數字信號處理原理及應用(第2版) 桂誌國,陳友興 9787118107968 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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桂誌國，陳友興 著

圖書標籤:

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118107968

商品編碼：29376271476

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：數字信號處理原理及應用(第2版)

定價：65.00元

作者：桂誌國,陳友興

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787118107968

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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桂誌國、陳友興主編的《數字信號處理原理及應用（第2版）》主要包括離散時間信號與係統的基本理論，快速傅裏葉變換，數字濾波器的結構理論和設計方法，特殊濾波器的設計，有限字長效應及多抽樣率轉換等內容。
本書適閤普通高等院校信息類相關專業本科生及研究生選為教材，也可作為相關工程技術人員的自學參考書。

目錄

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章 離散時間信號與係統的時域分析 1.1 離散時間信號-序列 1.1.1 幾種常用序列 1.1.2 序列的基本運算 1.2 序列的捲積和與相關 1.2.1 序列的捲積和 1.2.2 序列的綫性相關 1.3 綫性移不變係統 1.3.1 綫性係統 1.3.2 移不變係統 1.3.3 單位抽樣響應與捲積和 1.3.4 因果係統 1.3.5 穩定係統 1.3.6 捲積和的性質及LTI係統的互連 1.4 綫性常係數差分方程 1.4.1 綫性常係數差分方程的描述 1.4.2 綫性常係數差分方程的求解 1.5 連續時間信號的抽樣及抽樣定理 1.5.1 理想抽樣 1.5.2 實際抽樣 1.5.3 帶通信號的抽樣 習題第2章 離散時間信號與係統的z域分析 2.1 z變換的定義及收斂域 2.1.1 z變換的定義 2.1.2 z變換的收斂域 2.1.3 常用序列的z變換 2.1.4 z變換收斂域的性質 2.2 z變換 2.2.1 部分分式展開法 2.2.2 冪級數展開法 2.2.3 圍綫積分法（留數法） 2.3 z變換的性質與定理 2.4 z變換與連續信號拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係 2.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關係 2.4.2 序列的z變換和傅裏葉變換的關係 2.5 序列傅裏葉變換及性質 2.5.1 非周期序列傅裏葉變換 2.5.2 序列傅裏葉變換的性質與定理 2.5.3 常用序列的傅裏葉變換 2.6 離散時間係統的係統函數和頻率響應 2.6.1 係統函數的定義 2.6.2 係統函數與差分方程的關係 2.6.3 係統的頻率響應 2.6.4 利用H（z）的零極點分析係統 2.6.5 無限長單位抽樣響應係統與有限長單位抽樣響應係統 習題第3章 離散傅裏葉變換 3.1 傅裏葉變換的幾種形式 3.1.1 非周期連續時間信號的傅裏葉變換——時域連續、頻域連續 3.1.2 周期連續時間信號的傅裏葉級數——時域連續、頻域離散 3.1.3 非周期離散時間信號（序列）的傅裏葉變換——時域離散、頻域連續 3.1.4 周期離散時間信號的傅裏葉級數——時域離散、頻域離散 3.2 周期序列的離散傅裏葉級數及性質 3.2.1 周期序列的離散傅裏葉級數 3.2.2 周期序列離散傅裏葉級數的性質 3.2.3 周期序列的傅裏葉變換 3.3 離散傅裏葉變換 3.3.1 離散傅裏葉變換的定義 3.3.2 DFT與z變換以及DTFT之間的關係 3.3.3 幾種頻率的關係 3.4 離散傅裏葉變換的性質 3.4.1 離散傅裏葉變換隱含的周期性 3.4.2 離散傅裏葉變換的性質 3.5 有限長序列的循環捲積定理和循環相關定理 3.5.1 有限長序列的循環捲積 3.5.2 循環捲積定理 3.5.3 有限長序列的綫性捲積和循環捲積 3.5.4 有限長序列的循環相關與循環相關定理 3.6 頻域抽樣理論 3.6.1 由X（k）不失真地恢復x（n）的條件 3.6.2 頻率抽樣的內插公式 3.7 基於DFT技術的頻譜分析技術 3.7.1 利用DFT對連續非周期信號進行頻譜分析 3.7.2 利用DFT對連續信號進行頻譜分析中的問題及其解決方法 3.7.3 頻率分辨率 習題第4章 快速傅裏葉變換 4.1 DFT的運算量分析及改善途徑 4.1.1 直接計算DFT的運算量 4.1.2 改善DFT運算效率的基本途徑 4.2 按時間抽取的基-2FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法運算量分析 4.2.3 算法特點分析 4.2.4 按時間抽取的其他形式流圖 4.2.5 DIT基-2FFT的軟件編程思想 4.3 按頻率抽取的基-2FFT算法 4.3.1 算法的基本原理 4.3.2 按頻率抽取的FFF算法特點分析 4.3.3 時間抽取法與頻率抽取法的比較 4.4 快速傅裏葉反變換 4.4.1 稍微變動FFT程序和參數實現IFFT 4.4.2 不改變FFT的程序直接實現IEFT 4.5 FFT算法的MATLAB軟件實現 4.6 實序列的FFT算法 4.6.1 利用頻譜對稱性推導實序列的FFT 4.6.2 離散哈德曼變換 4.7 基於FFT的綫性捲積與綫性相關快速算法 4.7.1 基於FFT的有限長序列綫性捲積算法 4.7.2 基於FFT的有限長序列和無限長序列捲積算法 4.7.3 基於FFT的綫性相關算法 習題第5章 數字濾波器的基本結構 5.1 數字濾波器結構的錶示方法 5.2 無限長單位抽樣響應（IIR）濾波器的結構 5.2.1 直接I型 5.2.2 直接Ⅱ型（典範型、正準型） 5.2.3 級聯型 5.2.4 並聯型 5.2.5 轉置定理 5.3 有限長單位抽樣響應（FIR）濾波器的基本結構 5.3.1 直接型（橫截型、捲積型） 5.3.2 級聯型 5.3.3 快速捲積型 5.3.4 頻率抽樣型結構 5.3.5 梳狀濾波器 5.4 格型濾波器的基本結構 5.4.1 全零點（FIR）格型濾波器 5.4.2 全極點（IIR）格型濾波器 5.4.3 零、極點（IIR）格型濾波器 習題第6章 無限長單位抽樣響應數字濾波器的設計 6.1 濾波器的基本概念 6.1.1 濾波器的分類 6.1.2 濾波器的技術指標 6.1.3 濾波器的設計步驟 6.2 模擬低通濾波器的設計 6.2.1 由幅度平方函數來確定係統函數 6.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器的設計 6.2.3 切比雪夫模擬低通濾波器的設計 6.2.4 橢圓模擬低通濾波器的設計 6.2.5 貝塞爾模擬低通濾波器的設計 6.2.6 歸-化原型濾波器設計數據 6.2.7 常用模擬濾波器的比較 6.3 基於模擬濾波器的IIR數字濾波器設計 6.3.1 抽樣響應不變法 6.3.2 雙綫性變換法 6.4 數字高通、帶通和帶阻IIR濾波器的設計 6.4.1 模擬頻帶法 6.4.2 數字頻帶法 習題第7章 有限長單位抽樣響應數字濾波器的設計 7.1 綫性相位FIR數字濾波器及其特點 7.1.1 綫性相位的定義 7.1.2 綫性相位的條件 7.1.3 綫性相位FIR濾波器的幅度特性 7.1.4 綫性相位FIR濾波器的零點分布 7.2 窗函數設計法 7.2.1 設計方法 7.2.2 加窗處理對頻譜性能的影響 7.2.3 典型窗函數 7.2.4 窗函數設計法舉例 7.3 頻率抽樣設計法 7.3.1 設計方法 7.3.2 逼近誤差 7.3.3 頻率抽樣法設計舉例 7.4 等波紋佳設計法 7.4.1 設計思想 7.4.2 交錯點組定理 7.4.3 Parks-McClellan算法 7.4.4 MATLAB實現 7.5 IIR濾波器和FIR濾波器的比較 習題第8章 常用的特殊濾波器 8.1 常用的特殊IIR濾波器 8.1.1 全通濾波器 8.1.2 小相位濾波器 8.1.3 特殊零極點二階濾波器 8.2 簡單整係數FIR濾波器 8.2.1 均值濾波器 8.2.2 平滑濾波器 8.2.3 建立在零極點相消思想的簡單整係數濾波器 習題第9章 有限字長效應 9.1 問題的提齣 9.2 二進製數的錶示 9.2.1 定點運算與浮點運算 9.2.2 原碼、補碼和反碼 9.3 量化誤差 9.3.1 定點運算的量化誤差 9.3.2 浮點運算中的量化誤差 9.4 係統輸入信號的量化效應 9.4.1 信號量化誤差的統計分析 9.4.2 量化噪聲通過綫性係統的響應 9.5 係統係數的量化效應 9.5.1 係數量化誤差對係統零極點的影響 9.5.2 係數量化對濾波器穩定性的影響 9.6 定點運算FIR濾波器的有限字長效應 9.6.1 FIR濾波器的有限字長效應 9.6.2 FFT算法的有限字長效應 9.7 定點運算IIR濾波器的有限字長效應 9.7.1 量化噪聲 9.7.2 極限環振蕩 9.7.3 死帶效應 9.8 浮點運算的有限字長效應 習題0章 多抽樣率轉換 10.1 按整數因子D抽取 10.1.1 抽取器 10.1.2 抗混疊抽取器 10.1.3 頻譜關係 10.2 按整數因子，內插 10.2.1 插值器 10.2.2 插值器的頻域分析 10.2.3 插值器的時域關係 10.3 按有理因子I/D的抽樣率轉換 10.4 多抽樣率轉換FIR濾波器的MATLAB實現 1O.4.1 相關的MATLAB函數 10.4.2 FIR整數插值舉例 10.4.3 FIR整數抽取舉例 10.4.4 FIR有理因子的抽樣率轉換 10.5 多抽樣率轉換的FIR濾波器結構 10.5.1 整數因子抽取的FIR實現 10.5.2 整數因子插值的FIR實現 10.5.3 多相FIR結構 習題參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《現代通信係統中的信號處理技術》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代通信係統中至關重要的信號處理原理及其廣泛的應用。在當今信息爆炸的時代，高效、可靠的通信是社會發展的基石，而信號處理技術則是實現這一切的核心驅動力。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解信號處理如何在數字通信的各個環節發揮關鍵作用，從信號的産生、傳輸到接收和解析，無不貫穿著精妙的信號處理算法和技術。 第一部分：信號與係統的基礎理論 在正式進入通信係統的具體應用之前，本書首先建立起堅實的信號與係統理論基礎。 離散時間信號與係統： 詳細介紹瞭離散時間信號的定義、分類（如單位衝激信號、單位階躍信號、周期信號、非周期信號等）及其基本運算。重點闡述瞭綫性時不變（LTI）係統的概念，包括捲積的定義、性質以及如何利用捲積來描述LTI係統的輸入輸齣關係。係統分析的兩種基本方法——時域分析法（通過差分方程）和頻域分析法（通過係統函數）被深入剖析。 傅裏葉分析： 這是信號處理的靈魂。本書首先迴顧瞭連續時間傅裏葉級數（FS）和傅裏葉變換（FT），進而重點介紹瞭離散時間傅裏葉級數（DTFS）和離散時間傅裏葉變換（DTFT）。DTFT是理解離散信號頻譜特性的關鍵工具，而其快速算法——離散傅裏葉變換（DFT）及其高效實現——快速傅裏葉變換（FFT）則為數字信號處理的實際應用奠定瞭計算基礎。本書將詳細講解DFT的性質，並闡述FFT的各種算法（如DIT和DIF），以及它們在計算效率上的顯著優勢。 Z變換： 作為傅裏葉變換在離散時間係統分析中的推廣，Z變換在係統穩定性分析、係統函數求解以及係統頻率響應的獲取方麵扮演著重要角色。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其性質，並重點講解如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統的穩定性、頻率響應以及設計濾波器。 第二部分：數字通信中的關鍵信號處理技術 在搭建好理論基礎後，本書將筆鋒轉嚮數字通信係統中具體應用的信號處理技術，這些技術直接決定瞭通信係統的性能和可靠性。 采樣理論與量化： 真實世界的模擬信號需要轉化為數字信號纔能進行存儲、處理和傳輸。本書將深入講解奈奎斯特-香農采樣定理，闡述采樣頻率與信號帶寬的關係，以及欠采樣和過采樣的概念。采樣後的模擬信號幅度被離散化，這一過程即為量化。本書將分析量化誤差的來源和特性，以及不同量化方式（如均勻量化、非均勻量化）對信號保真度的影響。誤差編碼和糾錯碼的概念也將在此部分初步介紹，為後續的可靠傳輸打下基礎。 數字基帶傳輸： 在數字信號被采樣和量化後，需要進行編碼和成形，以便於在數字信道中傳輸。本書將詳細介紹各種數字基帶傳輸碼型，如歸零碼、不歸零碼、曼徹斯特碼等，分析它們的功率譜密度特性，以及如何選擇閤適的碼型以降低碼間串擾（ISI）。同時，將深入探討信號的成形濾波（如升餘弦濾波器）在抑製ISI、提高傳輸效率方麵的作用。 數字調製技術： 將數字基帶信號轉換為適閤在帶通信道中傳輸的射頻信號是數字調製的任務。本書將係統介紹多種主流的數字調製技術，包括： 幅度鍵控（ASK）： 分析其基本原理、功率效率和抗噪聲性能。 頻率鍵控（FSK）： 講解其實現方式、解調原理以及在某些特定應用中的優勢。 相位鍵控（PSK）： 重點介紹二進製相移鍵控（BPSK）、四相相移鍵控（QPSK）及其更高階的MPSK。分析它們在功率效率和數據率之間的權衡。 正交幅度調製（QAM）： 介紹QAM如何通過組閤幅度和相位來提高頻譜利用率，並分析其在現代高速通信中的重要地位。 本書還將討論調製解調器的設計原理，以及不同調製方案的性能評估指標（如誤碼率BER、頻譜效率）。 信道估計與均衡： 通信信道並非理想狀態，會引入衰落、噪聲和失真，導緻信號質量下降。本書將詳細闡述信道模型，並重點介紹如何進行信道估計，以瞭解信道的瞬時特性。基於信道估計的結果，均衡技術被用來抵消信道引起的 ISI。本書將介紹綫性和非綫性均衡器（如MMSE均衡器、MLSE均衡器）的設計原理和工作方式，以及它們在改善接收信號質量中的作用。 多用戶通信技術： 隨著用戶數量的激增，如何高效地共享通信資源成為關鍵問題。本書將介紹幾種重要的多用戶通信技術： 多址接入技術（Multiple Access）： 詳細講解頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）以及正交頻分多址（OFDMA）的基本原理和各自的優缺點。 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術： 介紹MIMO係統如何利用多天綫提高通信容量和可靠性，包括空間復用、空間分集等技術。 錯誤檢測與糾正： 在實際通信過程中，噪聲和乾擾不可避免地會導緻數據錯誤。本書將深入講解錯誤檢測與糾正碼（ECC）的原理和應用。 分組碼： 介紹綫性分組碼、循環碼、BCH碼、RS碼等，分析它們的編碼、解碼過程以及糾錯能力。 捲積碼： 講解捲積碼的編碼結構、Viterbi譯碼算法，並分析其在糾錯性能上的優勢。 Turbo碼與LDPC碼： 作為現代先進編碼技術，本書將對其基本原理和性能進行介紹，突齣它們在大幅提升通信係統可靠性方麵的重要性。 數字信號處理算法的實現： 理論知識最終需要轉化為實際的工程實現。本書將討論在實際係統中實現信號處理算法時所麵臨的挑戰，例如計算復雜度、實時性要求等。並會介紹一些常用的濾波器設計方法（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）及其在硬件實現上的考慮。 第三部分：現代通信係統中的實際應用 本書的最後部分將前麵介紹的理論和技術融閤，展示它們在各種現代通信係統中的具體應用。 蜂窩移動通信係統： 以2G、3G、4G、5G等代際發展為綫索，分析不同代際通信係統中信號處理技術所扮演的關鍵角色，例如：CDMA在3G中的應用，OFDMA和MIMO在4G/5G中的應用，以及5G中更先進的波束賦形、大規模MIMO等技術。 無綫局域網（WLAN）： 介紹Wi-Fi技術中使用的OFDM、QAM等調製解調技術，以及在速率和可靠性提升方麵的信號處理貢獻。 衛星通信與深空探測： 討論在長距離、低信噪比環境下，如何利用高效的編碼技術、先進的調製方案以及精密的信號檢測與跟蹤技術來實現可靠通信。 軟件定義無綫電（SDR）： 介紹SDR的概念，以及如何利用高性能的數字信號處理器（DSP）和現場可編程門陣列（FPGA）等硬件平颱，實現靈活、可重構的信號處理功能，以適應不斷變化的通信標準和需求。 本書的寫作風格力求嚴謹而不失生動，在理論推導的基礎上，輔以大量的圖示和例證，幫助讀者透徹理解抽象的信號處理概念。通過對這些核心原理和應用技術的深入學習，讀者將能夠更好地理解現代通信係統的設計、性能分析以及未來發展趨勢。本書適閤作為高等院校通信工程、電子工程、信息工程等相關專業的教材，也可供從事相關領域研究與開發的工程師作為參考。

評分☆☆☆☆☆

說實話，現在市麵上的信號處理教材大多偏嚮理論推導，很多概念，比如功率譜密度、綫性相位濾波器的設計準則，讀起來總是感覺隔瞭一層。我希望這本第二版能在這方麵有所突破。我期待看到作者能夠運用現代化的教學工具和視角來重新審視這些經典內容。例如，在講解隨機信號處理時，是否能引入一些現代統計學工具的視角？在分析係統的穩定性時，是否能結閤一些圖形化工具來輔助判斷，而不是僅僅依賴於特徵方程的根的位置？我尤其關注它對現代數字濾波器結構，比如自適應濾波器（如LMS算法）的介紹深度。如果能用一種循序漸進的方式，從簡單的維納濾波器講到更復雜的自適應結構，同時強調它們在通信或控製係統中的應用場景，我相信這本書就能成為一本真正能夠伴隨我職業生涯成長的工具書。它需要的是一種與時俱進的闡述方式。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理原理及應用（第2版）》的書名本身就顯得非常紮實和專業，從書名來看，它應該是一本涵蓋瞭理論基礎和實際應用，並且是經過市場檢驗的第二版教材。我拿到這本書時，首先被它厚實的篇幅和清晰的章節劃分所吸引。盡管我不是這方麵的科班齣身，但光是翻閱目錄，就能感受到編著者在梳理知識體係上的用心良苦。它似乎不僅僅是羅列公式和定理，而是試圖構建一個從基礎概念到復雜算法的完整認知框架。我特彆期待它在“應用”部分能給齣足夠詳盡的案例分析，畢竟理論學得再好，如果不能在工程實踐中落地，那也隻是紙上談兵。希望這本教材能真正做到理論指導實踐，而不是淪為一本“晦澀難懂的參考書”。它的排版和字體選擇也體現瞭齣版方的專業水準，閱讀體驗是保障學習興趣的關鍵一環，如果內容再能配閤一些彩圖或流程圖來輔助理解那些抽象的變換過程，那就更完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事嵌入式係統開發的工程師，我對實時信號處理的需求日益迫切。我更看重的是算法在資源受限環境下的效率和可實現性。因此，我對《數字信號處理原理及應用（第2版）》中關於快速算法，比如FFT的實現細節非常感興趣。這本書是否詳細介紹瞭定點運算和浮點運算在DSP芯片上的性能差異？在講解捲積和相關運算時，是否提供瞭C語言或僞代碼級彆的實現示例？如果能有針對特定DSP平颱（如TI或ADI係列）的優化技巧分析，那簡直是意外之喜。畢竟，理論的完美並不等同於工程上的可行性。我期待它能在“應用”章節中，加入一些實際的硬件接口和數據流設計的討論，比如如何高效地將ADC采集的數據送入處理器進行實時濾波。這本書如果能彌閤純理論與實際硬件操作之間的鴻溝，那它對我們工程師的價值將是無可估量的。

評分☆☆☆☆☆

我最近在嘗試將一些數據分析方法引入到我的工作流程中，但目前遇到的瓶頸在於對信號的數字化處理環節理解不夠深入。我希望找到一本既有足夠深度，又不至於讓人望而卻步的參考書。這本書的“原理”部分，我希望能看到對傅裏葉變換、Z變換這些核心工具的深入剖析，不僅僅是公式推導，更重要的是它們背後的物理意義和適用範圍。如果能用更直觀的方式解釋采樣定理和量化誤差對實際信號重建的影響，那對初學者來說無疑是巨大的福音。我尤其關注它在濾波器設計這塊的處理，比如FIR和IIR濾波器的特性對比，以及如何根據實際需求選擇閤適的窗函數。一個好的教材應該能引導讀者思考“為什麼這樣做”，而不是簡單地告知“應該這樣做”。從封麵給人的感覺來看，這套書的作者團隊應該在業界有相當的積纍，期待他們能將這些復雜的過程講得清晰透徹，讓我在麵對實際的噪聲抑製和特徵提取問題時，能夠胸有成竹。

評分☆☆☆☆☆

我之前嘗試過幾本關於DSP的書，它們要麼過於關注高深的數學理論，讓我感覺像在啃一本高等數學的習題集；要麼又過於淺顯，隻是簡單介紹瞭一些基本術語，無法解決實際問題。我購買這本書，是希望它能找到一個完美的平衡點。我期待作者能夠用一種既嚴謹又不失親和力的筆調來敘述。比如，在介紹離散時間係統的基本概念時，能不能用日常生活中常見的例子，如聲音的混響或圖像的模糊，來形象化地解釋係統的輸入輸齣關係？而且，既然是第二版，我非常希望它能納入近年來信號處理領域的一些新熱點，比如對機器學習在信號去噪或分類中的初步應用有所涉獵，哪怕隻是作為一個展望或引子。一本優秀的教材不應該僅僅是知識的載體，更應該是激發讀者進一步探索欲望的火花。這本書的氣質應該更偏嚮於“實戰指導手冊”而不是“學術論文集”。