高职高专电子信息类系列教材：数字信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谢德芳 编

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 高职高专
• 电子信息
• 通信工程
• 电路分析
• MATLAB
• 算法
• 高等教育
• 工程技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030150530

版次：1

商品编码：10951547

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-07-01

页数：260

正文语种：中文

内容简介

《高职高专电子信息类系列教材：数字信号处理》以数字信号处理的基础知识和基本理论为主线，同时引入了计算功能强大的MATLAB软件，通过理论与现代技术的结合，将数字信号处理的知识点叙述得更加通俗易懂。《高职高专电子信息类系列教材：数字信号处理》内容包括时域离散信号和系统基础、Z变换、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、数字滤波器的基本概念与结构、自适应滤波、数字信号处理的软件实现和硬件实现、数字信号处理实验。绝大多数章节附有习题，供读者练习使用。《高职高专电子信息类系列教材：数字信号处理》适合作为通信、电子信息、自动化控制、计算机等专业的高职高专学生的必修或选修课教材，也可以作为相关人员的参考书。

目录

第1章 时域离散信号和系统基础
1.1 时域离散信号——序列
1.2 时域离散信系统
1.3 离散时间系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程
1.4 离散卷积
习题

第2章 Z变换
2.1 Z变换的定义
2.2 Z变换的收敛域
2.3 Z反变换
2.4 Z变换的性质
2.5 差分方程的Z域解法
2.6 离散系统的系统函数
习题

第3章 离散傅里叶变换
3.1 离散傅里叶级数
3.2 周期卷积
3.3 离散傅里叶变换概述
3.4 离散傅里叶变换的性质
3.5 离散傅里叶变换与其他变换的关系
3.6 抽样定理
3.7 离散傅里叶变换的应用举例
习题

第4章 快速傅里叶变换
4.1 概述
4.2 基2时域抽样快速傅里叶变换算法
4.3 基2频域抽样快速傅里叶变换算法
4.4 进一步减少运算量的措施
4.5 任意基的快速傅里叶变换
4.6 快速傅里叶逆变换
习题

第5章 数字滤波器的基本概念与结构
5.1 数字滤波器的基本概念
5.2 数字滤波器结构的表示方法
5.3 无限长单位脉冲响应数字滤波器的基本结构
5.4 FIR数字滤波器的基本结构
习题

第6章 IIR数字滤波器设计
6.1 数字滤波器的基本设计思想和步骤
6.2 模拟滤波器设计
6.3 用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器
6.4 脉冲响应不变法数字滤波器设计实例
6.5 双线性变换法
6.6 双线性变换法数字滤波器设计实例
6.7 频带变换
6.8 IIR数字滤波器的计算机优化设计
习题

第7章 FIR数字滤波器设计
7.1 线性相移FIR滤波器的性质
7.2 FIR滤波器的窗函数设计法
7.3 FIR滤波器的频率采样设计法
7.4 IIR和FIR数字滤波器的比较
习题

第8章 有限字长效应
8.1 A/D变换的量化效应
8.2 数字滤波器的系统量化效应
8.3 数字滤波器字点制运算中的有限字长效应
8.4 数字滤波器浮点制运算中的有限字长效应
8.5 快速傅里叶变换运算中的有限字长效应
习题

第9章 自适应滤波
9.1 概述
9.2 自适应线性组合电路
9.3 搜索性能曲面
9.4 LMS算法
习题

第10章 数字信号处理的MATLAB实现
10.1 MATLAB语言概述
10.2 MATLAB语言基础
10.3 系统的工作环境及应用

第11章 数字信号处理的硬件开发
11.1 数字信号处理器概述
11.2 TMS320系列器件的结构特点及简介
11.3 DSP系统的设计过程
11.4 DSP系统的开发工具

第12章 数字信号处理实验
12.1 离散信号时域分析
12.2 离散系统Z域分析
12.3 离散傅里叶变换
12.4 快速傅里叶变换
12.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
12.6 用窗函数设计FIR滤波器
12.7 用频率采样法设计FIR滤波器
12.8用LMS算法的单频干扰滤除

附录A 模拟滤波器设计参数
附录B 信号处理工具箱函数集
参考文献

前言/序言

　　数字信号处理是21世纪对科学和工程发展具有深远意义的一门技术。数字信号处理技术融入通信技术和计算机技术，使通信技术与计算机技术发生了革命性的变化。它所带来的革命性变化涉及到许多领域，如通信、医学图像处理、雷达和声纳、高保真音乐处理、石油勘探等。本书以通信领域的相关数字信号处理技术的基础理论及其相关的软、硬件实现为主要内容，为读者今后的学习打下基础。
　　本书的内容分成三部分。第一部分包括第1－4章，是数字信号处理的基础理论部分。第1章描述了时域离散信号的表示法和典型的序列信号及其运算，线性时不变系统的因果性和稳定性，以及离散时间系统的输入、输出描述法——线性常系数差分方程；第2、3章介绍了两个重要的数学变换工具：Z变换和离散傅里叶变换；第4章介绍快速傅里叶变换，它是离散傅里叶变换的一种快速算法。第二部分包括第5－7章，主要介绍了数字滤波器的基本理论和设计方法，包括IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。第三部分包括第8－12章，主要介绍数字信号处理的技术实现，包括软、硬件实现方法，实现中的量化误差，以及本书中的上机实验。上机实验部分可以按照实验内容适当分配到各章中进行。
　　本书的先修课程是“信号与系统”、“工程数学”等，书中有些内容，如差分方程、Z变换、留数等，可以根据学生已有的基础，进行适当地调整。
　　本书条理清楚：讲述深入浅出、语言简单易懂，便于教师教学和学生自学。全书内容不仅包含了必要的通信领域数字信号处理的基础内容，还加强了实践环节，针对学生将来在实际工作中可能用到的软、硬件方面的知识做了详尽介绍。
　　本书可作为通信、电子信息、自动化控制、计算机等专业的高职高专学生的必修课或选修课教材。对于两年制大专，本书的参考学时是48小时；对于三年制大专，本书的参考学时是60小时。如学时数不够，建议只学习前7章，且前7章中的前3章是必学内容，其他各章节，如加星号的章节，可作为选修内容或学生自学内容。
　　本书由谢德芳教授任主编。书中具体的编写分工如下：孙晓艳编写了本书的第1－4章，谢德芳编写第5章和第6章，翁木云编写了第8章和第10章，第7、9、11章由褚振勇编写；第12章实验内容由所对应章节的编者完成。
　　在本书的编写过程中，林永照为本书提出了许多宝贵的意见，在此表示诚挚的感谢。
　　由于编者水平有限，加上编写时间紧迫，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。
　　编 者

数字信号处理（高职高专电子信息类系列教材） 本书内容概述 本书是高职高专电子信息类系列教材中的一本，系统地介绍了数字信号处理的基本原理、核心算法和典型应用。旨在为电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业的高职高专学生提供扎实的理论基础和实践技能，使其能够理解和掌握现代电子信息系统中普遍应用的信号处理技术。 第一部分：数字信号处理基础 本部分为本书的理论基石，详细阐述了数字信号处理的根本概念和数学工具。 绪论： 介绍数字信号处理（DSP）的定义、重要性及其在现代科技中的广泛应用，例如音频处理、图像识别、通信系统、生物医学工程等。对比模拟信号处理与数字信号处理的优缺点，强调数字信号处理在精度、灵活性、可实现性上的优势。简述本书的组织结构和学习目标。 离散时间信号与系统： 离散时间信号： 深入讲解离散时间信号的表示方法（如序列、抽样信号），包括基本信号（单位阶跃信号、单位冲激信号、指数信号、正弦信号）的性质和运算。介绍周期信号、偶信号、奇信号等分类及其重要性。 离散时间系统： 定义和描述离散时间系统的基本要素，包括输入、输出和系统特性。重点介绍线性时不变（LTI）系统，这是数字信号处理的核心模型。讲解LTI系统的特性：叠加性、移不变性。 系统函数与零极点： 引入Z变换的概念，它是分析离散时间信号和LTI系统的强大工具。详细讲解Z变换的定义、性质（如线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质等）以及收敛域（ROC）的重要性。通过Z变换，我们可以将复杂的时域运算转化为代数运算。 差分方程描述： 介绍如何使用差分方程来表示离散时间LTI系统。讲解常系数线性差分方程的解法，包括齐次解和特解，以及初始条件在系统响应中的作用。 频率响应： 探讨LTI系统在正弦信号作用下的响应，即频率响应。定义频率响应为系统函数H(ejω)的幅度和相位特性。通过频率响应，可以分析系统对不同频率分量的放大或衰减程度。 傅里叶变换与离散傅里叶变换（DFT）： 连续时间傅里叶变换（CTFT）： 回顾连续时间傅里叶变换，它是将连续时间信号分解为无穷多个正弦和余弦分量的工具，揭示信号的频谱特性。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 讲解DTFT，它用于分析离散时间信号的频谱。与CTFT不同，DTFT的频谱是周期性的。 离散傅里叶变换（DFT）： 引入DFT，它是DTFT在有限长序列上的离散化表示。DFT是数字信号处理中进行频谱分析最直接的工具，将无限信号的频谱离散化为有限个点。详细讲解DFT的定义、性质（如周期性、对称性、线性性、时移性、卷积性质等）以及其与DTFT的关系。 快速傅里叶变换（FFT）： 强调DFT在计算上的复杂性（O(N^2)）。介绍FFT算法，它是一种高效计算DFT的方法（O(N log N)），极大地加速了频谱分析的实现。重点讲解Cooley-Tukey算法（按时间抽取和按频率抽取）。 第二部分：数字滤波器设计 本部分将理论知识应用于实际，讲解如何设计用于信号滤波的数字滤波器。 数字滤波器的基本概念： 介绍滤波器的作用，即选择或抑制特定频率范围的信号分量。分类介绍数字滤波器：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 有限冲激响应（FIR）滤波器： FIR滤波器结构： 讲解FIR滤波器的基本结构，主要包括直接型、级联型和并行型。 FIR滤波器设计方法： 窗函数法： 介绍利用窗函数截断理想滤波器的冲激响应来设计FIR滤波器。详细讲解常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，分析不同窗函数的优缺点及其对滤波器性能的影响（如阻带衰减、过渡带宽度）。 频率采样法： 介绍根据滤波器在特定频率点的幅度和相位响应来设计FIR滤波器。 最优设计法（Parks-McClellan算法）： 介绍一种能够设计出最佳逼近理想滤波器的FIR滤波器的方法，可以优化幅度响应，实现等波纹特性。 无限冲激响应（IIR）滤波器： IIR滤波器结构： 讲解IIR滤波器的基本结构，如直接型I、直接型II、级联型和并联型。 IIR滤波器设计方法： 模拟滤波器设计： 介绍将设计好的模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）通过脉冲响应不变法、双线性变换法等双线性变换方法转换为数字滤波器。 冲激响应不变法： 分析其优点和局限性（可能导致频率畸变）。 双线性变换法： 详细讲解双线性变换，它能够将整个s平面映射到z平面，避免频率畸变，并保证稳定性。 逆Z变换法： 讲解如何通过理想滤波器的频率响应进行逆Z变换来获得数字滤波器。 滤波器性能指标： 详细阐述滤波器设计中需要关注的关键性能指标，包括通带、阻带、过渡带、通带纹波、阻带衰减、相位失真、群延迟等，并解释这些指标如何影响滤波器在实际应用中的效果。 第三部分：数字信号处理的典型应用 本部分将理论知识与实际应用相结合，展示数字信号处理在各领域的实际价值。 抽样与量化： 抽样定理（Nyquist-Shannon抽样定理）： 详细解释抽样定理，即要无失真地恢复原始连续信号，抽样频率必须大于信号最高频率的两倍。介绍欠抽样、过抽样及其影响。 量化： 讲解模拟信号转换为数字信号的另一个关键步骤——量化。介绍均匀量化和非均匀量化（如A律、μ律），以及量化误差的产生和影响。 抗混叠滤波器： 解释在抽样前使用抗混叠滤波器（低通滤波器）的重要性，以去除高于奈奎斯特频率的分量，避免混叠现象。 多速率信号处理： 降采样（Decimation）： 介绍降采样操作，即以较低的频率对信号进行抽样，降低数据率。讲解降采样滤波器（抗混叠滤波器）在降采样过程中的必要性。 升采样（Interpolation）： 介绍升采样操作，即增加信号的抽样点数，提高数据率。讲解升采样滤波器（插值滤波器）在升采样过程中的作用。 多速率信号处理的应用： 阐述多速率信号处理在通信系统（如数据率匹配）、图像处理（如分辨率转换）等方面的应用。 谱分析： 周期图法： 介绍一种简单的谱估计方法，通过计算DFT的幅值平方来估计信号的功率谱密度。分析其优点和缺点（方差大）。 Welch法： 介绍一种改进的谱估计方法，通过将信号分段、加窗、计算平均周期图来降低方差，提高谱估计的平滑性。 现代谱估计算法简介： 简要介绍更高级的谱估计算法，如AR模型、MA模型、ARMA模型等，用于更精确地估计信号的功率谱。 自适应信号处理： 自适应滤波器概念： 介绍自适应滤波器，它能够根据输入信号的统计特性自动调整滤波器系数，以达到某种性能指标（如最小均方误差）。 LMS算法： 详细讲解最小均方（LMS）算法，这是最常用的自适应滤波器算法之一。分析其工作原理、收敛性能和优点。 自适应滤波器的应用： 举例说明自适应滤波器的应用，如噪声消除、回声消除、均衡器等。 小波变换简介： 简要介绍小波变换作为一种新的信号分析工具，它能够同时在时间和频率域提供良好的分辨率，适用于分析非平稳信号。 本书特色 体系结构清晰： 本书内容由浅入深，从基础概念到高级应用，逻辑清晰，便于学生循序渐进地学习。 理论与实践结合： 在讲解理论知识的同时，穿插了大量的算例和图示，帮助学生更好地理解抽象的数学概念。 面向高职高专教学： 语言通俗易懂，避免了过于深奥的数学推导，更侧重于概念的理解和方法的掌握，符合高职高专学生的认知特点。 紧密结合应用： 选取了数字信号处理在通信、语音、图像等领域的典型应用，让学生体会到所学知识的实际价值。 配套资源丰富（可选）： （此处可根据实际情况添加，例如：本书配套有PPT课件、习题解答、仿真实验指导等，方便教师教学和学生自学。） 学习建议 建议学习者在掌握基础数学知识（如微积分、线性代数）后，再开始学习本书。在学习过程中，鼓励学生多动手进行数学推导和编程实践（例如使用MATLAB、Python等工具），通过仿真实验来加深对理论知识的理解，培养解决实际问题的能力。 适用对象 高等职业技术学院、高等专科学校电子信息类、通信类、自动化类及相关专业的学生。 总结 《高职高专电子信息类系列教材：数字信号处理》是一本系统、实用、易懂的数字信号处理教材，能够帮助学生建立扎实的理论基础，掌握核心的算法和技术，为他们未来在电子信息领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的高职生，在学习过程中，我最看重的是教材的实用性和工程应用性。这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅讲解理论，更重要的是将理论与实际工程紧密结合。例如，在讲解ADC和DAC的原理时，它并没有止步于理论公式，而是详细介绍了它们在实际系统中的应用，以及可能遇到的问题和解决方案，比如量化噪声、非线性等。书中还提供了大量的代码示例，这些代码都是可以直接在实际项目中使用的，比如实现简单的音频采集和播放、进行数据滤波等。我尝试着跟着书中的代码进行实践，发现这些代码不仅运行良好，而且能够帮助我快速理解相关的算法和技术。这对于我们这些未来的工程师来说，是非常宝贵的财富。这本书让我感觉，我学到的不仅仅是书本上的知识，更是能够应用到实际工作中的技能。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样已经有一定基础，希望深入理解数字信号处理核心概念的读者来说，这本书绝对是一个宝藏。它没有停留在基础的介绍，而是花了大量篇幅去探讨算法的原理和实现细节。我特别喜欢它关于滤波器设计那一章节，不仅仅是罗列了各种滤波器（巴特沃斯、切比雪夫等），更重要的是详细讲解了它们的设计思路、优缺点以及在不同场景下的适用性。书中提供的推导过程非常严谨，每一步都清晰可见，这让我能够真正理解为什么滤波器会是这个样子，而不是死记硬背。我还注意到，书中还引入了一些高级的主题，比如自适应滤波和谱估计，虽然这些内容比较深入，但作者的讲解方式依然保持了清晰的逻辑，并没有让人感到 overwhelming。我尝试着跟着书中的例子，用MATLAB进行仿真，结果非常令人满意，这不仅加深了我对理论的理解，也提升了我实际动手解决问题的能力。这本书的深度和广度都相当不错，对于想在数字信号处理领域更进一步的同学来说，绝对是值得反复研读的。

评分☆☆☆☆☆

收到！下面是五段不同风格、不同侧重点的图书评价，均以读者口吻写就，且不包含书名内容。 这本《数字信号处理》教材，简直是为我们这些初学者量身定做的！我一直对信号处理这个领域感到好奇，但又怕复杂的数学公式会把我难倒。这本书开篇就用非常生动形象的比喻，把傅里叶变换、拉普拉斯变换这些看似高深的理论解释得通俗易懂。比如，它把信号比作一段音乐，把傅里叶变换比作分析这段音乐的各种音符和它们各自的音量，瞬间就觉得那些公式不再是遥不可及的数学符号，而是揭示信号内在规律的工具。书中大量的图示和流程图也帮了我大忙，每次遇到概念不清的地方，翻到相应的图，都能豁然开朗。而且，它还提供了很多结合实际应用的案例，比如音频降噪、图像边缘检测，这些都是我们在生活中经常接触到的，让我觉得学习的知识非常有价值，不是纸上谈兵。老师在课堂上讲授的时候，我常常对照书本上的讲解，感觉一下子就跟上了节奏。以前总觉得数字信号处理离自己很遥远，现在看来，它就在我们身边，这本书让我看到了其中的奥妙。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到这本书的时候，对它的期待值并没有很高，毕竟电子信息类的教材很多都比较枯燥。但是，这本书真的给了我惊喜！它的排版设计非常清晰，重点内容用加粗、斜体或者不同颜色标注，非常方便阅读。而且，每一章的结尾都有小结和思考题，这些题目很有代表性，能够帮助我巩固所学知识，并且引导我思考更深层次的问题。我尤其欣赏的是，书中在介绍一些抽象概念的时候，会结合生活中的例子，比如用洗衣机脱水来解释采样定理，用照相机对焦来解释滤波器的作用，这些类比非常巧妙，一下子就点亮了我对这些概念的理解。此外，书中的语言也比较朴实，没有太多华丽的辞藻，但足够准确和专业，这让我觉得在阅读过程中不会被陌生的专业术语所困扰。总的来说，这是一本既有深度又不失趣味性的教材，非常适合我们这样的学生。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式非常独特，它更像是一位经验丰富的老师在循循善诱地引导学生。我特别喜欢它在介绍一些复杂的算法时，采用的是一种“由浅入深，由易到难”的讲解策略。首先会给出一个简化的模型或者一个直观的理解，然后逐步引入更精确的数学描述和更复杂的细节。这种方式大大降低了学习的门槛，让我不会因为一开始接触到复杂的公式而产生畏难情绪。书中在讲解一些关键性的定理和概念时，都会提供详细的证明过程，并且对证明过程中的关键步骤进行解释，这对于想要深入理解数学原理的读者来说非常有帮助。同时，书中还穿插了一些历史背景介绍和发展趋势的探讨，这让我对数字信号处理这个领域有了更宏观的认识，了解了它的发展脉络和未来的方向。总体而言，这本书不仅是一本教材，更是一本能够激发学习兴趣、培养独立思考能力的优秀读物。