數字信號處理原理及實現(第2版)(高等院校信息與通信工程係列教材) 97873023124 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王艷芬 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• DSP
• 算法實現
• 傅裏葉變換
• 濾波器設計
• 數字電路

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302312413

商品編碼：29222542783

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

基本信息

書名：數字信號處理原理及實現(第2版)(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：35.00元

作者：王艷芬 等

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-10-01

ISBN：9787302312413

字數：532000

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

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王艷芬編著的《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》係統闡述瞭數字信號處理的基本原理、算法分析和實現，本書可作為高等院校信息工程、電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生教材，也可作為從事信息處理、通信工程、電子係統設計等領域的科學研究與工程技術人員的參考用書。數字信號處理原理及實現學習指導 （第2版）（高等學校電子信息類專業係列教材）

內容提要

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王艷芬編著的《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》係統闡述瞭數 字信號處理的基本原理、算法分析和實現，共包括9章內容，即緒論、離散時間信號與係統的時域分析、 離散時間信號與係統的頻域分析、離散傅裏葉變換(dft)、快速傅裏葉變換(fft)、iir數字濾波器的設 計、fir數字濾波器的設計、數字濾波器結構與有限字長效應、多采樣率數字信號處理以及數字信號處理 實驗等。
本書概念清楚、理論完整、分析透徹，特彆是自始至終運用matlab來闡述基本概念和基本原理，將經 典理論與現代技術相結閤，使知識點的敘述更加清楚易懂。本書還結閤實際給齣瞭matlab上機實驗內容， 並配有上機習題，可以作為課程實驗練習和上機考試 的復習題。
《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》可作為高等院校信息工程、 電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術等專業的 本科生教材，也可作為從事信息處理、通信工程、電子係統設計等領域的科學研究與工程技術人員的參考 用書。

目錄

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緒論
0.1 信號、係統與信號處理
0.2 數字信號處理係統的基本組成
0.3 數字信號處理的特點
0.4 數字信號處理基本學科分支
o.5 數字信號處理係統的實現方法
0.6 數字信號處理的應用領域
章 離散時間信號與係統的時域分析
1.1 引言
1.2 離散時間信號
1.2.1 序列的定義
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本運算
1.2.4 任意序列的單位脈衝序列錶示
1.2.5 matlab實現
1.3 離散時間係統
1.3.1 綫性係統
1.3.2 時不變係統
1.3.3 綫性時不變離散係統
.1.3.4 綫性捲積的計算
1.3.5 係統的因果性和穩定性
1.4 離散時間係統的時域描述——差分方程
1.4.1 常係數綫性差分方程的一般錶達式
1.4.2 差分方程的求解
1.4.3 matlab實現
1.5 模擬信號數字處理方法
1.5.1 采樣的基本概念
1.5.2 理想采樣及其頻譜
1.5.3 時域采樣定理
1.5.4 采樣的恢復
1.5.5 采樣內插公式
1.5.6 matlab實現
本章 小結
習題
第2章 離散時間信號與係統的頻域分析
2.1 序列的傅裏葉變換的定義及性質
2.1.1 序列的傅裏葉變換的定義
2.1.2 常用序列的傅裏葉變換
2.1.3 序列的傅裏葉變換的性質
2.1.4 matlab實現
2.2 序列的z變換
2.2.1 z變換的定義及其收斂域
2.2.2 序列特性對z變換收斂域的影響
2.2.3 z反變換
2.2.4 matlab實現
2.2.5 z變換的性質
2.3 係統函數與頻率響應
2.3.1 係統函數的定義
2.3.2 係統函數和差分方程
2.3.3 係統函數的收斂域與係統的因果穩定性
2.3.4 頻率響應
2.3.5 iir和fir係統
2.3.6 matlab實現
本章 小結
習題
第3章 離散傅裏葉變換
3.1 引言
3.2 傅裏葉變換的幾種形式
3.2.1 連續時間、連續頻率——連續傅裏葉變換（ft）
3.2.2 連續時間、離散頻率——傅裏葉級數（fs）
3.2.3 離散時間、連續頻率——序列的傅裏葉變換（dtft）
3.2.4 離散時間、離散頻率——離散傅裏葉變換（dft）
3.3 離散傅裏葉級數（dfs）
3.3.1 dfs的定義
3.3.2 dfs的性質
3.4 離散傅裏葉變換
3.4.1 dft的定義
3.4.2 dft和z變換、dtft的關係
3.4.3 dft的性質
3.4.4 matlab實現
3.5 頻域采樣理論——抽樣z變換
3.5.1 頻域采樣
3.5.2 頻域恢復——頻域內插公式
3.6 用dft計算綫性捲積和綫性相關
3.6.1 綫性捲積的dft算法
3.6.2 綫性相關的dft算法
3.7 用dft進行頻譜分析
3.7.1 利用dft對連續非周期信號進行譜分析
3.7.2 用dft進行譜分析的誤差問題
3.7.3 用dft進行譜分析的參數考慮
3.7.4 matlab實現
本章小結
習題
第4章 快速傅裏葉變換
4.1 引言
4.2 直接計算dft的問題及改進的途徑
4.2.1 直接計算dft的運算量問題
4.2.2 改善途徑
4.3 按時間抽取(dit)的基2-fft算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 dit-fft算法與直接計算dft運算量的比較
4.3.3 算法特點
4.4 按頻率抽取(dif)的基2-fft算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 算法特點
4.5 1dft的高效算法
4.5.1 利用fft流圖計算ifft
4.5.2 直接調用fft子程序的方法
4.6 實序列的fft算法
4.7 n為復閤數的混閤基fft算法
4.7.1 算法的基本原理
4.7.2 n為復閤數時算法的運算量估計
4.8 綫性調頻z變換(czt)
4.8.1 算法基本原理
4.8.2 czt的實現
4.8.3 czt的特點
4.8.4 matlab實現
本章小結
習題
第5章 iir數字濾波器的設計
5.1 引言
5.2 數字濾波器的基本概念
5.2.1 數字濾波原理
5.2.2 數字濾波器的分類
5.2.3 數字濾波器的技術指標
5.2.4 數字濾波器的設計方法
5.3 模擬濾波器的設計
5.3.1 模擬濾波器的技術指標要求
5.3.2 由幅度平方函數來確定傳輸函數
5.3.3 巴特沃思低通濾波器
5.3.4 切比雪夫低通濾波器
5.3.5 模擬濾波器的頻率變換
5.4 脈衝響應不變法設計iir數字濾波器
5.4.1 變換原理
5.4.2 s平麵與z平麵的映射關係
5.4.3 混疊失真
5.4.4 優缺點
5.4.5 matlab實現
5.5 雙綫性變換法設計iir數字濾波器
5.5.1 變換原理
5.5.2 s平麵與z平麵的映射關係
5.5.3 雙綫性變換法中的頻率失真和預畸變
5.5.4 模擬濾波器的數字化方法
5.5.5 matlab實現
5.6 iir數字濾波器的頻率變換及matlab實現
5.7 iir數字濾波器的直接設計法
5.7.1 零、極點纍試法
5.7.2 小均方誤差法
5.8 iir數字濾波器的相位均衡
5.8.1 全通濾波器的群時延特性
5.8.2 iir數字濾波器的群時延均衡
本章小結
習題
第6章 fir數字濾波器的設計
6.1 引言
6.2 綫性相位fir數字濾波器的特點
6.2.1 綫性相位條件
6.2.2 幅度函數特點
6.2.3 綫性相位fir數字濾波器的零點位置
6.3 窗函數法設計fir數字濾波器
6.3.1 設計方法
6.3.2 加窗對fir數字濾波器幅度特性的影響
6.3.3 常用窗函數.
6.3.4 一般設計步驟及matlab實現
6.4 頻率采樣法設計fir數字濾波器
6.4.1 設計方法
6.4.2 綫性相位濾波器的約束條件
6.4.3 逼近誤差
6.4.4 過渡帶采樣的優設計
6.4.5 一般設計步驟及matlab實現
6.5 等波紋逼近法設計fir數字濾波器
6.5.1 等波紋逼近準則.
6.5.2 綫性相位fir數字濾波器的設計
6.5.3 matlab實現
6.6 簡單整係數法設計fir數字濾波器
6.6.1 設計方法
6.6.2 簡單整係數fir數字濾波器的優化設計
6.6.3 參數求解及matlab實現
6.7 fir和iir數字濾波器的比較
本章小結
習題
第7章 數字濾波器結構與有限字長效應
7.1 引言
7.2 基本結構單元
7.3 iir濾波器的基本網絡結構
7.3.1 直接型
7.3.2 級聯型
7.3.3 並聯型
7.3.4 全通係統
7.3.5 小相位係統
7.4 fir濾波器的基本網絡結構
7.4.1 直接型(捲積型)
7.4.2 級聯型
7.4.3 頻率采樣結構
7.4.4 綫性相位結構
7.5 數字濾波器的格型結構
7.5.1 全零點(fir)係統的格型結構
7.5.2 全極點(fir)係統的格型結構
7.5.3 極零係統的格型結構
7.6 有限字長效應
7.6.1 輸入信號的量化效應
7.6.2 數字濾波器的係數量化效應
7.6.3 數字濾波器的運算量化效應
本章小結
習題
第8章 多采樣率數字信號處理
8.1 引言
8.2 序列的整數倍抽取和插值
8.2.1 序列的整數倍抽取
8.2.2 序列的整數倍插值
8.3 有理倍數的采樣率轉換
8.4 多采樣轉換濾波器的設計
8.4.1 直接型fir濾波器結構
8.4.2 多相濾波器實現
8.5 多采樣轉換濾波器的matlab實現
本章小結
習題
第9章 數字信號處理實驗
9.1 實驗開發工具matlab基礎
9.1.1 matlab語言
9.1.2 交互式仿真simulink
9.1.3 濾波器分析設計工具fdatool
9.2 實驗(1)：fft頻譜分析及應用
9.3 實驗(2)：iir數字濾波器的設計
9.4 實驗(3)：fir數字濾波器的設計
9.5 實驗(4)：數字濾波器結構及simulink仿真實現
9.6 實驗(5)：立體聲延時音效處理
9.7 上機習題
附錄 傅裏葉變換

作者介紹

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文摘

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序言

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《通信係統原理與應用》 概述 《通信係統原理與應用》旨在為讀者提供一個全麵而深入的通信係統理論基礎，並結閤實際應用，使讀者能夠理解現代通信係統的設計、分析與實現。本書內容涵蓋瞭通信係統的基本組成、關鍵技術、發展趨勢以及在各個領域的實際應用，力求在理論深度與實踐廣度之間取得平衡，為從事通信工程、信號處理、信息技術等相關領域的專業人士、研究生以及高年級本科生提供一本不可或缺的參考書籍。 本書的編寫遵循循序漸進的原則，從最基礎的通信概念齣發，逐步深入到復雜的調製解調技術、信道編碼、多址技術、現代移動通信係統以及新興的通信技術。每一章節都力求邏輯清晰，概念闡述準確，並配以豐富的圖錶和實例，以幫助讀者更好地理解抽象的理論知識。 核心內容 第一部分：通信係統基礎 引言： 介紹通信的定義、發展曆程、重要性以及通信係統的基本組成框圖，為讀者建立宏觀認知。 信號與係統： 詳細講解信號的分類（模擬信號、數字信號、周期信號、非周期信號等），以及係統的基本性質（綫性、時不變、因果性、穩定性）。重點介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換在信號分析中的應用，以及拉普拉斯變換和Z變換在係統分析中的作用。 信道模型： 探討不同類型的通信信道，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、萊斯衰落）等，並分析噪聲對信號傳輸的影響。 信息論基礎： 引入信息熵、信源編碼、信道容量等基本概念，為理解通信的有效性和可靠性奠定理論基礎。 第二部分：模擬通信 振幅調製（AM）： 詳細講解調幅、雙邊帶調幅（DSB）、單邊帶調幅（SSB）和殘邊帶調幅（VSB）的原理、産生方法和解調技術。分析其頻譜特性、功率效率和抗噪聲性能。 角度調製（FM/PM）： 深入探討調頻（FM）和調相（PM）的原理、調製和解調方法。對比AM的優缺點，重點分析FM在抗噪聲方麵的優勢。 采樣定理與脈衝編碼調製（PCM）： 詳細闡述奈奎斯特采樣定理，介紹模擬信號離散化的過程。重點講解PCM的量化、編碼過程，以及其在數字通信中的基礎地位。 第三部分：數字基帶傳輸 數字信號的錶示與基本碼型： 介紹各種數字信號的波形錶示，如單極性、雙極性、單邊、雙邊歸零碼、曼徹斯特碼等，並分析它們的特性。 成型濾波器與匹配濾波器： 探討信號在傳輸過程中可能遇到的失真，介紹成型濾波器（如升餘弦濾波器）的作用，以減小碼間串擾。詳細講解匹配濾波器的原理及其在最大信噪比接收中的作用。 誤碼率（BER）分析： 分析數字基帶傳輸中的錯誤産生原因，推導在不同碼型和信道條件下的誤碼率公式，並進行性能比較。 第四部分：數字帶通傳輸 數字調製技術： 詳細講解二進製相移鍵控（BPSK）、二進製頻移鍵控（BFSK）、二進製幅度移鍵控（BASK）的原理、星座圖、功率譜密度和解調方法。 多進製調製技術： 介紹四相相移鍵控（QPSK）、M進製幅度調製（M-ASK）、M進製頻移鍵控（M-FSK）和M進製正交幅度調製（M-QAM）等高級調製技術。分析它們的星座圖、數據率、功率效率和誤碼率性能，以及在實際應用中的優勢。 差錯控製編碼： 引入信道編碼的基本概念，講解分組碼（如漢明碼、捲積碼）和捲積碼的編碼、譯碼原理。重點分析它們如何提高通信係統的可靠性，降低誤碼率。 第五部分：多址技術 頻分多址（FDMA）： 介紹FDMA的工作原理，如何通過分配不同的頻段來實現多用戶同時通信。 時分多址（TDMA）： 講解TDMA的原理，用戶如何輪流使用同一頻段的不同時隙進行通信。 碼分多址（CDMA）： 深入探討CDMA的關鍵技術，如擴頻、僞隨機序列（PN序列）的應用，以及如何通過不同的碼來區分用戶。 正交頻分復用（OFDM）： 詳細介紹OFDM的技術原理，如何將高速數據流分割成多個低速數據流，並在多個正交子載波上並行傳輸，以抵抗多徑衰落。 第六部分：現代通信係統 移動通信係統： 概述蜂窩移動通信係統的基本架構，介紹從第一代（1G）到第四代（4G）移動通信技術（GSM, WCDMA, LTE）的發展曆程和關鍵技術。 衛星通信係統： 講解衛星通信的基本原理，包括軌道類型、地麵站、轉發器等，以及其在廣播、數據傳輸等方麵的應用。 光縴通信係統： 介紹光縴作為傳輸介質的優勢，以及光通信係統的組成，包括光源、光縴、光探測器等，重點關注其高帶寬和低損耗特性。 無綫局域網（WLAN）： 闡述Wi-Fi技術的工作原理，包括IEEE 802.11係列標準，以及其在無綫接入網絡中的重要作用。 第七部分：通信係統的性能分析與優化 鏈路預算分析： 講解如何進行通信鏈路的功率和性能預算，以評估通信係統的覆蓋範圍和可靠性。 係統性能指標： 總結並討論通信係統的關鍵性能指標，如吞吐量、延遲、可靠性（可用性）、頻譜效率等。 抗乾擾技術： 探討各種抗乾擾技術，如擴頻、自適應均衡、糾錯編碼等。 實踐與應用 本書在講解理論知識的同時，注重與實際應用的結閤。書中會穿插大量實際通信係統中的例子，如手機通信、無綫網絡、衛星廣播、有綫電視等，幫助讀者理解理論如何應用於現實世界。部分章節會討論當前通信技術的熱點和發展方嚮，如5G、物聯網（IoT）、軟件定義無綫電（SDR）等，為讀者提供前瞻性的視野。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握通信係統的基本原理、組成和工作流程。 理解並分析不同類型的信號和信道特性。 熟練掌握各種模擬和數字調製解調技術。 理解並應用信息論中的關鍵概念。 掌握通信係統中常用的編碼技術，能夠進行基本的差錯控製分析。 瞭解現代通信係統（如移動通信、衛星通信、光縴通信）的關鍵技術和發展趨勢。 具備對通信係統進行初步的性能分析和評估的能力。 能夠將所學理論知識應用於解決實際通信工程問題。 適用讀者 高等院校信息與通信工程、電子工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生。 從事通信設備研發、網絡規劃、係統集成、通信技術研究等領域的工程師和技術人員。 對通信技術感興趣的社會各界人士。 《通信係統原理與應用》力求成為讀者深入理解和掌握通信係統核心知識的有力助手，為通信技術的發展和創新貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

評價二： 最近購入的這本《數字信號處理原理及實現（第2版）》確實是一本紮實且有深度的教材。它的內容組織非常係統，從最基礎的信號與係統理論齣發，逐步深入到各種高級的信號處理技術。我尤其欣賞作者在講解數字濾波器的章節，對各種設計方法（如窗函數法、頻率采樣法、切比雪夫法等）的闡述非常詳盡，並配以大量圖錶，使得理解過程更加直觀。書中對離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）的區分和聯係講解得也很到位，並介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法的經典實現。此外，書中還涉及瞭譜分析、自適應濾波等更進階的主題，雖然我目前對這些部分的理解還不是特彆透徹，但其提供的基礎框架和指引，已經讓我對其有瞭初步的認識。值得一提的是，書中的例子很多都取材於實際應用，例如在通信、音頻處理等領域，這讓學習過程更具實踐意義。對於準備深入研究數字信號處理方嚮的學子或者工程師來說，這本書無疑是一份寶貴的參考資料，它能夠幫助你構建起全麵而紮實的專業知識體係。

評分☆☆☆☆☆

評價三： 作為一本高等院校的教材，這本書在內容的嚴謹性和學術性上錶現得相當齣色。我印象最深的是關於采樣定理和重構部分的講解，作者非常細緻地解釋瞭奈奎斯特-香農采樣定理的推導過程，以及在實際應用中可能遇到的問題，比如混疊現象的産生和解決方法。書中關於Z變換和傅裏葉變換在係統分析中的應用，也講解得十分到位，通過對傳遞函數、頻率響應等概念的深入剖析，讓我更清晰地理解瞭LTI係統的特性。在濾波器設計方麵，這本書提供瞭多種設計方法，無論是FIR還是IIR濾波器，都給齣瞭清晰的設計流程和數學依據，並且對比瞭不同方法的特點和適用場景，這對於在實際項目中選擇閤適的濾波器具有很強的指導意義。此外，書中還對一些信號處理中的經典算法，如FFT，進行瞭詳細的介紹，包括其原理、復雜度分析以及在不同場景下的應用。雖然書中的數學公式和推導較多，但作者的錶述清晰，邏輯性強，對於認真研讀的讀者來說，理解起來是可行的。這本書的理論深度和廣度都相當可觀，是深入學習數字信號處理的良好選擇。

評分☆☆☆☆☆

評價四： 收到這本書後，我立刻就被它厚重的體積和紮實的版式吸引瞭。翻閱下來，發現內容確實是名副其實。開篇對信號與係統的基本概念，如連續時間信號、離散時間信號、綫性時不變係統等，進行瞭詳細的介紹，為後續的學習打下瞭堅實的基礎。我特彆喜歡書中關於捲積和相關運算的講解，作者通過多種方式，包括圖示和數學公式，將抽象的概念變得生動易懂。在數字濾波器的章節，書中對FIR和IIR濾波器的設計方法進行瞭係統性的梳理，從窗函數法到頻率采樣法，再到各種優化設計方法，都有詳盡的闡述。對於每種方法，都給齣瞭詳細的數學推導和實例分析，這對於我這種動手能力較弱的讀者來說，非常有幫助。此外，書中關於譜分析的內容，也讓我對信號的頻率成分有瞭更深入的瞭解。例如，對功率譜密度和能量譜密度的講解，以及如何利用DFT來估計它們。這本書內容豐富，覆蓋麵廣，對於想要全麵掌握數字信號處理理論和實現技術的讀者，絕對是一本值得反復研讀的參考書。

評分☆☆☆☆☆

評價一： 這本書我斷斷續續看瞭幾個月，終於啃完瞭。不得不說，它在內容深度上絕對是無可挑剔的。作者對傅裏葉變換、Z變換、濾波器設計這些核心概念的講解，簡直是層層剝繭，把復雜的數學理論用非常清晰的邏輯串聯起來。最讓我印象深刻的是，書中不僅給齣瞭大量的公式推導，還穿插瞭許多直觀的圖示和例子，這對於我這種數學基礎不算特彆紮實的讀者來說，簡直是救命稻草。比如，在講到離散傅裏葉變換（DFT）時，作者花瞭相當大的篇幅解釋瞭其物理意義，以及為什麼我們不能直接對連續信號進行傅裏葉變換。還有在設計FIR和IIR濾波器的時候，書中不僅講解瞭各種設計方法的原理，還對比瞭它們的優缺點，讓我對不同濾波器有瞭更深刻的認識。我特彆喜歡的是，書中並沒有僅僅停留在理論層麵，而是花瞭很多筆墨去介紹各種實現算法，比如FFT算法的原理和各種改進算法。雖然我還沒有機會將這些算法全部代碼化，但光是閱讀這些實現細節，就讓我對數字信號處理在實際工程中的應用有瞭更宏觀的把握。這本書絕對是想要深入理解數字信號處理原理的讀者不容錯過的佳作，它為你打下堅實的理論基礎，並為你開啓實踐的大門。

評分☆☆☆☆☆

評價五： 這次的學習體驗，不得不說，這本書在對數字信號處理核心概念的闡述上，做到瞭既深入又清晰。例如，在講解傅裏葉變換和Z變換時，作者不僅給齣瞭嚴格的數學定義和性質，還花瞭大量篇幅去解釋它們在信號分析和係統分析中的實際意義。我特彆贊賞的是，書中對濾波器設計的介紹，詳細闡述瞭FIR和IIR濾波器的各種設計方法，從最基本的窗函數法到更復雜的優化設計，都進行瞭詳盡的分析。作者還非常細心地對比瞭不同設計方法的優缺點，以及它們在實際應用中的適用性，這對於初學者來說，非常有價值。此外，書中對FFT算法的講解也非常到位，不僅介紹瞭算法的原理，還討論瞭其計算復雜度以及在實際中的實現技巧。我個人覺得，書中的例子非常貼切，能夠幫助我更好地理解抽象的理論知識。總而言之，這本書內容翔實，講解透徹，是一本非常適閤用於深入學習數字信號處理原理和方法的優秀教材。