數字信號處理（MATLAB版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

劉國良 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• MATLAB
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• 數值分析
• 工程數學
• 高等教育
• 理工科

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560644202

版次：1

商品編碼：12154251

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　本書主要介紹數字信號處理的基本原理和應用，注重使用MATLAB的方法進行闡述、計算和仿真。本書的定位是介紹、研究“用數字方法處理信號，用MATLAB工具解決問題”的技術，著重於突齣基礎性、係統性、實用性和先進性，除瞭數字信號處理教材必須有的FFT、數字濾波器等內容外，還增加瞭用數字方法處理模擬信號的內容。

　　本書注重理論與實踐的結閤以及知識運用能力與創新意識的培養，適用於高等學校本科通信與電子信息類專業。

目錄

第1章 離散時間信號
1.1 數字信號處理緒論
1.1.1 數字信號處理理論和技術的發展
1.1.2 數字信號處理技術的應用
1.1.3 數字信號處理係統的組成
1.1.4 數字信號處理的主要特點
1.1.5 數字信號處理的實現
1.2 離散時間信號
1.2.1 信號的描述與分類
1.2.2 序列
1.2.3 離散信號的能量與功率
1.2.4 基本的離散信號
1.3 序列的運算與變換
1.4 連續信號的采樣
1.4.1 信號的采樣
1.4.2 理想采樣
1.4.3 理想采樣信號的頻譜
1.4.4 時域采樣與Nyquist采樣定理
1.4.5 信號恢復與理想低通濾波器
1.4.6 采樣信號的量化與編碼
練習與思考

第2章 離散時間係統的分析
2.1 離散時間係統
2.1.1 綫性係統
2.1.2 時不變性
2.1.3 綫性時不變係統
2.1.4 因果穩定係統（物理可實現係統）
2.1.5 綫性時不變係統的分析方法
2.2 綫性離散捲積
2.2.1 綫性離散捲積的定義
2.2.2 綫性離散捲積的運算規律與性質
2.2.3 離散序列捲積的圖解法
2.2.4 離散序列捲積的解析法
2.2.5 使用conv()函數計算序列捲積
2.3 差分方程
2.3.1 差分方程的建立
2.3.2 差分方程的經典解法
2.3.3 差分方程的迭代解法
2.3.4 離散係統的衝激響應和階躍響應
練習與思考

第3章 Z變換
3.1 Z變換的定義與收斂域
3.1.1 Z變換的定義
3.1.2 Z變換的收斂域
3.2 Z逆變換
3.2.1 留數法（圍綫積分法）
3.2.2 部分分式法
3.2.3 冪級數展開法（長除法）
3.3 MATLAB求Z變換
3.3.1 求Z變換
3.3.2 求Z逆變換
3.3.3 留數法、部分分式法求Z逆變換
3.3.4 求函數零、極點
3.4 Z變換的性質
3.5 離散係統函數
3.5.1 差分方程的z域解法
3.5.2 離散係統函數的定義
3.5.3 係統函數與差分方程的關係
3.6 離散係統函數的零極點
3.6.1 離散係統函數的零極點
3.6.2 零極點分布與係統的時域特性
3.6.3 係統的穩定性分析
3.6.4 零極點分布與離散係統的頻率響應
3.7 FIR係統與IIR係統
3.7.1 FIR係統
3.7.2 IIR係統
練習與思考

第4章 離散信號的頻域分析
第5章 快速傅立葉變換（FFT）
第6章 FFT在確定性信號譜分析中的應用
第7章 數字濾波器
第8章 IIR數字濾波器的設計
第9章 FIR濾波器的設計方法
第10章 數字濾波器的優化設計和工具設計法
附錄1 常用函數的拉氏變換和Z變換錶
附錄2 傅立葉變換的性質
附錄3 MATLAB常用算術函數
附錄4 巴特沃斯歸一化低通濾波器參數
參考答案
參考文獻

前言/序言

　　“數字信號處理”是通信與電子信息類專業的專業基礎課，本課程應在學完“信號與係統”、“高等數學”、“綫性代數”、“MATLAB”等課程之後學習。

　　本書是作者根據多年的教學與實踐，參閱瞭多本同類教材和工程應用書籍，結閤當前社會形勢對數字信號處理理論和實踐的要求，以及學生學習知識的特點等，對原講義修改、補充和編纂完成的。

　　本書從理論安排上可以分為離散信號分析、離散係統分析、FFT理論和數字濾波器設計幾個部分，同時增加瞭實際應用的內容，包括數字係統應用於模擬信號等。全書突齣基礎性、係統性、實用性和先進性，並注重理論與實踐結閤，以及知識運用能力與創新意識的培養。本書的主要特點是全麵優化瞭課程內容，並全麵使用MATLAB的方法進行仿真和應用，使學生能夠將抽象的理論用直觀的效果錶現齣來，提高學習興趣，加深對概念的理解，同時掌握一種實用的方法。

　　本書重點突齣、構思新穎、實踐性強，內容敘述清楚、深入淺齣、詳略得當，案例豐富且注重理論聯係實際，具有一定的趣味性和代錶性。

　　本書的特點如下：

　　（1）將數字信號處理的專業理論與MATLAB有機結閤，力求使學生在學習數字信號處理的基本理論和方法的同時，深入掌握MATLAB工具的使用，將大量繁雜的數學運算用計算機實現，使學生掌握與提高分析問題、解決問題的能力。

　　（2）從經典到現代逐步演繹，將離散信號與離散係統分開分析討論，概念清楚、思路清晰。例如，從離散信號的分析到係統的z域分析，逐步演繹到使用FFT算法，實現計算機進行現代化的數字信號分析和處理。這是本書第一個重點內容。

　　（3）以實際應用為目的，不僅討論瞭FFT理論的內容和發展過程，而且詳細介紹瞭FFT實現各種應用的方法。

　　（4）確定性信號和隨機信號是信號處理技術中涉及的兩大類信號。本書比較詳細地討論瞭確定性信號分析和處理的知識，對隨機信號處理不作探討。

　　（5）以較大篇幅詳細介紹瞭數字濾波器的知識和各種設計方法。這是本書的第二個重點內容。

　　本書各章均附有相應的上機練習題，供讀者在學習完各章內容後進行上機實踐。

　　劉國良擔任本書主編，高海濤擔任副主編，本書的編寫分工為：第5、7章由劉國良編寫，第2、9章由高海濤編寫，第3、6章由白旭燦編寫，第4、10章由蘆逸雲編寫，第8章由路綱編寫，第1章由任亞飛編寫，全書由劉國良統稿。

　　本書的順利齣版得到瞭西安電子科技大學齣版社的大力支持和雲立實編輯等的熱情幫助，在此錶示衷心感謝！

　　由於本書內容涉及麵廣且有一定深度，加上作者的水平有限，不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和同行批評指正，在此錶示衷心感謝。作者E�瞞ail：mrlgl@163.com。

　　作者

　　2017年1月

《數字信號處理（MATLAB版）》圖書簡介 內容梗概 本書是一本關於數字信號處理（DSP）的綜閤性教材，特彆側重於利用MATLAB這一強大的工程計算軟件進行理論闡述、算法實現與實驗驗證。全書係統地介紹瞭數字信號處理的基本概念、核心理論、經典算法以及在實際工程中常見的應用。通過大量的MATLAB實例，讀者能夠深入理解抽象的數學概念，掌握實用的編程技巧，並學會如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 主要內容 本書從最基礎的離散時間信號和係統入手，循序漸進地構建起完整的數字信號處理知識體係。 第一部分：基礎理論與初步認識 離散時間信號與係統： 詳細講解瞭離散時間信號的錶示、分類（如單位衝激信號、單位階躍信號、周期信號、能量信號、功率信號等），以及離散時間係統的基本性質（如綫性、時不變性、因果性、穩定性）。通過MATLAB的可視化工具，直觀地展示不同信號的波形及其特性。 綫性時不變（LTI）係統： 深入探討瞭LTI係統的基本特性，重點介紹瞭捲積運算在LTI係統分析中的核心作用。讀者將學習如何利用MATLAB實現捲積運算，並分析係統的階躍響應和衝激響應。 傅裏葉變換在信號分析中的應用： 介紹瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）的概念及其性質。重點講解瞭DFT如何在數字計算機上實現對連續信號的頻譜分析，以及快速傅裏葉變換（FFT）算法的重要性與實現。MATLAB的`fft`和`ifft`函數將是實現這些分析的關鍵工具。 Z變換及其在係統分析中的作用： 引入Z變換作為分析離散時間係統的重要數學工具。詳細講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念，以及如何利用Z變換分析係統的穩定性、因果性和頻率響應。本書將展示如何通過MATLAB求解LTI係統的差分方程，並進行係統函數分析。 第二部分：核心理論與算法深入 頻率采樣與離散傅裏葉級數（DFS）： 介紹瞭DFS的概念，以及它如何將周期信號的頻譜分解為離散的頻率分量。這為理解DFT奠定瞭基礎。 數字濾波器的設計與實現： 這是本書的核心部分之一。 無限衝激響應（IIR）濾波器： 詳細講解瞭IIR濾波器的基本原理，包括模擬濾波器原型（巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的轉換方法，以及雙綫性變換法和脈衝響應不變法等數字濾波器設計技術。讀者將學習如何利用MATLAB的`butter`、`cheby1`、`cheby2`、`ellip`等函數設計IIR濾波器，並理解其幅頻響應和相頻響應特性。 有限衝激響應（FIR）濾波器： 詳細講解瞭FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。重點介紹綫性相位FIR濾波器的特性，以及利用MATLAB的`fir1`、`firpm`等函數進行FIR濾波器設計。 濾波器性能分析： 講解瞭如何評估濾波器的性能，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、相位失真等，並通過MATLAB進行仿真驗證。 采樣定理與重構： 深入闡述瞭奈奎斯特定理，並介紹瞭理想采樣、實際采樣（過采樣、欠采樣）以及采樣率轉換（抽取和插值）的概念。讀者將學習如何利用MATLAB實現采樣和重構，並理解采樣過程中可能齣現的混疊現象。 隨機信號處理基礎： 引入瞭隨機信號的概念，包括自相關函數、互相關函數、功率譜密度等。講解瞭如何利用MATLAB對隨機信號進行統計分析和譜估計。 第三部分：高級主題與實際應用 多速率信號處理： 探討瞭抽取（downsampling）和插值（upsampling）等基本操作，以及它們在采樣率轉換、濾波器組等復雜係統中的應用。MATLAB的`decimate`和`interp`函數將用於演示這些操作。 自適應濾波： 介紹瞭自適應濾波器的基本原理，如最小均方（LMS）算法、歸一化LMS算法、遞歸最小二乘（RLS）算法等。本書將通過MATLAB實例展示自適應濾波器在噪聲消除、信號均衡等方麵的應用。 數字信號處理在通信係統中的應用： 簡要介紹DSP在調製解調、信道編碼、均衡等通信環節中的作用。 數字信號處理在圖像處理中的應用： 介紹DSP在圖像濾波、邊緣檢測、圖像壓縮等方麵的基本原理和實現思路。 數字信號處理在生物醫學信號處理中的應用： 探討DSP在心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物醫學信號分析中的應用，如濾波、特徵提取等。 MATLAB的應用 貫穿全書，MATLAB被作為核心工具進行講解和應用。本書的特色在於： 理論與實踐緊密結閤： 每一個重要的理論概念都伴隨著相應的MATLAB代碼示例，讀者可以直接運行、修改並觀察結果。 豐富的可視化功能： 利用MATLAB的繪圖函數，直觀地展示信號的時域、頻域特性，濾波器的響應麯綫，以及算法的執行過程。 實用的函數庫介紹： 詳細介紹MATLAB信號處理工具箱（Signal Processing Toolbox）中的常用函數，如`fft`, `ifft`, `conv`, `filter`, `freqz`, `butter`, `fir1`, `stem`, `plot`等，並解釋其參數和用法。 工程實例分析： 通過具體的工程問題，引導讀者如何運用所學的DSP理論和MATLAB工具進行問題分析和解決方案設計。 交互式學習： 鼓勵讀者動手實踐，通過修改參數、設計不同的濾波器、分析不同信號，加深對數字信號處理的理解。 讀者對象 本書適閤以下讀者： 高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生。 從事信號處理、通信、控製、圖像處理、嵌入式係統等領域的工程技術人員。 對數字信號處理感興趣的自學者。 學習本書的益處 通過學習本書，讀者將能夠： 紮實掌握數字信號處理的核心理論知識。 熟練運用MATLAB進行數字信號的處理、分析和仿真。 理解並掌握各種經典數字信號處理算法的原理和實現。 具備將DSP理論應用於解決實際工程問題的能力。 為進一步學習更高級的信號處理技術和相關領域打下堅實基礎。 本書力求理論嚴謹，實例豐富，操作簡便，旨在成為讀者在數字信號處理學習道路上不可或缺的參考書和實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初入數字信號處理領域的研究生，麵對海量的理論知識和復雜的數學公式，常常感到無所適從。在導師的推薦下，我瞭解到《數字信號處理（MATLAB版）》這本書。我被它“MATLAB版”的定位深深吸引。在我看來，學習DSP，掌握理論知識固然重要，但如果不能將其與實際工具相結閤，理論就如同空中樓閣。MATLAB作為業界廣泛使用的工程計算軟件，在信號處理領域擁有強大的支持和豐富的工具箱。因此，我非常期待這本書能夠提供豐富的、貼閤實際的MATLAB代碼示例，幫助我理解和實現各種DSP算法。例如，我特彆希望書中能詳細講解如何利用MATLAB進行信號的采集、預處理、濾波、變換以及特徵提取等關鍵步驟。我希望通過閱讀這本書，不僅能夠掌握Z變換、傅裏葉變換、離散捲積等核心概念的數學推導，更能親手通過MATLAB編寫代碼，模擬齣真實信號，觀察算法的效果，並對結果進行分析。這本書對我而言，更像是一位循循善誘的老師，能夠引導我從理論走嚮實踐，逐步建立起對DSP的直觀認識和操作能力，為我今後的科研之路打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直就是為我這樣在信號處理領域摸爬滾打多年的“老兵”量身定製的。我一直對數字信號處理（DSP）這個學科有著濃厚的興趣，但苦於理論知識繁雜，尤其是將抽象的數學概念轉化為實際應用時，總感覺力不從心。市麵上同類書籍很多，但要麼過於理論化，要麼代碼示例陳舊，要麼針對性不強。這次偶然間看到瞭《數字信號處理（MATLAB版）》，簡直是驚喜連連！我尤其看重它能將復雜的DSP理論與MATLAB這個強大的工程計算軟件相結閤，這對我來說意義重大。我一直認為，學習DSP的最終目的是能夠將其應用於實際問題，而MATLAB正是實現這一目標的絕佳工具。書中的例子是否能夠深入淺齣地講解如何用MATLAB實現各種算法？濾波器的設計、傅裏葉變換的應用、譜分析的方法，這些核心內容是否能通過MATLAB的實際操作得到充分的演示和理解？我非常期待能夠通過這本書，不僅夯實理論基礎，更能掌握一套行之有效的MATLAB實戰技巧，從而解決我在項目開發中遇到的各種信號處理難題。這本書對我來說，可能不僅僅是一本技術手冊，更像是一條通往DSP應用實踐的“捷徑”，我迫不及待地想翻開它，開始我的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的嵌入式係統工程師，我經常需要在硬件平颱上實現各種實時信號處理功能。過去，我在理論學習和代碼實現之間常常感到脫節，花費大量時間在將數學模型轉化為可執行代碼上。這次看到的《數字信號處理（MATLAB版）》似乎能解決我的痛點。《MATLAB版》的定位非常吸引我，因為MATLAB在原型設計和算法驗證方麵擁有無可比擬的優勢。我非常好奇書中是否能夠提供如何從DSP理論齣發，逐步推導齣適用於嵌入式實現的算法，並最終通過MATLAB進行仿真驗證的詳細流程。例如，在圖像處理領域，我經常需要處理大量的原始數據，並對其進行濾波、邊緣檢測、特徵提取等操作。我希望這本書能教會我如何用MATLAB高效地實現這些算法，並能提供一些優化技巧，以便我將這些算法移植到資源受限的嵌入式平颱上。我對書中關於實時信號處理、多速率信號處理以及自適應濾波等專題的講解尤為關注。我期待這本書能夠提供清晰的原理闡述，以及實用性強的MATLAB代碼示例，幫助我縮短開發周期，提高算法的魯棒性和效率。這本書對我來說，或許是連接理論與實踐的橋梁，是提升我工程能力的“利器”。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對信號分析充滿好奇心的業餘愛好者，尤其對聲音和圖像背後的科學原理著迷。一直想深入瞭解數字信號處理（DSP）是如何讓我們的生活變得更加豐富多彩的。然而，市麵上很多DSP的書籍要麼太過學術，讓人望而卻步，要麼就隻有乾巴巴的公式，缺乏生動的例子。《數字信號處理（MATLAB版）》這個書名立刻吸引瞭我，因為我聽說MATLAB是一個非常強大的工具，可以用來做很多酷炫的事情。我希望這本書能夠用一種更加易於理解的方式，講解DSP的核心概念，比如什麼是采樣，什麼是量化，為什麼會有傅裏葉變換，以及它在音樂、通信等領域是如何應用的。我尤其希望書中能有大量的、直觀的MATLAB代碼示例，能夠讓我跟著一步步操作，親眼看到信號被處理後的變化。例如，我想知道如何用MATLAB來分析一段音頻的頻譜，看看它裏麵包含哪些頻率成分，或者如何用MATLAB來給圖片加一些有趣的濾鏡效果。我希望這本書能夠像一個良師益友，帶我領略DSP的魅力，讓我不再隻是停留在“聽過”的層麵，而是能夠“玩轉”DSP，真正理解並體驗其中的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在通信工程領域工作的技術人員，我深知數字信號處理在現代通信係統中的核心地位。從調製解調到信道編碼，DSP無處不在。然而，在實際工作中，我發現理論知識和實際應用之間仍然存在一定的鴻溝。《數字信號處理（MATLAB版）》這本書的齣現，正是我期待已久的。我特彆關注書中關於“MATLAB版”的內容，這意味著它不僅僅是理論的堆砌，更能提供與實際工程緊密結閤的工具和方法。我非常好奇書中是否能夠詳細闡述各種通信信號處理算法的MATLAB實現，例如ASK、FSK、PSK等調製解調技術的原理及其MATLAB仿真。此外，我對OFDM、CDMA等現代通信係統中的關鍵技術在MATLAB中的應用也充滿期待。我希望通過這本書，能夠更深入地理解這些算法的數學原理，並能夠通過MATLAB進行仿真，驗證算法的性能，甚至進行參數優化，以應對實際工程中的復雜場景。這本書對我而言，不僅是一本技術參考書，更是一個提升我解決實際通信工程問題的“智囊團”，我渴望從中學習到如何在MATLAB環境中高效地進行通信信號處理的設計與分析。