數字信號處理習題詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張小虹 著

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• MATLAB
• 理論與實踐

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787810890182

商品編碼：29730913193

齣版時間：2002-01-01

基本信息

書名:數字信號處理習題詳解

定價：28.80元

售價：20.2元,便宜8.6元,摺扣70

作者:張小虹

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2002-01-01

ISBN：9787810890182

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版次：1

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商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信號的奧秘：從原理到應用》 內容概要： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的信號處理知識體係，從基礎的信號概念入手，逐步引申到各種信號的分析、變換、濾波以及信息提取等核心技術。內容涵蓋連續時間信號與離散時間信號的數學描述、傅裏葉變換及其在信號分析中的應用、拉普拉斯變換與Z變換在係統分析中的作用、采樣理論與實際、數字濾波器設計（FIR與IIR）、相關與捲積、譜估計方法，以及初步涉及的自適應信號處理和多速率信號處理等前沿領域。全書力求理論嚴謹，公式推導清晰，同時輔以大量的圖示和實例，幫助讀者直觀理解抽象的信號處理概念。 詳細章節介紹： 第一章：信號與係統導論 信號的本質與分類： 探討信號的定義、物理意義，以及根據不同特徵對信號進行的分類，如連續/離散、模擬/數字、周期/非周期、偶/奇、能量/功率信號等。 基本信號模型： 介紹單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號、正弦信號等常用信號的數學錶達式和特性，並闡述它們在信號分析中的基礎地位。 綫性時不變（LTI）係統： 詳細講解LTI係統的定義、性質（疊加性、時移不變性）以及判斷方法。重點介紹LTI係統的衝擊響應（單位脈衝響應）作為係統特性的關鍵描述。 係統的錶示方法： 介紹LTI係統在時域、頻域的錶示方法，包括微分方程、差分方程、傳遞函數等，為後續的係統分析奠定基礎。 第二章：傅裏葉分析與信號的頻譜特性 傅裏葉級數（FS）： 闡述周期信號的傅裏葉級數展開，介紹指數形式和三角形式，以及其在分解周期信號為一係列正弦分量方麵的作用。 傅裏葉變換（FT）： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，引入傅裏葉變換的概念，詳細推導其數學公式，並解釋其物理意義——信號的頻譜。 傅裏葉變換的性質： 係統闡述傅裏葉變換的綫性性、時移性、頻移性、對稱性、捲積定理、帕塞瓦爾定理等重要性質，以及這些性質在信號分析和係統設計中的應用。 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： 介紹離散時間信號的傅裏葉變換，分析DTFT的周期性，並探討其與連續時間傅裏葉變換（CTFT）之間的聯係。 傅裏葉變換的應用實例： 通過濾波器設計、調製解調、頻譜分析等實際場景，展示傅裏葉變換在信號處理中的強大威力。 第三章：拉普拉斯變換與Z變換在係統分析中的應用 拉普拉斯變換（LT）： 引入復指數信號，定義單邊和雙邊拉普拉斯變換，並詳細介紹其收斂域（ROC）。 拉普拉斯變換的性質： 講解綫性性、時移性、頻移性、微分性質、積分性質、捲積性質等，以及它們在求解微分方程和分析連續LTI係統中的優勢。 拉普拉斯逆變換： 介紹求取拉普拉斯逆變換的方法，包括部分分式展開法和留數定理法。 Z變換（ZT）： 針對離散時間信號，定義Z變換及其收斂域（ROC）。 Z變換的性質： 闡述Z變換的綫性性、時移性、乘法性質、捲積性質等，並說明其在求解差分方程和分析離散LTI係統中的應用。 Z逆變換： 講解求取Z逆變換的方法，包括冪級數展開法、部分分式展開法和留數定理法。 係統函數與係統穩定性： 利用傳遞函數（拉普拉斯域）和係統函數（Z域），分析連續和離散LTI係統的穩定性判據。 第四章：采樣理論與數字信號的錶示 采樣過程的數學描述： 詳細闡述模擬信號到數字信號的采樣過程，介紹采樣點、采樣間隔（采樣周期）和采樣頻率等概念。 奈奎斯特定理（采樣定理）： 深入剖析奈奎斯特定理，解釋為什麼采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍纔能無失真地恢復原始信號。 采樣過程中的失真： 討論欠采樣可能導緻的混疊（aliasing）現象，並提供防止混疊的有效手段，如抗混疊濾波器。 信號的重構： 介紹使用插值濾波器（如sinc函數插值）從采樣數據中精確恢復原始連續信號的原理。 離散時間信號的錶示： 再次強調數字信號的離散性和量化特性，以及其在計算機和數字設備中的存儲與處理方式。 第五章：數字濾波器設計 濾波器概述： 介紹濾波器的基本概念、分類（低通、高通、帶通、帶阻）及其在信號去噪、信號分離等方麵的作用。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： 衝激響應不變法： 介紹如何將連續時間係統（如巴特沃斯、切比雪夫濾波器）的衝激響應映射到離散時間係統。 雙綫性變換法： 講解將連續時間係統函數映射到離散時間係統函數的常用方法，以及其對頻率軸的非綫性壓縮效應。 設計實例： 提供 Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic 等經典IIR濾波器的設計流程和性能指標分析。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器的優點： 強調FIR濾波器具有綫性相位、穩定性等優點。 窗函數法： 介紹使用不同窗函數（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗）截斷理想濾波器衝激響應的方法，並分析不同窗函數對濾波器性能的影響。 頻率采樣法： 介紹根據期望的頻率響應來設計FIR濾波器。 最優化設計法（Parks-McClellan算法）： 簡要介紹如何設計最優FIR濾波器，以在給定條件下最小化幅度響應誤差。 設計實例： 展示如何設計低通、高通、帶通、帶阻FIR濾波器，並分析其幅度與相位響應。 第六章：相關與捲積 捲積： 詳細闡述捲積的數學定義及其在LTI係統中描述輸入信號與係統衝激響應之間的關係。展示離散捲積和連續捲積的計算過程。 相關： 定義自相關函數和互相關函數，並分析它們在信號檢測、信號匹配、模式識彆等方麵的應用。 捲積與相關之間的關係： 探討兩種運算之間的聯係與區彆，以及它們在不同場景下的適用性。 快速捲積算法： 引入利用傅裏葉變換實現高效捲積的算法，如捲積定理的應用。 第七章：譜估計方法 功率譜密度（PSD）的概念： 解釋功率譜密度如何描述信號的功率在頻率上的分布。 經典譜估計方法： 周期圖法： 介紹基於傅裏葉變換的周期圖法，分析其優缺點（如方差大）。 Welch法： 講解如何通過對信號進行分段平均來降低周期圖法的方差，提高估計的平滑性。 參數化譜估計方法（簡述）： 簡要介紹如AR模型、MA模型、ARMA模型等參數模型在譜估計中的應用，及其在高分辨率譜估計方麵的優勢。 第八章：自適應信號處理與多速率信號處理初步 自適應濾波器簡介： 介紹自適應濾波器的基本思想，即濾波器係數能夠根據輸入信號的統計特性自動調整。 LMS算法： 詳細講解最小均方（LMS）算法，這是最常用和最簡單的自適應濾波器算法，並分析其收斂性。 應用場景： 簡述自適應濾波器在噪聲抵消、迴聲消除、信道均衡等方麵的應用。 多速率信號處理概述： 介紹多速率信號處理的基本概念，包括抽取（decimation）和插值（interpolation）。 多速率信號處理的應用： 簡要說明其在通信係統、音頻處理、圖像處理等領域的應用。 本書特色： 結構清晰，邏輯嚴謹： 從基礎概念到高級應用，層層遞進，確保讀者能夠逐步建立完整的知識體係。 理論與實踐並重： 深入講解數學原理，同時結閤豐富的圖示和實際應用案例，增強理解的直觀性。 深入細節，剖析原理： 對於核心概念和重要公式，進行詳細的推導和解釋，幫助讀者透徹理解背後的數學原理。 麵嚮廣泛讀者： 無論是通信工程、電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生，還是從事相關領域工作的工程師，都能從中獲益。 《信號的奧秘：從原理到應用》 將帶領您探索信號處理的奇妙世界，掌握分析、處理和理解信號的關鍵技術，為解決實際工程問題奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排，體現齣一種非常成熟的教學體係構建思路。它並非簡單地將知識點堆砌起來，而是構建瞭一個邏輯嚴密、層層遞進的知識框架。從最基礎的采樣定理和量化噪聲講起，逐步過渡到Z域分析和數字濾波器設計，最後收尾於先進的譜分析技術。這種結構的好處在於，它確保瞭讀者在學習後續更復雜的章節之前，已經牢固掌握瞭前置知識。我注意到，在每一章的末尾，作者都精心設置瞭“本章小結”和“思考與拓展”兩個部分。前者是對核心概念的快速迴顧，非常適閤考前衝刺；後者則提供瞭深入研究的方嚮和一些開放性的問題，極大地激發瞭我的好奇心和進一步探索的欲望。這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，它知道何時該放慢腳步鞏固基礎，何時該適度加速探索前沿，這種掌控節奏的能力，是衡量一本優秀參考書的關鍵指標。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和印刷質量來看，這本書絕對是值得收藏級彆的。紙張的選擇非常考究，不是那種廉價的反光紙，而是帶有柔和啞光質感的，使得即便是長時間翻閱，也不會感到刺眼。裝訂也十分牢固，我翻閱得非常頻繁，經常需要將書本攤平到特定章節進行對照學習，它依然保持著良好的形態，沒有齣現書頁鬆動的情況。更讓我驚喜的是，書中的所有圖錶，無論是波形圖、頻譜圖還是流程圖，都清晰銳利，綫條和文字的灰度過渡非常自然，幾乎沒有齣現任何模糊或油墨擴散的現象。在技術書籍中，圖錶質量直接決定瞭學習效率，這一點上，這本書的齣版方顯然是下瞭大功夫的。我把這本書放在書架上，它的外觀本身也是一種激勵，時刻提醒著我麵前的這份知識財富是如此的厚重和精緻。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我是一個對數學推導有一定畏懼心理的人，尤其是在麵對高等的離散隨機過程時，常常感到力不從心。然而，這本書在處理這些高階數學工具時，展現齣瞭一種非常高明的平衡藝術。它既沒有為瞭追求數學的嚴謹性而將推導過程復雜到令人望而卻步，也沒有因為追求易讀性而犧牲掉關鍵的數學邏輯鏈條。在我看來，作者采取瞭一種“先給齣直觀理解，再補充關鍵推導”的策略。例如，在講解維納濾波器的最小均方誤差原理時，它首先用圖形化的方式解釋瞭為什麼要“正交性”這個條件，這極大地幫助我建立瞭對算法的整體認知。隨後，它纔展現瞭那些必要的矩陣運算和梯度下降的步驟。這種處理方式，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度，使得即便是對數學不那麼自信的讀者，也能有信心去深入理解這些復雜算法的底層邏輯，而不是停留在“背公式”的層麵。這種對讀者學習體驗的關懷，是這本書最打動我的地方之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實戰應用案例部分，可以說是我認為它超越瞭許多同類參考書的決定性因素。很多理論書籍讀起來乾巴巴的，知道原理卻不知道怎麼落地。而這本書在這方麵做得非常齣色，它沒有停留在理論的空中樓閣，而是緊密結閤瞭實際工程中的需求。我特彆關注瞭關於濾波器設計的那幾個章節，它不僅詳細講解瞭巴特沃斯、切比雪夫等經典濾波器的理論設計流程，更重要的是，它還配上瞭詳細的參數選擇依據和仿真結果分析。我嘗試著按照書中的步驟，用MATLAB復現瞭其中一個數字帶通濾波器的設計案例，發現其講解的嚴密性，使得仿真結果與預期高度吻閤。這對於我們這些渴望將理論知識快速轉化為工程能力的學習者來說，價值無可估量。作者似乎非常理解讀者在實際工作中會遇到的痛點，總能在關鍵節點提供那種“原來如此”的頓悟感。如果說理論是骨架，那麼這些豐富的案例就是血肉，讓整個學科鮮活瞭起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭非常深刻的印象，那種深沉的藍色調，配上醒目的白色字體，立刻就讓人感受到一種嚴謹和專業的氛圍。我喜歡這種設計風格，它不像市麵上很多教材那樣花裏鬍哨，而是非常務實地傳達齣內容的核心——技術和深度。在內容上，我最欣賞的是作者在講解復雜理論時所展現齣的耐心和清晰度。比如在分析傅裏葉變換的性質時，很多教科書往往隻是簡單羅列公式，但這本書卻用瞭大量的篇幅，通過圖示和具體的例子，一步步引導讀者理解其背後的物理意義和數學本質。尤其是對於初學者來說，這種循序漸進的講解方式，簡直是救星。我記得有一次在啃一個關於Z變換收斂域的問題時，我卡瞭好幾天，幾乎要放棄，但翻閱到這本書的相應章節後，作者巧妙地引入瞭一個類比，瞬間點亮瞭我的思路。這本書的排版也很舒服，字號適中，行距閤理，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。可以說，光是閱讀這本書的體驗，就已經是一種享受瞭，更彆提它所蘊含的寶貴知識瞭。