数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版） [Fundamentals Of Digital Signal Processing And Applications Using Matlab] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冀振元，李杨，宿富林 编

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• 数字信号处理
• MATLAB
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 算法
• 傅里叶变换
• 滤波器设计
• 数字电路
• 高等教育

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560359984

版次：2

商品编码：11987154

包装：平装

丛书名： 电子与信息工程系列

外文名称：Fundamentals Of Digital Signal Processing And Applications Using Matlab

开本：16开

出版时间：2016-08-01##

内容简介

　　《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》系统地介绍了数字信号处理基本理论、设计方法和实现等方面的内容。全书共分9章，第1章介绍数字信号处理的研究对象、学科概貌、系统基本组成、特点、发展及应用等内容；第2章介绍离散时间信号与系统的基本概念、卷积的性质和计算、信号的频域表示、抽样定理等内容；第3章研究了Z变换及其在线性移不变系统分析中的应用；第4章和第5章对离散傅里叶变换及其快速算法进行了研究；第6章和第7章分别讨论了IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的相关内容；第8章介绍了MATLAB的基本使用方法及信号处理工具箱；第9章对数字信号处理的一些实际问题进行了讨论。《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》可作为通信、电子信息、自动控制、计算机等专业本科生的教材，也可作为有关技术人员在数字信号处理方面的理论基础参考书。

目录

第1章 绪论
1．1 数字信号处理的研究对象
1．2 数字信号处理的基本过程
1．3 数字信号处理的学科概貌
1．4 数字信号处理的特点
1．5 信号与系统的分类
1．6 数字信号处理的发展及应用

第2章 离散时间信号与系统及其频域分析
2．1 引言
2．2 离散时间信号的基本概念
2．2．1 离散时间信号的定义
2．2．2 离散时间信号的描述——序列
2．2．3 几种常用的离散时间信号
2．2．4 周期与非周期序列
2．2．5 对称序列
2．2．6 用单位冲激序列来表示任意序列
2．3 序列的运算
2．4 离散时间系统
2．5 卷积和
2．5．1 卷积和运算的性质
2．5．2 求卷积和的方法
2．6 离散时间系统的输入、输出描述法——线性常系数差分方程
2．6．1 线性常系数差分方程
2．6．2 线性常系数差分方程的求解
2．7 离散时间信号和系统的频域表示
2．8 序列傅里叶变换的主要性质
2．9 连续时间信号的抽样
2．9．1 抽样定理（采样定理）
2．9．2 信号的恢复
2．10 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第3章 Z变换及其在线性移不变系统分析中的应用
3．1 Z变换
3．1．1 定义
3．1．2 Z变换的收敛域
3．1．3 序列特性对收敛域的影响
3．2 Z反（逆）变换
3．2．1 围线积分法（留数法）
3．2．2 幂级数法（长除法）
3．2．3 部分分式展开法
3．3 Z变换的基本性质和定理
3．4 利用Z变换分析信号和系统的频域特性
3．4．1 频率响应与系统函数
3．4．2 差分方程的Z变换
3．5 用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
3．6 用系统的零、极点分布分析系统的频率特性
3．7 利用Z变换求解差分方程
3．8 系统结构图与信号流图
3．9 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第4章 离散傅里叶变换
4．1 傅里叶变换的几种形式
4．2 周期序列的离散傅里叶级数
4．2．1 离散傅里叶级数
4．2．2 离散傅里叶级数的性质
4．3 离散傅里叶变换
4．4 Z变换的抽样
4．4．1 离散傅里叶变换与Z变换的关系
4．4．2 频域抽样定理
4．5 离散傅里叶变换的性质
4．6 用循环卷积计算序列的线性卷积
4．7 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第5章 DFT的有效计算：快速傅里叶变换
5．1 基2时域抽选FFT的基本原理
5．1．1 DFT的运算量
5．1．2 FFT算法原理
5．1．3 FFT运算量
5．2 基2时域抽选FFT的蝶形运算公式
5．3 基2时域抽选FFT的其他形式
5．4 基2频域抽选快速傅里叶变换
5．4．1 基2频域抽选FFT的基本原理
5．4．2 频域抽选法的蝶形运算公式
5．5 逆离散傅里叶变换的快速算法
5．6 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第6章 无限长冲激响应（IIR）数字滤波器结构与设计
6．1 数字滤波器与数字滤波
6．1．1 数字滤波器的特性
6．1．2 数字滤波器的分类
6．1．3 数字滤波器的设计方法和实现方法
6．2 IIR数字滤波器的网络结构
6．2．1 网络结构
6．2．2 采用信号流图表示网络结构
6．2．3 IIR数字滤波器的基本网络结构
6．3 模拟滤波器的设计
6．3．1 模拟滤波器的设计过程
6．3．2 模拟滤波器设计指标
6．3．3 巴特沃斯模拟低通滤波器的设计方法
6．3．4 切比雪夫模拟滤波器的设计方法
6．4 无限冲激响应数字滤波器设计的模拟一数字转换法
6．4．1 冲激（响应）不变法
6．4．2 阶路（响应）不变法
6．4．3 双线性变换法
6．5 无限长冲激响应数字滤波器的频率变化设计法
6．5．1 先由归一化模拟低通原型滤波器HL（s）转换成所需形式的模拟滤波器Ha（p），再把它转换成数字滤波器H（z）的方法
6．5．2 直接由归一化模型原型到其他数字滤波器的转换
6．5．3 由模拟低通原型先转换成数字低通原型，再转换成所需的数字滤波器
6．6 直接设计法
6．6．1 零、极点累试法（简单零、极点法）
6．6．2 时域直接设计法
6．7 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第7章 有限长冲激响应（FIR）数字滤波器结构与设计
7．1 FIR数字滤波器的基本网络结构
7．2 线性相位nR数字滤波器的条件和特点
7．3 利用窗函数法（窗口法）设计FIR数字滤波器
7．3．1 窗函数
7．3．2 窗函数法（窗口法）的设计步骤
7．4 利用频率抽样法设计FIR数字滤波器
7．5 IIR和FIR数字滤波器的比较
7．6 本章相关内容的MATLAB实现
习题

第8章 MATLAB简介及信号处理工具箱
8．1 MATLAB 2012b（8．0）简介
8．1．1 MATLAB 8．0的基本操作
8．1．2 MATLAB中面向数组的基本运算
8．1．3 MATLAB的基本绘图方法
8．1．4 MATLAB中M文件的调试
8．2 MATLAB信号处理工具箱函数汇总
8．2．1 滤波器分析与实现
8．2．2 FIR数字滤波器设计
8．2．3 IIR数字滤波器设计
8．2．4 模拟滤波器设计
8．2．5 模拟滤波器变换
8．2．6 模拟滤波器离散化
8．2．7 线性系统变换
8．2．8 窗函数
8．2．9 变换
8．2．10 统计信号处理与谱分析
8．2．11 参数模型
8．2．12 线性预测
8．2．13 多采样率信号处理
8．2．14 波形产生
8．2．15 特殊操作

第9章 数字信号处理实际问题的讨论
9．1 DFT泄漏
9．2 时域加窗
9．3 频率分辨率及DFT参数的选择
9．4 补零技术
9．5 基于快速傅里叶变换的实际频率确定
9．6 实际使用FFT的一些问题
9．6．1 以足够高的速率抽样并采集足够长的信息
9．6．2 在变换之前对数据进行整理
9．6．3 改善FFT的结果
9．6．4 解释FFT结果

参考文献
索引

前言/序言

《信号的奥秘：从理论到实践的探索之旅》 欢迎踏入信号的世界，一个充满动态变化、信息涌动、并深刻影响我们日常生活的领域。从您耳畔萦绕的音乐，到手机传递的语音，再到医学影像中的生命迹象，乃至于天体物理学家捕捉到的宇宙低语，一切皆是信号的表现。它们是信息的载体，是理解和分析世界的关键。本书正是为有志于揭示这些信号背后规律、掌握其处理精髓、并将其转化为实际应用的探索者而精心打造。 我们生活在一个信息爆炸的时代，信号处理技术已渗透到各个角落，成为现代科技发展不可或缺的基石。无论是通信系统的优化，还是消费电子产品的创新，抑或是科学研究的突破，都离不开对信号的深入理解与高效处理。掌握信号处理的原理与方法，如同掌握了一把解锁未来科技大门的钥匙。 本书将带您踏上一段从理论基石到实践运用的深度探索之旅。我们将首先为您勾勒出数字信号处理的宏大图景，阐释其核心概念的由来与发展。您将了解到，为何将模拟信号转化为数字信号是如此关键，以及这种转换过程中蕴含的采样、量化等基本原理。我们会细致讲解离散时间信号与系统的基本特性，包括其在时域和频域的表现形式，以及卷积、傅里叶变换等核心分析工具。您将深入理解系统响应的本质，无论是冲击响应还是频率响应，它们如何揭示系统的内在行为。 本书的独特之处在于，我们不仅关注理论的严谨性，更强调实践的落地性。我们将数字信号处理的抽象概念与具体应用紧密结合，力求让您在掌握理论的同时，也能清晰地看到这些理论如何在实际问题中发挥作用。您将学习到如何利用傅里叶变换分析信号的频谱特性，从而辨识信号的频率成分，理解噪声的影响，并为后续的处理步骤奠定基础。例如，在音频处理中，频谱分析可以帮助我们理解音色的构成，而在通信系统中，它则能帮助我们优化信号的传输带宽。 离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法快速傅里叶变换（FFT）将是本书的重要组成部分。您将理解DFT为何是分析离散时间信号频域特性的标准工具，并深入探究FFT如何通过巧妙的算法设计，极大地提升了计算效率，从而使得大规模信号处理成为可能。我们会详细解析FFT的原理，并探讨其在各种应用场景中的强大威力。 滤波器作为信号处理的核心工具之一，其重要性不言而喻。本书将系统地介绍数字滤波器的设计与应用。您将学习到各种类型的滤波器，包括低通、高通、带通和带阻滤波器，并理解它们在去除噪声、提取有用信息等方面的作用。我们将深入探讨FIR（有限冲激响应）和IIR（无限冲激响应）滤波器的设计方法，分析它们的优缺点，并提供具体的设计实例，让您能够根据实际需求选择和设计合适的滤波器。 除了基本的信号处理技术，本书还将触及更高级的主题，为您的知识体系增添深度与广度。您将学习到自适应滤波器的原理与应用，理解它们如何能够根据信号的变化自动调整自身参数，从而在动态环境中保持最佳性能。这在噪声抑制、回声消除等领域具有广泛应用。 此外，我们还将探讨多速率信号处理技术。在许多实际系统中，信号需要在不同的采样率之间进行转换，例如在数字通信和音频编码中。本书将介绍抽取（downsampling）和插值（upsampling）的基本原理，以及如何有效地在不同采样率之间进行信号转换，以避免混叠和失真。 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 计算机科学与工程专业的学生： 为您构建坚实的数字信号处理理论基础，为深入学习相关课程和进行研究项目打下坚实基础。 通信工程专业的学生与从业人员： 掌握通信信号的分析与处理技术，为设计和优化通信系统提供理论支持。 电子信息工程专业的学生与从业人员： 学习嵌入式系统、传感器数据处理、图像与视频信号处理等应用所需的核心技能。 自动化与控制工程专业的学生与从业人员： 理解和处理传感器信号，为构建精确的控制系统提供支持。 生物医学工程专业的学生与从业人员： 学习处理生理信号（如心电图、脑电图）的技术，为医疗诊断和设备开发提供基础。 对信号处理技术感兴趣的任何人士： 无论您是初学者还是希望拓展知识边界的专业人士，本书都将为您提供一条清晰的学习路径。 本书最大的特色在于其理论与实践的完美融合。我们深知，抽象的理论讲解难以触及本质，而缺乏理论指导的实践则容易陷入盲目。因此，我们精心设计了大量的实例，并以清晰的语言解释每一个步骤的由来与意义。您将有机会亲手实践，将所学知识转化为解决实际问题的能力。 在内容安排上，我们遵循由浅入深、循序渐进的原则。从最基本的信号与系统概念出发，逐步引入傅里叶分析、滤波器设计等核心技术，最终延伸至更高级的应用。每一章的内容都环环相扣，确保您可以系统地构建起对数字信号处理的全面认知。 我们相信，通过本书的学习，您将不仅仅掌握一套处理信号的工具，更能培养一种深刻的洞察力，去理解各种看似复杂多变的信号现象背后的数学规律和工程原理。您将能够更加自信地面对各种工程挑战，并创造出更加智能、高效和人性化的产品与技术。 无论您是希望在学术领域深耕，还是渴望在工程实践中大展拳脚，抑或是仅仅出于对信号世界的好奇，本书都将是您不可或缺的伙伴。让我们一同开启这段精彩纷呈的信号探索之旅，解锁信息时代的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对信号处理的兴趣并不大，觉得它离我的日常生活很遥远。 直到我意外地看到了这本《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》，我才发现原来DSP的世界这么有趣，而且与我们的生活息息相关。书中用了很多生动的例子来解释抽象的概念，比如如何用DSP技术消除噪音，如何压缩音频和图像数据，这些都让我觉得DSP不再是冰冷的数学公式，而是能够解决实际问题的强大工具。我跟着书里的步骤，尝试在MATLAB里实现一些简单的声音特效，比如回声和混响，看着自己亲手“创造”出来的声音效果，那种感觉太棒了！这本书让我认识到，原来我们每天使用的手机、耳机、甚至是智能家居，背后都有DSP的身影。它让我对科技有了更深的理解，也激起了我对这个领域的浓厚兴趣，我甚至开始考虑未来是否要往这个方向发展。

评分☆☆☆☆☆

作为一名经验丰富的工程师，我在工作中经常需要处理各种音频和图像信号，但总觉得在基础理论上有所欠缺，总是停留在“知其然，不知其所以然”的层面。 这本《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》的出现，正好弥补了我的这一短板。我尤其欣赏书中对高级概念的深入剖析，比如滤波器设计中的一些细枝末节，书中给出了非常详尽的推导过程和不同设计方法的权衡。我过去在实际应用中遇到的不少难题，比如如何选择合适的滤波器类型，如何优化滤波器的性能以满足特定的采样率和频率响应要求，在这本书里都得到了很好的解答。MATLAB的实现部分更是锦上添花，书中提供了大量经过验证的代码片段，可以直接应用于我的项目中，大大节省了开发时间。我尝试着将书中的一些滤波器设计算法应用到我的音频降噪项目中，效果立竿见影。这本书不仅仅是理论的堆砌，更是理论与实践的完美结合，让我能够更深入地理解信号处理的本质，并将其高效地运用到实际工程中。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的软件架构师，我一直关注如何将前沿的技术应用到现有系统中，以提升性能和用户体验。 在数字信号处理领域，我一直在寻找一本能够提供理论深度和实际落地指导的书籍。这本《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》恰恰满足了我的需求。书中的理论部分，对各种数字信号处理算法的原理和数学推导讲解得非常透彻，让我能够从根本上理解它们的工作机制。同时，它也详细介绍了这些算法在实际应用中的优缺点以及如何进行权衡。而MATLAB的实现部分，则为我提供了一个绝佳的实验平台。书中的代码不仅清晰易懂，而且能够直接用于验证理论，并作为进一步开发的起点。我特别关注了书中关于自适应滤波和谱估计的部分，并尝试将其中的一些思想融入到我负责的实时数据分析项目中。这本书的价值在于，它不仅传授知识，更提供了一种解决问题的思维方式，让我能够更自信地应对复杂的信号处理挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为初学者量身定做的！ 我是个计算机科学专业的学生，之前对数字信号处理（DSP）的了解仅限于理论上的模糊概念，一直觉得它是个高深莫测的领域。直到我翻开这本《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》，我的看法彻底改变了。作者在讲解基础概念时，循序渐进，逻辑清晰，就像在跟我聊天一样，一点也不枯燥。特别是对傅里叶变换、Z变换这些核心知识点的阐述，没有直接丢出复杂的公式，而是先从直观的物理意义上解释，让我一下子就明白了它们是做什么用的，以及为什么重要。更让我惊喜的是，每讲完一个概念，紧接着就是MATLAB的实现。光是理论，我可能早就放弃了，但看到书里一步一步的代码演示，我立刻有了动手实践的冲动。我跟着书里的例子，在MATLAB里敲代码，运行结果，看着熟悉的波形在屏幕上跳出来，那种成就感是无法比拟的。这本书让我明白了，DSP并不是遥不可及，而是可以通过实际操作来掌握的。现在，我已经能自己写一些简单的DSP程序了，这在以前是我想都不敢想的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，正在进行关于通信系统设计的研究，信号滤波和频谱分析是我的研究重点。 在寻找合适的参考书籍时，我被《数字信号处理基础及MATLAB实现（第2版）》的全面性和实用性深深吸引。书中的理论部分覆盖了DSP的各个主要分支，包括但不限于离散时间信号与系统、傅里叶变换及其应用、Z变换、数字滤波器设计（FIR和IIR）、以及谱分析等。让我印象深刻的是，作者在介绍复杂算法时，并没有回避其数学原理，而是以一种清晰且有条理的方式呈现，配以直观的图示，使得理解难度大大降低。MATLAB的实践部分更是为我的研究提供了极大的便利。书中提供的丰富代码示例，从基础的信号生成和处理，到复杂的滤波器设计和系统仿真，我都能够直接拿来参考，并在此基础上进行修改和扩展。我利用书中的方法实现了多种数字滤波器，并在MATLAB环境中对它们进行了性能评估，这为我后续通信系统的设计打下了坚实的基础。