数字信号处理与滤波器设计 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

本书适合作为初学者的数字信号处理方面的参考书，内容上以学生的需求为导向，基于作者多年的教学经验。本书前7章涉及了以下专题：①入门基础，②时域分析和z变换，③频域分析，④无限冲激响应滤波器，⑤有限冲激响应滤波器，⑥滤波器的实现，⑦滤波器的量化分析；第8章讨论了硬件设计；第9章介绍了MATLAB软件。本书的重点是数字信号处理的基本概念。
本书的主要特点是在每一个章节中运用了大量的数学模型以及来自MATLAB的函数和信号处理工作箱来解释基本概念。在讲解理论后，这些问题作为例子进行讲解，或是在书中，先解决问题，随后讲解理论。无论哪种方式，其重点在于学生们应该了解基本思想，将解决工作中的问题作为实现这一目标的手段。在章节末尾给出的所有问题都是能够通过文中知识来解决的。理解并解决问题的能力是重要的，并且解决问题之后，对理论的理解会更加深入和透彻。

内容简介

本书介绍了数字信号处理与滤波器设计的基础知识，涵盖了信号的分类、时域分析、频域分析、z变换、无限冲激响应滤波器、有限冲激响应滤波器、滤波器的实现、滤波器的量化分析、使用DSP芯片设计硬件、MATLAB基础等内容。本书一个吸引人的特点是每个章节的习题都可以使用章节知识内容解决，读者可以通过解答习题充分地理解课程覆盖的知识，同时给读者提供了大量的动手实践参考，有些问题是先理论后例子求解，有些是先解习题后叙述理论，对读者的双向理解会很有帮助。

目录

译者序
原书前言
第１章　入门基础１
　１.１　简介１
　１.２　ＤＳＰ应用１
　１.３　离散时间信号２
　　１.３.１　离散时间信号的建模与性质７
　　１.３.２　单位脉冲函数８
　　１.３.３　常数序列９
　　１.３.４　单位阶跃函数９
　　１.３.５　实指数函数１０
　　１.３.６　复指数函数１０
　　１.３.７　ｃｏｓ（ω０ｎ）的性质１２
　１.４　滤波器设计发展史１６
　１.５　模拟和数字信号处理１９
　　１.５.１　移动电话网络的运营２１
　１.６　小结２３
　习题２４
　参考文献２５
第２章　时域分析和ｚ变换２６
　２.１　线性时不变系统２６
　　２.１.１　离散时间系统的模型２７
　　２.１.２　递归算法２９
　　２.１.３　卷积和３１
　２.２　ｚ变换理论３３
　　２.２.１　定义３３
　　２.２.２　零输入和零状态响应４０
　　２.２.３　系统的线性４１
　　２.２.４　时不变系统４１
　２.３　使用ｚ变换求解差分方程４１
　　２.３.１　ｚ变换的更多应用４６
　　２.３.２　固有响应和强迫响应４７
　２.４　用经典方法求解差分方程４８
　　２.４.１　瞬态响应和稳态响应５２
　２.５　ｚ变换方法回顾５３
　２.６　卷积回顾５３
　２.７　模型转换５８
　　２.７.１　模型产生回顾５９
　２.８　稳定性６３
　　２.８.１　Ｊｕｒｙ－Ｍａｒｄｅｎ检验６４
　２.９　使用ＭＡＴＬＡＢ函数求解６７
　２.１０　小结７７
　习题７７
　参考文献９１
第３章　频域分析９３
　３.１　简介９３
　３.２　采样理论９３
　　３.２.１　带通信号采样９９
　３.３　ＤＴＦＴ和ＩＤＴＦＴ １０１
　　３.３.１　非因果输入的时域分析１０４
　　３.３.２　时移特性１０６
　　３.３.３　频移特性１０６
　　３.３.４　时域反转特性１０６
　３.４　单位阶跃序列的ＤＴＦＴ １１５
　　３.４.１　微分特性１１６
　　３.４.２　乘法特性１１９
　　３.４.３　共轭特性１２１
　　３.４.４　对称特性１２２
　３.５　使用ＭＡＴＬＡＢ计算ＤＴＦＴ １２４
　３.６　ＤＴＦＳ和ＤＦＴ １３１
　　３.６.１　简介１３１
　　３.６.２　离散时间傅里叶级数１３１
　　３.６.３　离散傅里叶变换１３５
　　３.６.４　由ＤＦＴ重构ＤＴＦＴ １３６
　　３.６.５　ＤＴＦＳ和ＤＦＴ的特性１３７
　３.７　快速傅里叶变换１４６
　３.８　使用ＭＡＴＬＡＢ计算ＤＦＴ和ＩＤＦＴ １４７
　３.９　小结１５１
目　　录Ⅸ
　习题１５２
　参考文献１５７
第４章　无限冲激响应滤波器１５８
　４.１　简介１５８
　４.２　模拟滤波器的幅度近似１６１
　　４.２.１　最大限度平坦和巴特沃斯近似１６２
　　４.２.２　巴特沃斯低通滤波器的设计理论１６６
　　４.２.３　切比雪夫Ⅰ型近似１７１
　　４.２.４　切比雪夫多项式的性质１７３
　　４.２.５　切比雪夫Ⅰ型低通滤波器的设计理论１７４
　　４.２.６　切比雪夫Ⅱ型近似１７７
　　４.２.７　切比雪夫Ⅱ型低通滤波器的设计１７８
　　４.２.８　椭圆函数近似１８０
　４.３　模拟频率转换１８１
　　４.３.１　高通滤波器１８１
　　４.３.２　带通滤波器１８２
　　４.３.３　带阻滤波器１８５
　４.４　数字滤波器１８６
　４.５　冲激不变变换１８７
　４.６　双线性变换１８８
　４.７　数字频谱转换１９３
　４.８　全通滤波器１９６
　４.９　使用ＭＡＴＬＡＢ设计ＩＩＲ滤波器１９７
　４.１０　ＹＵＬＥ－ＷＡＬＫＥＲ近似２０４
　４.１１　小结２０５
　习题２０５
　参考文献２１２
第５章　有限冲激响应滤波器２１３
　５.１　简介２１３
　　５.１.１　符号２１４
　５.２　线性相位滤波器２１５
　　５.２.１　线性相位ＦＩＲ滤波器的特性２１９
　５.３　窗改进傅里叶级数法２２３
　　５.３.１　吉布斯现象２２５
　　５.３.２　窗口函数的使用２２６
　　５.３.３　ＦＩＲ滤波器设计过程２２９
Ⅹ 数字信号处理与滤波器设计
　５.４　使用ＭＡＴＬＡＢ设计加窗ＦＩＲ滤波器２３３
　　５.４.１　滤波器阶数估计２３３
　　５.４.２　ＦＩＲ滤波器设计２３５
　５.５　等波纹线性相位ＦＩＲ滤波器２４０
　５.６　使用ＭＡＴＬＡＢ设计等波纹ＦＩＲ滤波器２４４
　　５.６.１　使用ＭＡＴＬＡＢ程序设计等波纹ＦＩＲ滤波器２４５
　５.７　频率采样法２４８
　５.８　小结２５１
　习题２５３
　参考文献２５９
第６章　滤波器实现２６０
　６.１　简介２６０
　６.２　ＦＩＲ滤波器的实现２６１
　　６.２.１　ＦＩＲ滤波器网格结构２６５
　　６.２.２　线性相位ＦＩＲ滤波器实现２６６
　６.３　ＩＩＲ滤波器实现２６８
　６.４　并行全通滤波器２７５
　　６.４.１　设计过程２７９
　　６.４.２　网格－梯型实现２８０
　６.５　使用ＭＡＴＬＡＢ实现ＦＩＲ

前言/序言

本前言为教师以及初学者所作，原因如下：我一直教授本科和研究生二年级的数字信号处理课程长达２５年，包括其应用和数字滤波器设计课程。在最近的几年来，我不止一次从本科学生中听到有人抱怨，在本课程规定的章节中没有足够多的能够理解透彻的数学推导。但是，有些数字信号处理方面的教材比前几年出版的图书有更多的数学推导。然而，这些书籍是为已经入门和研究生层面的学生撰写的，因此初学者会发现这些书中有太多的数学理论，同时他们也对章节末尾中更复杂的问题感到头疼。我一直没有找到一本适合初学者的数字信号处理教材，所以我便以学生为导向，基于我多年的教学经验，写了一本关于数字信号处理及滤波器设计的书以供大家参考。
网络分析是一本由我的博士论文导师Ｍ�保弄保郑幔睿郑幔欤耄澹睿猓酰颍绱醋鞯谋究平炭剖椋ㄓ冢保梗叮茨暧桑校颍澹睿簦椋悖澹�Ｈａｌｌ出版社出版），这本书已经成为一本举世闻名的经典著作，不仅是因为它在拥有严谨和美好的数学理论的网络分析方面上囊括了丰富的专题，还因为当学生学习网络分析时，它能够帮助学生以最简单的形式理解基本概念。在我写这本书的同时，该书始终深深影响着我。但是我也不得不时常提醒自己时代在发生变化；网络分析这门课程与数字信号处理的问题也是不一样的。本书不包含上述高级研究生教科书中的许多课题，但这本书的主要特点之一是在每一个章节中，它运用了大量的数学模型以及来自ＭＡＴＬＡＢ�L （ＭＡＴＬＡＢ是ＭａｔｈＷｏｒｋ公司的注册商标）的函数和信号处理工作箱，来解释基本概念。在讲解理论后，这些问题作为例子进行讲解，或是在书中，先解决问题，随后讲解理论。无论哪种方式，方法的重点在于学生们应该了解基本思想，将工作中的问题作为实现这一目标的手段。在某些情况下，说明的方式并非十分正式。学生将会发现说明会从“注解……” “回忆……” 或者“指出……” 等开始；它们意味着强调重要的概念和那些句子所表达的结论。许多重要的结果在文中被提及不止一次，或者被总结为了强调它们的意义。
本书的另一特点是在章节末尾给出的所有难题都是能够通过文中知识来解决的。因此当他们成功解决难题时，那些本科生将会因他们理解了涉及课程的原理而感到自信。鉴于此，作者主张要用以学生为中心的方法编写这本书。但是，本科学生应该明白，理解解决问题的能力是重要的，并且理解问题之后的理论是更加重要的。
以下段落是写给那些教授数字信号处理课程的大学讲师的。前７章明确涉及了以下专题：①入门基础，②时域分析和ｚ变换，③频域分析，④无限冲激响应滤波器，⑤有限冲激响应滤波器，⑥滤波器的实现，⑦滤波器的量化分析；第８章讨论了硬件设计；第９章介绍了ＭＡＴＬＡＢ软件。本书的重点是数字信号处理的基本概念。
大多数的研究生教科书用大量的细节解释有限字长原理，但研究生们在分析关于有限字长下的滤波器频率响应，或者设计在给定字长和量化形式下满足一系列的频率响应要求的滤波器时感到无助。在第７章，我们讨论使用ＭＡＴＬＡＢ工具，即为人们所熟知的“ＦＤＡ工具”，用来彻底地研究有限字长和不同量化的幅值。这是本书的另一个引人注意的特征，并且这是其他同类书籍所不具备的特征。
当研究生们已经学习了数字信号处理这门课程，或加入设计用于商业用途的ＤＳＰ芯片的数字信号系统时，他们几乎没有任何关于他们所学内容的指导。第８章中的额外内容，那将会是引导学生们学习来实现他们专业发展成功的重要内容。这是用来指引他们未来正确方向、简洁但又重要的材料。尽管有很多关于使用ＤＳＰ芯片的数字系统的硬件实现的书籍，但在ＤＳＰ上编写的指导书几乎不提供任何关于这个问题的指导。仅有少数学校提供关于使用ＤＳＰ芯片构成的数字系统的设计与测试的实验课程。在其标题中包含“数字信号处理” 的任何其他教科书中，也没有发现含有本书第８章中的类似内容。然而，第８章不仅包含详尽的硬件实现，还可以作为一个让在行业里开始自己生涯的研究生们不得不去学习的入门教材。
第１章是致力于描述离散时间信号。它描述了数字信号处理的应用软件和定义，定义了几个描述离散时间信号的方法。一些离散时间信号和服从数字信号处理特性的例子都紧随着它们的特性。特别指出，本书给出了复指数的内容和数字滤波器的设计。本章还讨论了数字信号处理相较于连续时域信号处理的优点。
第２章着重于离散时域系统。本章详细讨论了对离散时间信号进行激励的几种建模方法和４种获取离散时间系统响应的方法。用来描述时域下的总体响应有这４种模型：①循环法则，②卷积和，③古典方法，④ｚ变换原理。ｚ变换理论的用途是将从细节方面和数学举例以及ＭＡＴＬＡＢ功能的例证等方面详细地推导出零状态响应、零输入响应、自然响应和应激响应、暂态和稳定响应。在这一章里我们将学习离散时间系统特性、阶跃脉冲响应和变换函数、稳态理论和Ｊｕｒｙ－Ｍａｒｄｅｎ测试。本书相较于其他教科书，详细介绍了离散时间系统的时域分析。
第３章侧重于频域分析。采样定理的推导之后是离散时间傅里叶变换
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