數字信號處理 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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陳剛 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 頻譜分析
• 圖像處理

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111574811

版次：1

商品編碼：12233296

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： “十三五”普通高等教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

頁數：294

編輯推薦

本書為遼寜省教委重點課程建設教材，從2009年至今進行瞭校級課程建設，課程建設中編寫瞭校印教材一本，約50餘萬字，從2009年開始試用至今，試用近7屆學生，有講義，有PPT，並有校印課本，教學效果明顯。

1、本團隊教師從事數字信號處理的教學工作約10輪，在教學過程中積纍瞭一定的經驗；
2、於2007年以教改項目“數字信號處理教學模式探析”為契機開展瞭數字信號處理課程的教學探討，在教學內容的組織、教學方法的改進及基礎理論的應用上積纍瞭行之有效的經驗；
3、編寫的“數字信號處理計算機實驗指導書”得到廣泛應用；
4、團隊內每一位教師均有著與數字信號處理相關的科研經曆。

內容簡介

全書共10章（不含緒論部分），從工程應用的角度齣發，按時域分析、頻域分析、復頻域分析、離散傅裏葉變換、係統設計、算法設計、誤差分析、應用案例遞進展開，介紹瞭數字信號處理學科的基本概念、基礎理論、基本分析方法、係統的基本設計方法及其應用。本書強調知識體係與學科基礎，使學習過程由熟悉入門，逐步上升到抽象理論；閤理運用數學工具，弱化數學公式的推導，強調數學公式的內涵，突齣數學關係的工程背景，更多關注理論的實用性；藉助matlab軟件將數字信號及其處理過程以圖形化展現及釋疑；給齣與測控技術、電子信息等專業相結閤的工程案例，使理論緊扣實際。本書可作為測控技術與儀器、電子信息等相關專業基礎課“數字信號處理”的教材和參考用書，也可供從事數字信號處理的科技工作者和工程技術人員基礎性參考。

目錄

緒論1
第1章 離散時間信號與係統的時域分析7
1.1離散時間信號的描述及其基本運算7
1.1.1離散時間信號的描述7
1.1.2離散時間信號（序列）的基本運算7
1.1.3 典型時間信號及應用10
1.2離散時間係統的描述及性質13
1.2.1離散時間係統的描述13
1.2.2離散時間係統的性質13
1.2.3綫性移不變離散時間係統16
1.3離散時間信號通過係統的時域分析18
1.3.1綫性常係數差分方程的求解19
1.3.2離散時間信號通過係統的響應19
1.3.3離散時間係統的單位抽樣響應19
1.4小結21
習題21
第2章 離散時間信號和係統的頻域分析24
2.1離散時間信號的離散時間傅立葉變換24
2.1.1非周期序列的離散時間傅立葉變換24
2.1.2 離散時間傅立葉變換的性質27
2.1.3周期序列的傅立葉級數及其離散時間傅立葉變換31
2.1.4時域采樣定理37
2.2離散時間係統的頻率響應40
2.3離散時間信號通過係統的頻域分析41
2.4小結43
習題43
第3章 離散時間信號與係統的復頻域分析46
3.1 Z變換46
3.1.1 z變換的定義46
3.1.2 z反變換52
3.1.3 z變換的主要性質57
3.1.4 z變換與離散時間傅立葉變換的關係61
3.2離散時間係統的係統函數62
3.2.1 單位抽樣響應與係統函數62
3.2.2 離散時間係統的穩定性和因果性64
3.3離散時間信號通過係統的復頻域分析65
3.3.1 利用z變換解差分方程66
3.3.2頻率響應的幾何確定67
3.4小結69
習題69
第4章 離散傅立葉變換及其應用72
4.1離散傅立葉變換與Z變換72
4.1.1 離散傅立葉變換的定義72
4.1.2離散傅立葉變換與z變換、離散時間傅立葉變換的關係77
4.1.3頻域采樣定理81
4.2離散傅立葉變換的主要性質82
4.2.1綫性性質83
4.2.2移位性質83
4.2.3 Parseval定理83
4.2.4對稱性質84
4.2.5捲積性質86
4.3離散傅立葉變換的經典快速算法88
4.3.1直接計算DFT的計算量89
4.3.2 時間抽取基-2 FFT算法90
4.3.3頻率抽取基-2 FFT算法94
4.3.4離散傅立葉反變換的快速算法98
4.4離散傅立葉變換的應用100
4.4.1信號的譜分析100
4.4.2綫性捲積的計算103
4.5 小結106
習題106
第5章 數字濾波器設計基礎109
5.1數字濾波器的功能、分類與描述109
5.1. 1濾波器的功能109
5.1. 2濾波器的分類109
5.1.3數字濾波器的描述111
5.2經典數字濾波器的設計方法114
5.3選頻數字濾波器的設計指標描述114
5.3.1幅頻響應的技術指標115
5.3.2相頻響應與群延遲117
5.4小結118
習題119
第6章 無限長脈衝響應數字濾波器的係統設計120
6.1 IIR DF的特點及其係統設計的基本方法120
6.1.1 IIR DF的特點120
6.1.2 IIR DF係統設計的基本方法120
6.2 模仿模擬濾波器的IIR DF係統設計121
6.2.1模擬低通濾波器的係統設計121
6.2.2模擬濾波器映射為數字濾波器135
6.2.3頻帶轉換技術146
6.2.4模仿模擬濾波器進行IIR DF的係統設計157
6.2.5模仿AF進行IIR DF係統設計的主要問題164
6.3 IIR DF的直接設計法164
6.3.1零點、極點配置纍試法164
6.3.2 優化設計法166
6.4本章小結166
習題166
第7章 有限長脈衝響應數字濾波器的係統設計169
7.1 FIR DF的特點及指標描述169
7.1.1 FIR DF的特點169
7.1.2 綫性相位FIR DF的相頻指標描述169
7.2綫性相位FIR DF的條件、特點及其係統設計的常用方法170
7.2.1 FIR DF具有綫性相位的條件170
7.2.2綫性相位FIR DF幅度函數的特性171
7.2.3綫性相位FIR DF係統的零點分布特點173
7.2.4綫性相位FIR DF係統設計的常用方法175
7.3綫性相位FIR DF的窗函數設計法175
7.3.1設計原理175
7.3.2用矩形窗設計綫性相位FIR LP DF175
7.3.3 矩形窗的截斷效應177
7.3.4 典型窗函數179
7.3.5綫性相位FIR DF係統函數的窗函數法設計步驟182
7.3.6 設計舉例184
7.3.7 窗函數法設計的FIR DF中的主要問題189
7.4 綫性相位FIR DF的頻率抽樣設計法189
7.4.1 算法原理189
7.4.2兩種頻率采樣方式193
7.4.3頻率抽樣設計法的逼近誤差及其改進193
7.4.4綫性相位FIR DF係統函數的頻率抽樣設計法設計步驟196
7.4.5設計舉例196
7.4.6頻率抽樣設計法設計綫性相位FIR DF的特點202
7.5綫性相位FIR DF的優化設計法202
7.5.1 均方誤差最小準則203
7.5.2 最大誤差最小化準則204
7.5.3 設計舉例207
7.5.4綫性相位FIR DF優化設計法的特點210
7.6 FIR DF與IIR DF的比較210
7.7 小結211
習題211
第8章 數字濾波器的算法結構214
8.1離散時間係統的信號流圖描述214
8.2 IIR DF的算法結構215
8.2.1直接型算法結構215
8.2.2級聯型算法結構217
8.2.3並聯型算法結構219
8.2.4轉置型算法結構220
8.3 FIR DF的算法結構221
8.3.1直接型算法結構221
8.3.2級聯型算法結構222
8.3.3頻率抽樣型算法結構223
8.3.4綫性相位FIR DF的算法結構225
8.4離散時間係統的格型算法結構簡介227
8.4.2 全極點係統(IIR係統)的格型結構228
8.4.3 零極點係統( IIR係統)的格型結構229
8.5小結229
習題229
第9章 誤差分析231
9.1數的二進製錶示及其量化誤差231
9.1.1數的二進製錶達231
9.1.2二進製數的定點運算232
9.1.3二進製數的浮點運算234
9.1.4尾數處理234
9.2模數轉

前言/序言

隨著計算機技術和信息科學的快速發展，數字信號處理已經逐漸發展成為一門獨立的學科。數字信號處理技術靈活、精確、抗乾擾性強，廣泛應用於儀器儀錶、工業檢測、控製係統、通信、語音、電視等各個領域並取得瞭重大的開拓性成就，作為一門重要的專業基礎課而受到廣大教師和學生的重視。
本書主要用作測控技術與儀器等相關電子信息類專業基礎課“數字信號處理”的教材或自學用書，以應用型人纔培養為主綫，教材內容按時域分析、頻域分析、復頻域分析、離散傅裏葉變換、係統設計、算法設計、誤差分析、應用案例遞進展開，可使學習過程由熟悉入門，逐步上升到抽象理論；閤理運用數學工具，弱化數學公式的推導，強調數學公式的內涵，突齣數學關係的工程背景，更多關注理論的實用性；給齣與測控技術、電子信息等專業相結閤的工程案例，使理論緊扣實際；藉助matlab軟件將數字信號及其處理過程以圖形化展現及釋疑。本課程建議授課學時為56學時，其中實驗學時為10學時。
全書用10章介紹瞭數字信號處理學科的基本概念、基礎理論、基本分析方法、係統的基本設計方法及其應用。其中，第1、2和3章是全書的理論基礎，分彆從時域、頻域和復頻域的角度介紹瞭離散時間信號與係統的定義與描述，離散時間信號、離散時間係統及離散時間係統對信號處理過程的基本分析方法、基本理論和工程應用；第4章的內容是離散傅裏葉變換的定義、性質、快速計算的思路及其應用，它是數字信號處理中對信號做譜分析的理論基礎；第5、6、7和8章首先介紹瞭數字濾波器的基礎知識、分類及經典選頻數字濾波器設計指標描述、主要討論瞭無限長脈衝響應數字濾波器的係統設計方法、綫性相位有限長脈衝響應數字濾波器的係統設計方法和它們的算法結構設計，這些是實現對離散時間信號進行處理的理論基礎；第9章簡要討論瞭A/D變換的量化效應、數字濾波器係數的量化效應、運算中的量化效應等數字信號處理的有限字長效應，它是數字信號處理實現中誤差分析控製的理論基礎；第10章以智能儀器中常用的簡單數字濾波算法、采樣率轉換技術的應用、軟件無綫電技術、控製係統數字化等為例，簡單介紹瞭數字信號處理技術的應用，旨在使同學們瞭解數字信號處理在實際係統中的應用方法，為將所學理論知識應用於工程實踐中打下基礎。
書中每章都給齣瞭豐富的例題和習題，便於讀者理解和掌握數字信號處理學科的基礎知識和基本理論的應用，提高分析問題、解決問題的能力。
本書的緒論、第5、6、7和9章由陳剛編寫；第1、2、3、4和8章由張曉傑編寫；第10章由孫波編寫。全書由陳剛負責統稿。紀振平等老師完成瞭書中部分圖錶的製作，孫瑞鵬等同學參與瞭文字錄入編排工作，在此一並錶示衷心的感謝。
由於編者水平與能力有限，書中難免存在錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

《宇宙的語言：天文學的奧秘與探索》 簡介： 浩瀚的宇宙，自古以來就以其無垠的深邃和璀璨的星辰，激蕩著人類的好奇心與求知欲。從仰望星空、辨認星座的古老傳說，到如今利用尖端科技揭示星係的形成、黑洞的本質，天文學的發展史，本身就是一部人類認識宇宙、拓展視野的壯麗史詩。《宇宙的語言：天文學的奧秘與探索》正是這樣一部旨在引領讀者穿越時空，深入宇宙腹地，理解構成這龐大而神秘體係的根本規律與令人驚嘆的現象。 本書並非僅僅羅列天文名詞或陳述枯燥的公式，而是以一種敘事性的筆觸，帶領讀者走進天文學傢的研究世界，感受他們探索未知時的激動與堅持。我們將從地球的視角齣發，迴溯人類最早的天文學實踐，瞭解古人如何憑藉肉眼觀察，繪製星圖，預測天象，以及這些早期智慧如何為後世的科學發展奠定基石。從巴比倫的泥闆到古希臘的幾何學，從托勒密的“地心說”到哥白尼的“日心說”革命，本書將詳細闡述天文學思想的每一次飛躍，以及它們如何深刻地改變瞭人類對自身在宇宙中位置的認知。 隨後，我們將目光投嚮更為廣闊的宇宙。從我們太陽係內的行星、衛星、小行星和彗星，本書將逐一介紹它們的獨特性格和形成故事。讀者將瞭解到，每一顆行星並非是隨機漂浮的天體，而是擁有其獨特的化學成分、地質構造、大氣層以及潛在的生命跡象。我們不僅會探討火星的紅色塵埃和液態水的痕跡，也會揭示木星大紅斑的神秘風暴，以及土星光環的精妙結構。對於那些潛藏在柯伊伯帶和奧爾特雲中的冰冷世界，本書也將給予充分的關注，它們或許是太陽係形成初期最古老的“化石”。 本書的核心篇章將聚焦於恒星的生命周期。從宇宙中最普遍的元素——氫和氦，到恒星內部熾熱的核聚變反應，我們將一步步揭示恒星如何誕生、燃燒，又如何走嚮終結。從年輕、熾熱的藍色巨星，到年老、緩慢燃燒的紅矮星，再到壯麗的超新星爆發和神秘的中子星，我們都將進行深入的剖析。讀者將瞭解到，正是恒星內部的元素閤成，纔創造瞭我們賴以生存的各種物質，從碳到氧，從鐵到金。而那些質量巨大的恒星，其生命的終點便是宇宙中最奇特的物體之一——黑洞。我們將詳細介紹黑洞的形成機製、事件視界的概念，以及它們對周圍時空的扭麯效應，並探討近年來“事件視界望遠鏡”如何捕捉到黑洞的首張照片，這一科學壯舉的深遠意義。 星係的奧秘，是天文學傢永恒的探索主題。從我們所在的銀河係——一條擁有數韆億顆恒星的鏇渦狀巨型結構，到遙遠的類星體和活躍星係核，本書將帶領讀者領略宇宙中星係的多樣性與復雜性。我們將探討星係的形成與演化，瞭解星係之間的引力相互作用、碰撞與閤並，以及宇宙大尺度結構是如何形成的。暗物質和暗能量，這兩種占據宇宙絕大部分卻又難以捉摸的神秘成分，本書也將進行詳細的介紹。我們將迴顧科學傢們如何通過觀測星係鏇轉速度、引力透鏡效應等現象，一步步推斷齣暗物質的存在，並探討暗能量對宇宙加速膨脹的驅動作用，以及它們對宇宙終極命運的潛在影響。 光學望遠鏡、射電望遠鏡、X射綫望遠鏡、引力波探測器……現代天文學的飛速發展，離不開觀測技術的不斷進步。本書將穿插介紹各類天文觀測設備的原理與應用，以及它們如何幫助我們突破可見光的限製，觀測到宇宙最深處的信號。從哈勃空間望遠鏡的傳奇，到詹姆斯·韋伯空間望遠鏡對早期宇宙的探索，再到地麵上各種巨型射電望遠鏡陣列的協同工作，讀者將有機會瞭解這些“宇宙之眼”是如何捕捉到遙遠星係發齣的微弱光芒，以及如何繪製齣宇宙的清晰圖像。 此外，本書還將觸及一些引人入勝的天文現象與前沿猜想。例如，地外生命的探索，從搜尋係外行星到分析它們的星係大氣，再到SETI計劃的努力，我們將探討搜尋地外文明的可能性與麵臨的挑戰。類星體的輻射之謎，伽馬射綫暴的爆發機製，以及宇宙學中的一些未解之謎，如宇宙的起源、多重宇宙的猜想等，也將穿插其中，激發讀者的思考。 《宇宙的語言：天文學的奧秘與探索》不僅僅是一本科普讀物，更是一次思維的洗禮。它試圖幫助讀者理解，我們所生活的地球，隻是浩瀚宇宙中的一粒微塵；然而，正是這粒微塵上孕育的智慧，使我們能夠仰望星空，解讀宇宙的語言。通過學習天文學，我們不僅能認識宇宙的宏偉與神奇，更能深刻理解生命的脆弱與珍貴，以及人類文明在宇宙中的獨特地位。本書旨在以清晰易懂的語言，嚴謹求實的態度，為所有對宇宙充滿好奇的讀者，打開一扇通往星辰大海的門，去傾聽宇宙最古老、最壯麗的故事。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的難度不小，但正因如此，它纔顯得如此有價值。初讀時，我確實感到有些吃力，某些章節需要反復閱讀數遍纔能領會其中的精髓。但每一次的突破，都帶來瞭巨大的成就感。作者在處理復雜概念時，並沒有選擇簡單化，而是堅持深入探討，這讓我得以接觸到最核心的知識。例如，書中關於多速率信號處理的部分，涉及到瞭抽取和插值等核心概念，以及它們在數字濾波和信號壓縮中的關鍵作用。作者花瞭大量篇幅闡述瞭這些操作的原理，以及如何設計高效的抽取和插值濾波器。我尤其被書中關於小波變換的介紹所吸引，它提供瞭一種全新的信號分析視角，能夠同時在時間和頻率域上提供高分辨率。作者對小波變換的數學基礎和應用進行瞭詳盡的闡述，讓我對這一強大的工具有瞭更深入的理解。這本書挑戰瞭我的知識邊界，但也因此讓我對該領域有瞭更深刻、更全麵的認識，感覺自己在這條學習的道路上又邁進瞭一大步。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗可謂跌宕起伏，充滿瞭探索的樂趣。起初，我以為這隻是一本枯燥的技術手冊，但隨著閱讀的深入，我發現自己完全被吸引住瞭。作者的敘事方式極具感染力，他能夠將原本晦澀難懂的數學公式和算法，轉化為生動形象的語言和直觀的比喻。比如，在講解采樣定理時，作者用瞭一個非常形象的比喻，將連續信號的采樣過程比作拍照，強調瞭采樣頻率的重要性，以及過低的采樣頻率會導緻信息丟失，就像照片糊掉一樣。這種生動性讓我能夠輕鬆理解抽象概念。此外，本書在算法的推導和分析上也非常嚴謹，作者循序漸進地展示瞭各種算法的演進過程，並對它們的計算復雜度和性能進行瞭詳細的比較。我特彆喜歡書中關於自適應濾波器的章節，作者不僅介紹瞭RLS和LMS等經典算法，還深入探討瞭它們在不同應用場景下的性能錶現，並給齣瞭一些優化建議。這本書讓我深刻體會到，技術背後蘊含的智慧和創造力，它不僅僅是一堆公式和代碼，更是一種解決問題的思維方式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象。初次翻閱，就被其條理清晰的章節劃分和由淺入深的講解所吸引。作者在介紹基本概念時，並沒有流於錶麵，而是深入剖析瞭其背後的數學原理和物理意義。例如，在討論傅裏葉變換時，作者不僅給齣瞭定義和公式，還詳細闡述瞭其在時域和頻域之間的轉換邏輯，並通過豐富的圖示和實例，生動地展示瞭信號的頻譜特性。這對於我這樣初學者來說，無疑是巨大的幫助。更讓我驚喜的是，書中涉及的不僅僅是理論知識，更包含瞭大量的實際應用案例。從音頻處理到圖像壓縮，從通信係統到生物醫學工程，作者都進行瞭詳盡的闡述。我尤其對書中關於語音識彆和圖像濾波的部分印象深刻，這些章節不僅解釋瞭核心算法，還探討瞭不同算法的優劣和適用場景，這讓我能夠更好地理解這些技術在現實世界中的落地情況。整本書給我的感覺是，它既有嚴謹的學術深度，又不失工程實踐的實用性，是一本難得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最直觀感受是它的係統性。作者似乎將數字信號處理的整個知識體係都囊括其中，並且邏輯嚴謹，環環相扣。從最基礎的信號和係統理論，到高級的濾波器設計和變換域分析，再到各種實際應用，幾乎涵蓋瞭該領域的所有重要方麵。我喜歡書中對不同概念之間聯係的強調。比如，在介紹離散傅裏葉變換（DFT）時，作者清晰地闡述瞭它與連續傅裏葉變換（FT）的關係，以及DFT在計算機實現中的優勢。接著，他又進一步引齣瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法，並詳細分析瞭其計算效率的提升。這種層層遞進、脈絡清晰的講解方式，讓我能夠構建起一個完整的知識框架。此外，本書在數學推導上也毫不含糊，嚴謹的公式和證明是必不可少的。我尤其欣賞作者在推導濾波器設計公式時的細緻，他會逐步展開，解釋每一步的含義，這極大地減少瞭我的理解難度。這對於想要深入掌握數字信號處理精髓的讀者來說，無疑是一本不可多得的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最深刻體驗是它所展現齣的“設計”智慧。它不僅僅是在教導“是什麼”，更是在引導“如何做”。作者在講解各種處理算法時，不僅僅停留在理論層麵，而是著重於算法的設計思路和工程上的考量。比如，在討論數字濾波器設計時，書中詳細介紹瞭IIR和FIR濾波器的兩種主要設計方法，並對它們的優缺點進行瞭對比分析。我印象特彆深刻的是關於Butterworth、Chebyshev和Elliptic等濾波器類型的設計和選擇，作者不僅給齣瞭具體的濾波器係數計算公式，還深入分析瞭它們在通帶紋波、阻帶衰減和相位響應等方麵的權衡。此外，書中還涉及到瞭自適應濾波器在噪聲消除和迴聲抑製等實際問題中的應用，作者會詳細分析在不同場景下選擇哪種自適應算法，以及如何調整其參數以達到最佳效果。這本書讓我明白，數字信號處理遠不止是理論知識的堆砌，更是一種解決實際問題的工程藝術。