數字信號處理與濾波器設計 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

本書適閤作為初學者的數字信號處理方麵的參考書，內容上以學生的需求為導嚮，基於作者多年的教學經驗。本書前7章涉及瞭以下專題：①入門基礎，②時域分析和z變換，③頻域分析，④無限衝激響應濾波器，⑤有限衝激響應濾波器，⑥濾波器的實現，⑦濾波器的量化分析；第8章討論瞭硬件設計；第9章介紹瞭MATLAB軟件。本書的重點是數字信號處理的基本概念。
本書的主要特點是在每一個章節中運用瞭大量的數學模型以及來自MATLAB的函數和信號處理工作箱來解釋基本概念。在講解理論後，這些問題作為例子進行講解，或是在書中，先解決問題，隨後講解理論。無論哪種方式，其重點在於學生們應該瞭解基本思想，將解決工作中的問題作為實現這一目標的手段。在章節末尾給齣的所有問題都是能夠通過文中知識來解決的。理解並解決問題的能力是重要的，並且解決問題之後，對理論的理解會更加深入和透徹。

內容簡介

本書介紹瞭數字信號處理與濾波器設計的基礎知識，涵蓋瞭信號的分類、時域分析、頻域分析、z變換、無限衝激響應濾波器、有限衝激響應濾波器、濾波器的實現、濾波器的量化分析、使用DSP芯片設計硬件、MATLAB基礎等內容。本書一個吸引人的特點是每個章節的習題都可以使用章節知識內容解決，讀者可以通過解答習題充分地理解課程覆蓋的知識，同時給讀者提供瞭大量的動手實踐參考，有些問題是先理論後例子求解，有些是先解習題後敘述理論，對讀者的雙嚮理解會很有幫助。

目錄

譯者序
原書前言
第１章　入門基礎１
　１.１　簡介１
　１.２　ＤＳＰ應用１
　１.３　離散時間信號２
　　１.３.１　離散時間信號的建模與性質７
　　１.３.２　單位脈衝函數８
　　１.３.３　常數序列９
　　１.３.４　單位階躍函數９
　　１.３.５　實指數函數１０
　　１.３.６　復指數函數１０
　　１.３.７　ｃｏｓ（ω０ｎ）的性質１２
　１.４　濾波器設計發展史１６
　１.５　模擬和數字信號處理１９
　　１.５.１　移動電話網絡的運營２１
　１.６　小結２３
　習題２４
　參考文獻２５
第２章　時域分析和ｚ變換２６
　２.１　綫性時不變係統２６
　　２.１.１　離散時間係統的模型２７
　　２.１.２　遞歸算法２９
　　２.１.３　捲積和３１
　２.２　ｚ變換理論３３
　　２.２.１　定義３３
　　２.２.２　零輸入和零狀態響應４０
　　２.２.３　係統的綫性４１
　　２.２.４　時不變係統４１
　２.３　使用ｚ變換求解差分方程４１
　　２.３.１　ｚ變換的更多應用４６
　　２.３.２　固有響應和強迫響應４７
　２.４　用經典方法求解差分方程４８
　　２.４.１　瞬態響應和穩態響應５２
　２.５　ｚ變換方法迴顧５３
　２.６　捲積迴顧５３
　２.７　模型轉換５８
　　２.７.１　模型産生迴顧５９
　２.８　穩定性６３
　　２.８.１　Ｊｕｒｙ－Ｍａｒｄｅｎ檢驗６４
　２.９　使用ＭＡＴＬＡＢ函數求解６７
　２.１０　小結７７
　習題７７
　參考文獻９１
第３章　頻域分析９３
　３.１　簡介９３
　３.２　采樣理論９３
　　３.２.１　帶通信號采樣９９
　３.３　ＤＴＦＴ和ＩＤＴＦＴ １０１
　　３.３.１　非因果輸入的時域分析１０４
　　３.３.２　時移特性１０６
　　３.３.３　頻移特性１０６
　　３.３.４　時域反轉特性１０６
　３.４　單位階躍序列的ＤＴＦＴ １１５
　　３.４.１　微分特性１１６
　　３.４.２　乘法特性１１９
　　３.４.３　共軛特性１２１
　　３.４.４　對稱特性１２２
　３.５　使用ＭＡＴＬＡＢ計算ＤＴＦＴ １２４
　３.６　ＤＴＦＳ和ＤＦＴ １３１
　　３.６.１　簡介１３１
　　３.６.２　離散時間傅裏葉級數１３１
　　３.６.３　離散傅裏葉變換１３５
　　３.６.４　由ＤＦＴ重構ＤＴＦＴ １３６
　　３.６.５　ＤＴＦＳ和ＤＦＴ的特性１３７
　３.７　快速傅裏葉變換１４６
　３.８　使用ＭＡＴＬＡＢ計算ＤＦＴ和ＩＤＦＴ １４７
　３.９　小結１５１
目　　錄Ⅸ
　習題１５２
　參考文獻１５７
第４章　無限衝激響應濾波器１５８
　４.１　簡介１５８
　４.２　模擬濾波器的幅度近似１６１
　　４.２.１　最大限度平坦和巴特沃斯近似１６２
　　４.２.２　巴特沃斯低通濾波器的設計理論１６６
　　４.２.３　切比雪夫Ⅰ型近似１７１
　　４.２.４　切比雪夫多項式的性質１７３
　　４.２.５　切比雪夫Ⅰ型低通濾波器的設計理論１７４
　　４.２.６　切比雪夫Ⅱ型近似１７７
　　４.２.７　切比雪夫Ⅱ型低通濾波器的設計１７８
　　４.２.８　橢圓函數近似１８０
　４.３　模擬頻率轉換１８１
　　４.３.１　高通濾波器１８１
　　４.３.２　帶通濾波器１８２
　　４.３.３　帶阻濾波器１８５
　４.４　數字濾波器１８６
　４.５　衝激不變變換１８７
　４.６　雙綫性變換１８８
　４.７　數字頻譜轉換１９３
　４.８　全通濾波器１９６
　４.９　使用ＭＡＴＬＡＢ設計ＩＩＲ濾波器１９７
　４.１０　ＹＵＬＥ－ＷＡＬＫＥＲ近似２０４
　４.１１　小結２０５
　習題２０５
　參考文獻２１２
第５章　有限衝激響應濾波器２１３
　５.１　簡介２１３
　　５.１.１　符號２１４
　５.２　綫性相位濾波器２１５
　　５.２.１　綫性相位ＦＩＲ濾波器的特性２１９
　５.３　窗改進傅裏葉級數法２２３
　　５.３.１　吉布斯現象２２５
　　５.３.２　窗口函數的使用２２６
　　５.３.３　ＦＩＲ濾波器設計過程２２９
Ⅹ 數字信號處理與濾波器設計
　５.４　使用ＭＡＴＬＡＢ設計加窗ＦＩＲ濾波器２３３
　　５.４.１　濾波器階數估計２３３
　　５.４.２　ＦＩＲ濾波器設計２３５
　５.５　等波紋綫性相位ＦＩＲ濾波器２４０
　５.６　使用ＭＡＴＬＡＢ設計等波紋ＦＩＲ濾波器２４４
　　５.６.１　使用ＭＡＴＬＡＢ程序設計等波紋ＦＩＲ濾波器２４５
　５.７　頻率采樣法２４８
　５.８　小結２５１
　習題２５３
　參考文獻２５９
第６章　濾波器實現２６０
　６.１　簡介２６０
　６.２　ＦＩＲ濾波器的實現２６１
　　６.２.１　ＦＩＲ濾波器網格結構２６５
　　６.２.２　綫性相位ＦＩＲ濾波器實現２６６
　６.３　ＩＩＲ濾波器實現２６８
　６.４　並行全通濾波器２７５
　　６.４.１　設計過程２７９
　　６.４.２　網格－梯型實現２８０
　６.５　使用ＭＡＴＬＡＢ實現ＦＩＲ

前言/序言

本前言為教師以及初學者所作，原因如下：我一直教授本科和研究生二年級的數字信號處理課程長達２５年，包括其應用和數字濾波器設計課程。在最近的幾年來，我不止一次從本科學生中聽到有人抱怨，在本課程規定的章節中沒有足夠多的能夠理解透徹的數學推導。但是，有些數字信號處理方麵的教材比前幾年齣版的圖書有更多的數學推導。然而，這些書籍是為已經入門和研究生層麵的學生撰寫的，因此初學者會發現這些書中有太多的數學理論，同時他們也對章節末尾中更復雜的問題感到頭疼。我一直沒有找到一本適閤初學者的數字信號處理教材，所以我便以學生為導嚮，基於我多年的教學經驗，寫瞭一本關於數字信號處理及濾波器設計的書以供大傢參考。
網絡分析是一本由我的博士論文導師Ｍ�保弄保鄭幔睿鄭幔歟耄澹睿猓酰潁緔醋韉謀究平炭剖椋ㄓ塚保梗叮茨曖桑校潁澹睿簦椋悖澹�Ｈａｌｌ齣版社齣版），這本書已經成為一本舉世聞名的經典著作，不僅是因為它在擁有嚴謹和美好的數學理論的網絡分析方麵上囊括瞭豐富的專題，還因為當學生學習網絡分析時，它能夠幫助學生以最簡單的形式理解基本概念。在我寫這本書的同時，該書始終深深影響著我。但是我也不得不時常提醒自己時代在發生變化；網絡分析這門課程與數字信號處理的問題也是不一樣的。本書不包含上述高級研究生教科書中的許多課題，但這本書的主要特點之一是在每一個章節中，它運用瞭大量的數學模型以及來自ＭＡＴＬＡＢ�L （ＭＡＴＬＡＢ是ＭａｔｈＷｏｒｋ公司的注冊商標）的函數和信號處理工作箱，來解釋基本概念。在講解理論後，這些問題作為例子進行講解，或是在書中，先解決問題，隨後講解理論。無論哪種方式，方法的重點在於學生們應該瞭解基本思想，將工作中的問題作為實現這一目標的手段。在某些情況下，說明的方式並非十分正式。學生將會發現說明會從“注解……” “迴憶……” 或者“指齣……” 等開始；它們意味著強調重要的概念和那些句子所錶達的結論。許多重要的結果在文中被提及不止一次，或者被總結為瞭強調它們的意義。
本書的另一特點是在章節末尾給齣的所有難題都是能夠通過文中知識來解決的。因此當他們成功解決難題時，那些本科生將會因他們理解瞭涉及課程的原理而感到自信。鑒於此，作者主張要用以學生為中心的方法編寫這本書。但是，本科學生應該明白，理解解決問題的能力是重要的，並且理解問題之後的理論是更加重要的。
以下段落是寫給那些教授數字信號處理課程的大學講師的。前７章明確涉及瞭以下專題：①入門基礎，②時域分析和ｚ變換，③頻域分析，④無限衝激響應濾波器，⑤有限衝激響應濾波器，⑥濾波器的實現，⑦濾波器的量化分析；第８章討論瞭硬件設計；第９章介紹瞭ＭＡＴＬＡＢ軟件。本書的重點是數字信號處理的基本概念。
大多數的研究生教科書用大量的細節解釋有限字長原理，但研究生們在分析關於有限字長下的濾波器頻率響應，或者設計在給定字長和量化形式下滿足一係列的頻率響應要求的濾波器時感到無助。在第７章，我們討論使用ＭＡＴＬＡＢ工具，即為人們所熟知的“ＦＤＡ工具”，用來徹底地研究有限字長和不同量化的幅值。這是本書的另一個引人注意的特徵，並且這是其他同類書籍所不具備的特徵。
當研究生們已經學習瞭數字信號處理這門課程，或加入設計用於商業用途的ＤＳＰ芯片的數字信號係統時，他們幾乎沒有任何關於他們所學內容的指導。第８章中的額外內容，那將會是引導學生們學習來實現他們專業發展成功的重要內容。這是用來指引他們未來正確方嚮、簡潔但又重要的材料。盡管有很多關於使用ＤＳＰ芯片的數字係統的硬件實現的書籍，但在ＤＳＰ上編寫的指導書幾乎不提供任何關於這個問題的指導。僅有少數學校提供關於使用ＤＳＰ芯片構成的數字係統的設計與測試的實驗課程。在其標題中包含“數字信號處理” 的任何其他教科書中，也沒有發現含有本書第８章中的類似內容。然而，第８章不僅包含詳盡的硬件實現，還可以作為一個讓在行業裏開始自己生涯的研究生們不得不去學習的入門教材。
第１章是緻力於描述離散時間信號。它描述瞭數字信號處理的應用軟件和定義，定義瞭幾個描述離散時間信號的方法。一些離散時間信號和服從數字信號處理特性的例子都緊隨著它們的特性。特彆指齣，本書給齣瞭復指數的內容和數字濾波器的設計。本章還討論瞭數字信號處理相較於連續時域信號處理的優點。
第２章著重於離散時域係統。本章詳細討論瞭對離散時間信號進行激勵的幾種建模方法和４種獲取離散時間係統響應的方法。用來描述時域下的總體響應有這４種模型：①循環法則，②捲積和，③古典方法，④ｚ變換原理。ｚ變換理論的用途是將從細節方麵和數學舉例以及ＭＡＴＬＡＢ功能的例證等方麵詳細地推導齣零狀態響應、零輸入響應、自然響應和應激響應、暫態和穩定響應。在這一章裏我們將學習離散時間係統特性、階躍脈衝響應和變換函數、穩態理論和Ｊｕｒｙ－Ｍａｒｄｅｎ測試。本書相較於其他教科書，詳細介紹瞭離散時間係統的時域分析。
第３章側重於頻域分析。采樣定理的推導之後是離散時間傅裏葉變換
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