穿插瞭很多有助於理解的思考題和課後習題，這對於我鞏固所學知識非常有幫助。我尤其喜歡書裏關於采樣定理和奈奎斯特準則的講解，這對於我理解數字通信中的關鍵技術至關重要。讀完這本書，我感覺自己在信號處理方麵的知識體係更加牢固瞭，對未來學習更高級的通信理論也充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號處理基礎》簡直打開瞭我對世界的新視角！我一直以為信號處理是個高高在上、離我生活很遠的學科，但讀瞭這本書，我纔發現它無處不在。從我們每天聽的音樂，到手機裏的通話，再到醫院裏的B超，甚至是導航係統，背後都離不開信號處理的原理。書裏對各種概念的講解都非常生動形象，不像我之前看的那些枯燥的書本。比如，講解傅裏葉變換的時候，作者用瞭很形象的比喻，讓我一下子就理解瞭原本很抽象的概念。而且，書裏的例子也很貼閤實際，讓我能夠清晰地看到理論是如何應用到生活中的。讓我印象最深刻的是，書裏還提到瞭如何利用信號處理來去除噪聲，這讓我恍然大悟，原來我們生活中很多“雜音”是可以被“淨化”的！閱讀的過程就像是在和一位經驗豐富的老師在輕鬆地聊天，他循循善誘，讓我不知不覺地就掌握瞭許多知識。總而言之，這本書讓我感受到瞭信號處理的魅力，也激起瞭我對這個領域進一步學習的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我一直是個對聲音特彆敏感的人，對音樂的製作和後期處理一直充滿好奇。市麵上的很多關於音頻處理的書籍要麼過於淺顯，要麼過於專業，讓我覺得很難找到一個閤適的切入點。這本《信號處理基礎》簡直就是為我量身定做的！它從最基本的聲波信號入手，講解瞭聲音是如何被數字化，以及數字化過程中會遇到哪些問題。書裏對時域和頻域的分析都非常透徹，讓我明白瞭為什麼不同的聲音聽起來會有不同的感覺，以及如何通過改變信號的頻譜來改變聲音的特質。我特彆喜歡書中關於音頻降噪和均衡器原理的講解，這讓我能夠更好地理解混音師是如何工作的，以及我如何在音頻編輯軟件中更有效地處理聲音。這本書讓我覺得，原來我一直以來對聲音的直覺，背後都有著嚴謹的科學原理支撐。