正版新書--數字信號處理 張維璽著 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張維璽著 著

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111346869

商品編碼：29473437263

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：27.00元

作者：張維璽著

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787111346869

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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《數字信號處理》包括五部分內容：**部分包括前兩章和第9章，內容是離散時間信號與係統的基礎理論；第二部分包括第3、4章，討論的是快速傅裏葉變換算法；第三部分包括第5、6、7章，討論的是IIR及FIR型數字濾波器的設計；第8章構成第四部分，討論有限字長效應，是數字信號處理的誤差分析基礎；0章是實驗，構成第五部分。本書由張維璽、武曉春、張俐、劉舒祺老師編寫。

內容提要

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數字信號處理是從20世紀60年代以來，隨著現代信息科學和計算機技術的進步與集成電路技術的發展而迅速發展起來的一門新興學科。數字信號處理在各個方麵得到瞭廣泛應用，其重要性在多個領域中日益體現。數字信號處理是信息工程、電子科學、通信工程等電子信息類專業必須掌握的專業基礎知識和必修內容。因此，數字信號處理這門課程得到瞭高度的重視，幾乎所有的工科院校都開設瞭這門課程，外也齣版瞭很多的教材。而《數字信號處理》作為工科類電氣信息各專業本科二、三年級的教材，著重基本原理的闡述，力求使基本概念與工程技術緊密聯係，保持經典性與先進性之間的協調。
《數字信號處理》包括五部分內容：部分包括前兩章和第9章，內容是離散時間信號與係統的基礎理論；第二部分包括第3、4章，討論的是快速傅裏葉變換算法；第三部分包括第5、6、7章，討論的是IIR及FIR型數字濾波器的設計；第8章構成第四部分，討論有限字長效應，是數字信號處理的誤差分析基礎；0章是實驗，構成第五部分。本書主要作為大專院校電氣信息類專業的教材，或者作為相近專業選修課教材；也可作為有關科技人員在數字信號處理方麵的參考書。本書由張維璽、武曉春、張俐、劉舒祺老師編寫。

目錄

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前言章 緒論 1.1 引言 1.2 數字信號處理的理論 1.2.1 信號 1.2.2 係統 1.2.3 數字信號處理的理論 1.3 數字信號處理的實現 1.4 數字信號處理的應用 1.4.1 數字信號處理係統的突齣優點 1.4.2 數字信號處理的典型應用 本章小結 習題第2章 離散時間信號與z變換 2.1 采樣 2.1.1 信號的采樣 2.1.2 采樣定理 2.1.3 摺疊頻率與奈奎斯特(Nyquist)頻率 2.1.4 信號的恢復 2.1.5 采樣內插公式 2.2 離散時間信號 2.2.1 序列的錶示法 2.2.2 序列的運算規則及符號錶示 2.2.3 常用的典型序列 2.3 離散時間係統與差分方程 2.3.1 離散時間係統及捲積運算 2.3.2 捲積運算的基本規律 2.3.3 係統的穩定性和因果性 2.3.4 常係數綫性差分方程 2.4 z變換 2.4.1 z變換的定義 2.4.2 z變換的收斂域 2.5 z變換的定理與特性 2.5.1 綫性特性 2.5.2 序列的移位 2.5.3 乘指數序列 2.5.4 x(z)的微分 2.5.5 復數序列的共軛 2.5.6 初值定理 2.5.7 終值定理 2.5.8 序列的捲積 2.5.9 序列乘積的z變換——復捲積定理 2.5.10 帕塞瓦(Parseval)定理 2.6 拉普拉斯變換，傅裏葉變換及z變換 2.6.1 序列的z變換與拉普拉斯變換的關係 2.6.2 序列的z變換與傅裏葉變換的關係 2.6.3 序列的傅裏葉變換與拉普拉斯變換(雙邊)的關係 2.7 係統函數 2.7.1 係統函數的定義 2.7.2 係統函數和差分方程的關係 2.7.3 係統函數的收斂域 2.7.4 係統頻率響應的幾何確定法 2.7.5 無限長單位脈衝響應(IIR)係統與有限長單位脈衝響應(FIR)係統 本章小結 習題第3章 離散傅裏葉變換(DFT) 3.1 離散傅裏葉級數變換(DFs) 3.1.1 離散傅裏葉級數變換引入 3.1.2 離散傅裏葉級數的主要性質 3.2 離散傅裏葉變換的定義和性質 3.2.1 離散傅裏葉變換的定義 3.2.2 離散傅裏葉變換的性質 3.3 頻域取樣 3.3.1 對x(z)取樣時取樣點數的限製 3.3.2 x(z)的內插公式 3.4 離散傅裏葉變換的應用 3.4.1 用DFT計算綫性捲積 3.4.2 用DFT對信號進行譜分析 本章小結 習題第4章 快速傅裏葉變換 4.1 引言 4.2 基-2時域抽選(DIT)FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 運算特點 4.2.3 矩陣分解錶示 4.2.4 編程思想 4.2.5 硬件實現 4.3 基-2頻域抽選(DIF)FFT算法 4.4 離散傅裏葉反變換(IDFT)的快速算法 4.5 任意基FFT算法 4.5.1 抽選分解的一般原理 4.5.2 基——4DIF-FFT算法 4.6 調頻z變換 4.6.1 問題的提齣 4.6.2 算法原理 4.6.3 CZT的實現步驟 4.6.4 CZT運算量的估算 4.6.5 CZT算法的特點 4.7 其他的快速計算方法 4.7.1 重疊相加法 4.7.2 重疊保留法 4.7.3 綫性捲積的FFT算法 本章小結 習題第5章 無限長單位脈衝響應(IIR)濾波器設計 5.1 IIR濾波器設計的特點 5.2 模擬濾波器的設計 5.2.1 由幅度響應函數來確定係統函數 5.2.2 巴特沃思低通逼近 5.2.3 切比雪夫低通逼近 5.3 IIR濾波器設計的特點 5.4 脈衝響應不變法 5.4.1 變換原理 5.4.2 混疊失真 5.4.3 模擬濾波器的數字化方法 5.5 雙綫性變換法 5.5.1 變換原理 5.5.2 逼近的情況 5.5.3 模擬濾波器的數字化方法 5.6 濾波器的頻率變換法 5.6.1 模擬低通濾波器變換成數字低通濾波器 5.6.2 模擬低通濾波器變換成數字高通濾波器 5.6.3 模擬低通濾波器變換成數字帶通濾波器 5.6.4 模擬低通濾波器變換成數字帶阻濾波器 5.7 濾波器的z平麵變換法 5.7.1 數字低通變換成數字低通 5.7.2 數字低通變換成數字高通 5.7.3 數字低通變換成數字帶通 5.7.4 數字低通變換成數字帶阻 本章小結 習題第6章 有限長單位脈衝響應(FIR)濾波器設計 6.1 綫性相位FIR濾波器的特點 6.1.1 綫性相位特性 6.1.2 幅度響應特性 6.1.3 綫性相位FIR濾波器的零點位置 6.1.4 舉例 6.2 窗口法 6.2.1 窗口法的基本思想 6.2.2 理論分析 6.2.3 幾種常用窗函數 6.2.4 設計方法小結 6.3 頻率采樣法 6.3.1 綫性相位的約束 6.3.2 逼近誤差及其改進措施 6.4 IIR與FIR濾波器的比較 本章小結 習題第7章 數字濾波器的基本結構 7.1 數字濾波器的錶示方法 7.2 IIR濾波器的結構 7.2.1 直接型結構 7.2.2 基本二階節的級聯結構和並聯結構 7.3 FIR濾波器的結構 7.3.1 橫截型結構 7.3.2 級聯型結構 7.3.3 頻率抽樣型結構 7.3.4 快速捲積型結構 本章小結 習題第8章 數字信號處理中的誤差與量化效應 8.1 二進製算法與運算誤差 8.1.1 定點製錶示及運算誤差 8.1.2 浮點製錶示及運算誤差 8.1.3 負數錶示法 8.1.4 截尾與捨入産生的誤差 8.2 A-D轉換的量化效應 8.2.1 A-D轉換量化噪聲的定義 8.2.2 量化噪聲通過綫性係統 8.3 FFT定點製運算中的有限字長效應 8.3.1 輸齣信噪比 8.3.2 改善信噪比的方法 8.4 FFT浮點製運算中的有限字長效應 8.5 係數量化對數字濾波器的影響 8.5.1 濾波網絡中係數的量化效應 8.5.2 濾波網絡中運算的量化效應 8.6 係數量化對FFT的影響 本章小結 習題第9章 離散時間係統的狀態空間分析 9.1 引言 9.2 離散時間係統的狀態空間描述 9.3 離散時間係統的狀態空間方程的建立 9.4 狀態空間方程的z域求解 9.5 離散時間係統的狀態空間方程的時間域求解 9.6 離散時間係統的穩定性 9.7 離散時間係統的狀態空間分析法 本章小結 習題0章 實驗 10.1 MATLAB軟件簡介 10.2 實驗一離散時間信號的産生 10.3 實驗二離散時間LTI係統的時域分析 10.4 實驗三離散時間信號的頻域分析 10.5 實驗四離散時間LTI係統的z域分析 10.6 實驗五FFT算法與應用 10.7 實驗六IIR數字濾波器的設計 10.8 實驗七F1R數字濾波器的設計附錄 MATLAB主要命令函數錶參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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數字信號處理：理論、方法與實踐 本書是一部係統闡述數字信號處理核心理論、關鍵算法及工程應用的高水平著作。 內容聚焦與核心概念： 本書深入淺齣地剖析瞭數字信號處理（DSP）這一跨越理論、算法與實踐的學科。 DSP作為信息科學的核心分支之一，其研究對象是經過采樣、量化和編碼後的離散時間信號。其核心在於對這些離散信號進行一係列數學變換和運算，以提取信息、改善信號質量、實現信號的壓縮、傳輸或生成。本書將帶領讀者從最基礎的概念入手，逐步構建起對DSP的全麵認知。 第一部分：離散時間信號與係統 離散時間信號的錶示與分類： 本部分將詳細介紹離散時間信號的數學模型，包括序列、單位衝激信號、單位階躍信號等基本信號。重點闡述周期信號、能量信號、功率信號等分類的意義及其數學特性。還將探討信號的運算，如移位、翻轉、乘法、捲積等，這些是後續分析的基礎。 綫性時不變（LTI）係統： LTI係統是DSP中最重要的一類係統模型。本書將深入講解LTI係統的定義、特性（綫性、時移不變性），並重點介紹其係統響應，特彆是衝激響應。捲積定理作為LTI係統的核心數學工具，將得到詳盡的推導和講解，並展示其在係統分析和設計中的應用。 差分方程與係統函數： 差分方程是描述LTI係統的關鍵數學方程。本書將介紹如何從差分方程錶示的係統齣發，求解其零輸入響應和零狀態響應，從而全麵理解係統的行為。同時，將引入係統函數（Z域錶示）的概念，它提供瞭一種簡潔高效的方式來分析係統的頻率響應、穩定性以及設計濾波器。 第二部分：傅裏葉變換及其應用 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： DTFT是連接時域和頻域的關鍵橋梁。本書將詳細推導DTFT，並闡釋其在分析離散時間信號頻譜特性方麵的作用。通過DTFT，我們可以揭示信號中包含的各種頻率成分，這對於信號的理解、濾波和分析至關重要。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是DTFT在實際應用中的離散化版本，是數字計算的核心。本書將詳細闡述DFT的定義、性質，並著重講解其計算復雜性。在此基礎上，本書將隆重介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法。FFT是計算DFT的高效算法，其復雜度從O(N^2)降低到O(N log N)，極大地推動瞭DSP在工程領域的應用。本書將介紹幾種主要的FFT算法，如按時間抽選和按頻率抽選的FFT，並分析其原理與實現。 傅裏葉變換在信號分析中的應用： 本部分將展示傅裏葉變換在信號分析中的廣泛應用，包括但不限於：信號的頻譜分析、信號的去噪（通過頻域濾波）、信號的調製與解調、以及對周期性信號的諧波分析等。 第三部分：Z變換與濾波器設計 Z變換及其性質： Z變換是分析離散時間信號和係統的一個強大工具，尤其適用於處理因果信號和非因果信號。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念，並闡述其重要的性質，如綫性性、時移性、捲積性質等。Z變換能夠將差分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統的分析和設計過程。 濾波器： 濾波器是DSP中最核心的應用之一。本書將係統介紹濾波器的基本概念，包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器等。重點將放在數字濾波器的設計，這是DSP實踐的關鍵環節。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器以其高效率和精確的頻率響應而聞名。本書將介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器、橢圓濾波器等。重點將闡述如何通過模擬濾波器原型進行設計，並將其轉換到數字域，以及如何利用Z變換進行係統函數的設計和係數的計算。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器具有綫性相位特性，這在許多應用中至關重要（例如，在通信係統中避免信號失真）。本書將深入講解FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）以及頻率采樣法。還將介紹Parks-McClellan算法（最優等紋波濾波器設計），它能夠設計齣在通帶和阻帶內具有最優幅度響應的FIR濾波器。 濾波器性能評估： 設計完成後，如何評估濾波器的性能？本書將介紹一係列性能指標，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度、群延遲等，並講解如何根據具體的應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 第四部分：采樣定理與多速率信號處理 采樣定理： 采樣定理是數字信號處理的基石，它規定瞭連續時間信號轉換為離散時間信號時，為瞭避免混疊，必須滿足的采樣頻率條件。本書將嚴謹地推導采樣定理，並深入探討過采樣、欠采樣及其帶來的影響。重點將闡述采樣定理在實際應用中的意義，以及如何剋服實際采樣過程中可能齣現的各種問題。 多速率信號處理： 多速率信號處理研究的是在不同采樣率之間進行信號轉換和處理的技術。本書將介紹抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的基本原理，以及如何利用多速率濾波器組實現高效的信號下采樣和上采樣。這在通信、音頻、圖像處理等領域具有廣泛的應用，例如實現不同采樣率的信號同步、音頻編碼壓縮等。 第五部分：其他重要主題 自適應濾波器： 自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波參數，以達到最優的濾波效果。本書將介紹一些常見的自適應濾波器算法，如最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法，並探討其在信號去噪、迴聲消除、信道均衡等方麵的應用。 譜估計： 譜估計是指從有限長度的含有噪聲的信號樣本中估計其功率譜密度。本書將介紹經典譜估計方法（如周期圖法、Welch法）以及現代譜估計方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型等），並分析它們各自的優缺點及其適用場景。 數字信號處理的硬件實現： 在實際工程應用中，DSP算法需要部署在特定的硬件平颱上。本書將簡要介紹DSP芯片（DSPs）、現場可編程門陣列（FPGAs）等硬件平颱，以及算法如何映射到這些硬件以實現高效的實時處理。 實踐導嚮與工程應用： 本書不僅注重理論的嚴謹性，更強調實際工程中的應用。在每個章節的講解中，都會穿插具體的實例分析，說明相關理論和算法是如何解決實際工程問題的。讀者可以通過本書的學習，掌握將DSP理論轉化為實際解決方案的能力，為從事通信、雷達、音頻、圖像處理、控製係統等領域的工程技術人員提供堅實的理論基礎和實踐指導。 本書適閤誰？ 本書適閤於高等學校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生、研究生，以及從事相關領域研究和開發的工程師。對於希望係統學習和深入理解數字信號處理理論與方法的讀者來說，本書是一本不可多得的參考書。 本書特點： 理論係統全麵： 覆蓋瞭數字信號處理的核心理論知識。 算法深入詳盡： 對各種關鍵算法進行瞭詳細推導和解釋。 應用廣泛貼切： 結閤實際工程案例，展示瞭DSP的強大能力。 數學嚴謹邏輯清晰： 內容組織閤理，循序漸進，便於理解。 通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解數字信號處理的精髓，掌握分析和設計各類信號處理係統的能力，為在信息時代抓住機遇、應對挑戰打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種需要經常處理數字信號的工程師來說，一本高質量的專業書籍是不可或缺的工具。在朋友的推薦下，我購買瞭張維璽老師的這本《數字信號處理》，收到書後，我的第一感覺就是“紮實”。全書的包裝簡潔而不失專業，齣版社的選擇也讓我對內容品質有瞭信心。翻開書頁，一股淡淡的油墨香撲鼻而來，紙張的觸感細膩，印刷清晰銳利，長時間閱讀也不會感到疲憊。我仔細看瞭一下目錄，內容安排得非常閤理，從最基礎的信號和係統理論，到傅裏葉分析、Z變換等核心工具，再到各類濾波器設計、FFT算法的原理與實現，以及一些在通信、控製、圖像處理等領域的應用案例，都得到瞭詳細的闡述。作者在解釋復雜概念時，往往會結閤具體的數學推導和直觀的圖形，使得理解起來更加容易。我特彆欣賞書中對一些經典算法的講解，不僅給齣瞭數學模型，還涉及瞭實現上的考量，這對於我這個需要將理論轉化為代碼的工程師來說，具有極大的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

說實話，在數字信號處理這個領域，好書並不多見，很多書要麼理論過於艱深，要麼實踐脫節，讓人望而卻步。這次偶然間瞭解到這本《數字信號處理》，作者張維璽，機械工業齣版社，這幾個信息點立刻引起瞭我的注意。收到書後，我的第一感覺就是“值”。書的裝幀設計非常專業，沒有任何虛假的宣傳語，給人一種樸實而強大的力量感。打開後，紙張的質感很好，摸起來舒服，印刷字體清晰，排版工整，讀起來一點都不費眼。我快速地瀏覽瞭一下目錄，發現其內容覆蓋瞭DSP的各個核心環節，從基礎的信號模型、變換域分析，到各種濾波器設計、算法實現，再到一些前沿的應用方嚮，都進行瞭詳實的介紹。更重要的是，書中很多理論推導過程都寫得非常詳細，邏輯嚴謹，而且配有很多輔助性的圖錶，能夠幫助理解那些抽象的概念。我尤其看重的是它在實際應用方麵的介紹，希望能夠從中學習到如何將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。感覺這本書的編寫應該是經過瞭反復推敲和實踐檢驗的，非常有分量。

評分☆☆☆☆☆

在科技飛速發展的今天，數字信號處理技術已經滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機到醫療設備，再到工業自動化，都離不開它。我一直在尋找一本能夠係統地、深入地學習DSP理論與實踐的書籍，終於，我找到瞭張維璽老師的這本《數字信號處理》。這本書給我留下的最深刻印象是它的嚴謹性和係統性。從封麵設計到內頁排版，都透著一股專業、務實的風格。書的紙張質量上乘，印刷字體清晰，閱讀體驗非常舒適。更讓我驚喜的是，書中涵蓋瞭DSP的幾乎所有重要知識點，從最基本的離散時間信號和係統，到傅裏葉變換、Z變換等分析工具，再到各種數字濾波器（FIR、IIR）的設計方法，以及快速傅裏葉變換（FFT）等核心算法，都有詳盡的介紹。作者在講解過程中，邏輯清晰，循序漸進，對於一些關鍵概念的闡釋深入淺齣，並輔以大量的圖例和數學公式推導，能夠幫助讀者建立起完整的知識體係。我非常期待通過這本書，能夠更深入地理解DSP的原理，並將其應用於我未來的工作和研究中，解決更復雜的問題。

評分☆☆☆☆☆

終於拿到這本心心念念的《數字信號處理》瞭，光是封麵就透著一股專業和嚴謹的氣息，和那些花裏鬍哨的書完全不一樣。我之前接觸過一些數字信號處理的基礎知識，但總感覺零散，不成體係，尤其是在實際應用中，遇到問題時總是找不到清晰的思路。這次選擇這本書，完全是衝著“張維璽著”和“機械工業齣版社”來的，這兩個名字在我看來就是質量的保證。包裝非常到位，拆開後紙質感覺也很好，摸上去有韌性，印刷清晰，排版也舒服，不像有些盜版書那樣模糊不清，看著眼睛都纍。我翻瞭一下目錄，涉及的內容很全麵，從最基礎的采樣、量化，到傅裏葉變換、Z變換，再到濾波器設計，DSP的經典算法如FFT，以及一些更深入的主題，都涵蓋在內。雖然還沒有深入閱讀，但僅僅是看目錄和每章開頭的引言，就能感受到作者在內容組織上的用心，脈絡清晰，循序漸進，讓人覺得學起來不會那麼吃力。我對後麵的內容充滿瞭期待，特彆是關於實際工程應用的部分，希望能從中獲得更多解決實際問題的啓發和方法。

評分☆☆☆☆☆

這次購書體驗簡直是驚喜連連！本來隻是抱著試試看的心態，想找一本係統學習數字信號處理的書籍，結果無意間看到瞭這本《數字信號處理》，從書名到作者再到齣版社，都給人一種“靠譜”的感覺。收到書的那一刻，更是讓我覺得物超所值。封麵設計簡潔大氣，沒有多餘的花哨，散發著學術研究的沉穩氣質。打開書頁，紙張的觸感細膩且有質感，印刷字體清晰銳利，沒有任何模糊或重影，閱讀起來非常舒適，不會像有些劣質書籍那樣造成視覺疲勞。我迫不及待地翻閱瞭幾頁，發現本書在理論的闡述上深入淺齣，對於一些抽象的概念，作者都配以瞭形象的解釋和直觀的圖示，這對於我這種非科班齣身的學習者來說，簡直是福音。而且，書中的例題設計得非常貼切，能夠很好地檢驗對前麵知識點的掌握程度。我已經迫不及待想要投入到學習中瞭，相信這本書一定會成為我DSP學習道路上的得力助手，幫助我建立起紮實的理論基礎和解決實際問題的能力。