MATLAB辅助现代工程数字信号处理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李益华 著

图书标签:

• MATLAB
• 数字信号处理
• 信号处理
• 工程
• 现代工程
• 算法
• 通信
• 图像处理
• 控制
• 第2版

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560624174

版次：2

商品编码：10282977

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-08-01

用纸：胶版纸

页数：306

字数：465000

内容简介

《MATLAB辅助现代工程数字信号处理（第2版）》系统地阐述了现代工程数字信号处理的基本原理和实现方法，并使用MATLAB语言结合大量工程实例，剖析了数字信号处理的仿真实现过程。 全书共10章，内容主要包括确定性信号处理与随机信号处理两大部分。确定性信号处理包括离散时间信号与系统、频域分析方法、数字滤波器的分析与设计以及多采样率信号处理；随机信号处理包括平稳随机信号分析、功率谱估计、非平稳随机信号分析与处
理、自适应滤波以及高阶谱分析。��
《MATLAB辅助现代工程数字信号处理（第2版）》可作为高等学校数字信号处理等相关课程的教材或参考书，也可作为从事信号处理及相关领域的工程技术人员的工具书。

目录

第1章 数字信号处理与离散时间系统
1.1 数字信号处理概述
1.1.1 数字信号处理的理论基础
1.1.2 数字信号处理的实现
1.1.3 数字信号处理的应用
1.2 信号与系统
1.2.1 连续时间信号和离散时间信号
1.2.2 确定性信号与随机信号
1.2.3 能量信号与功率信号
1.2.4 数字信号处理系统的基本组成
1.2.5 模数转换和数模转换
1.3 离散时间信号
1.3.1 典型离散时间信号
1.3.2 离散时间信号的运算
1.3.3 MATLAB常用信号生成函数
1.4 离散时间系统
1.4.1 离散时间系统的基本概念
1.4.2 离散时间线性时不变系统的分析
1.4.3 离散时间系统的差分方程描述
1.4.4 离散时间信号的相关性
1.4.5 离散时间系统的MATLAB描述
1.5 小结
习题
第2章 离散时间信号与系统的频域分析
2.1 离散时间序列的傅里叶变换（DTFT）
2.1.1 DTFT的定义
2.1.2 DTFT的性质
2.2 离散周期信号的傅里叶级数（DFS）
2.2.1 DFS的定义
2.2.2 DFS的性质
2.3 离散傅里叶变换（DFT）
2.3.1 DFT的定义
2.3.2 DFT的性质
2.3.3 DFT的应用
2.4 快速傅里叶变换（FFT）
2.4.1 FFT的基本思想
2.4.2 FFT算法及其实现
2.4.3 FFT的应用
2.5 Z变换
2.5.1 Z变换的定义
2.5.2 Z变换的收敛域
2.5.3 Z变换的性质
2.5.4 逆Z变换
2.5.5 利用Z变换求解差分方程
2.6 线性时不变离散系统的频域分析
2.6.1 离散系统的系统函数
2.6.2 离散系统的频率响应
2.7 小结
习题
第3章 数字滤波器的结构与分析
3.1 数字滤波器及其实现
3.1.1 数字滤波器概述
3.1.2 数字滤波器的分类与实现
3.1.3 数字滤波器的运算结构
3.1.4 数字滤波器的MATLAB实现
3.2 IIR数字滤波器的基本结构
3.2.1 直接型结构
3.2.2 级联型结构
3.2.3 并联型结构
3.3 FIR数字滤波器的基本结构
3.3.1 直接型结构
3.3.2 级联型结构
3.3.3 线性相位型结构
3.3.4 频率采样型结构
3.4 数字滤波器的格型结构
3.4.1 全零点滤波器的格型结构
3.4.2 全极点滤波器的格型结构
3.4.3 零极点滤波器的格型结构
3.5 数字滤波器的MATLAB时频分析
3.5.1 时域分析
3.5.2 频域分析
3.6 数字滤波器的量化效应
3.6.1 二进制数的表示
3.6.2 定点制的量化误差
3.6.3 A/D变换的量化效应
3.6.4 有限字长运算对数字滤波器的影响
3.6.5 舍入效应引起的极限环振荡
3.6.6 系数量化对滤波器系数的影响
3.7 小结
习题
第4章 工程数字滤波器设计
4.1 数字滤波器的技术指标与设计方法
4.1.1 数字滤波器的技术指标
4.1.2 数字滤波器的设计方法
4.2 无限冲激响应（IIR）数字滤波器的设计
4.2.1 IIR滤波器的经典设计
4.2.2 IIR滤波器的直接设计
4.2.3 最大平滑IIR数字滤波器设计
4.3 有限冲激响应（FIR）数字滤波器的设计
4.3.1 窗函数法设计FIR滤波器
4.3.2 频率采样法设计FIR滤波器
4.3.3 最优化法设计FIR滤波器
4.3.4 约束最小二乘FIR滤波器
4.3.5 任意响应法设计FIR滤波器
4.4 小结
习题
第5章 多采样率数字信号处理
5.1 信号的抽取与内插
5.1.1 信号的整数倍抽取
5.1.2 信号的整数倍内插
5.2 有理因子采样率转换
5.3 采样率转换的滤波器实现
5.3.1 抽取采样率转换的滤波器实现
5.3.2 内插采样率转换的滤波器实现
5.3.3 有理因子采样率转换的滤波器实现
5.4 数字滤波器组
5.4.1 均匀滤波器组
5.4.2 复用转接器
5.4.3 正交镜像滤波器组
5.5 小结
习题
第6章 平稳随机信号处理与分析
6.1 随机信号及其处理
6.1.1 随机信号处理的发展历程
6.1.2 随机信号及其特征描述
6.2 平稳随机信号的时域描述
6.2.1 平稳随机信号的数字特征
6.2.2 相关函数和协方差
6.2.3 平稳随机信号的各态遍历性
6.3 平稳随机信号的频域描述
6.4 线性系统对随机信号的响应
6.4.1 自相关函数及自功率谱
6.4.2 互相关函数和互功率谱
6.5 平稳随机信号的模型
6.5.1 ARMA模型
6.5.2 MA模型
6.5.3 AR模型
.6 小结
习题
第7章 功率谱估计
7.1 功率谱估计及其分析方法
7.2 经典谱估计法
7.2.1 自相关函数估计法
7.2.2 周期图法
7.3 改进的非参数化方法
7.3.1 分段平均周期图法
7.3.2 加窗平均周期图法
7.3.3 Welch法
7.3.4 多窗口法
7.4 模型参数化方法
7.4.1 AR模型法
7.4.2 最大熵功率谱估计法
7.4.3 Levinson－Durbin递推算法
7.4.4 Burg递推算法
7.5 自相关矩阵的本征分析法
7.6 小结
习题
第8章 非平稳信号分析与处理
8.1 短时傅里叶变换
8.1.1 时域窗法
8.1.2 频域窗法
8.1.3 窗函数的选取
8.1.4 时频分析的MATLAB实现
8.2 维格纳时频分布
8.2.1 连续时间维格纳分布
8.2.2 离散时间维格纳分布
8.2.3 时频分布的MATLAB实现
8.3 小波变换
8.3.1 连续小波变换
8.3.2 离散小波变换
8.3.3 小波变换在突变信号检测中的应用
8.4 小结
习题
第9章 线性预测与自适应滤波
9.1 维纳滤波器
9.1.1 维纳滤波器的时域分析
9.1.2 维纳滤波器的频域分析
9.1.3 维纳预测器
9.2 卡尔曼滤波
9.2.1 离散状态方程
9.2.2 量测方程
9.2.3 卡尔曼滤波的基本递推算法
9.3 卡尔曼滤波在信号处理中的应用
9.3.1 目标跟踪的卡尔曼滤波
9.3.2 机动模型的滤波跟踪
9.4 自适应滤波器
9.4.1 自适应线性滤波器
9.4.2 LMS算法
9.4.3 归一化LMS算法
9.5 自适应滤波在信号处理中的应用
9.5.1 系统辨识
9.5.2 自适应噪声抵消器
9.5.3 自适应信号分离器
9.5.4 自适应陷波器
9.6 小结
习题
第10章 随机信号的高阶谱分析
10.1 高阶累积量与高阶谱
10.1.1 累积量
10.1.2 高阶谱
10.2 累积量与双谱的性质
10.2.1 累积量的性质
10.2.2 双谱及其性质
10.3 双谱估计
10.3.1 非参数化双谱估计
10.3.2 参数化双谱估计
10.4 高阶谱分析的应用
10.4.1 利用双谱进行时延估计
10.4.2 噪声中信号的检测
10.5 小结
习题
附录A 数字信号处理工具箱函数
附录B MATLAB常用命令
附录C 矩阵运算和傅里叶变换
参考文献 ��

前言/序言

《现代工程信号处理：理论、方法与实践》 简介 在瞬息万变的工程技术领域，对信号的精准理解、分析与处理是解锁复杂系统性能、驱动创新应用的核心能力。从通信系统到生物医学工程，从航空航天到自动控制，信号无处不在，它们承载着信息，反映着系统状态，是工程师与工程师所处的物理世界进行交互的关键媒介。《现代工程信号处理：理论、方法与实践》一书，旨在为广大工程技术人员、研究学者及相关专业学生提供一套全面、深入且与时俱进的信号处理知识体系。本书不仅强调理论基础的严谨构建，更注重实践操作的指导性，力求打通理论与应用的壁垒，使读者能够自信地将所学知识应用于实际工程问题之中。 本书的编写秉持“循序渐进、由浅入深、理论与实践并重”的原则。我们深知信号处理领域的广阔与深邃，因此，本书从最基本的信号概念入手，逐步引导读者穿越时域、频域，直至理解离散时间信号处理的精髓。我们力求用清晰的语言、直观的图示以及严谨的数学推导，来阐释信号处理的各项核心概念和方法。 核心内容概览： 第一部分：信号的基石与分析 第一章 信号的本质与分类： 本章将深入探讨连续时间信号与离散时间信号的定义、特性及相互转换。我们将介绍周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号、奇函数与偶函数等基本概念，为后续的分析奠定坚实基础。此外，还将简要介绍信号的表示方法，包括数学表达式、图形表示以及采样等重要概念。 第二章 信号的时域分析： 时域分析是理解信号行为的直接方式。本章将重点介绍卷积运算，这是线性时不变（LTI）系统分析的核心工具，通过详细的数学推导和算例，使读者深刻理解卷积的物理意义及其在系统响应计算中的作用。同时，还将探讨信号的幅度、能量和功率等时域特性。 第三章 傅里叶级数与傅里叶变换： 傅里叶分析是信号处理中最强大、最具革命性的工具之一，它将信号分解为一系列正弦和余弦分量的叠加，揭示了信号的频率成分。本章将系统介绍傅里叶级数（用于周期信号）和傅里叶变换（用于非周期信号）的原理、性质及其计算方法。我们将深入探讨傅里叶变换的收敛性、对称性、尺度变换、时移与频移等重要性质，以及它们在信号分析中的应用。 第四章 信号的采样与重建： 离散时间信号处理是现代数字信号处理的基础。本章将详细阐述连续时间信号采样化为离散时间信号的过程。我们将深入探讨奈奎斯特-香农采样定理，解释其重要性以及欠采样和过采样的影响。同时，本章还将介绍插值技术，用于从离散时间信号中重建原始连续信号，并分析采样与重建过程中的失真现象及其避免方法。 第二部分：离散时间信号处理的核心理论 第五章 Z变换： Z变换是离散时间LTI系统分析的强大工具，类似于连续时间系统的拉普拉斯变换。本章将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性，以及Z变换的性质，如线性性、时移、尺度变换、卷积定理等。通过Z变换，我们可以将复杂的差分方程转化为代数方程，极大地简化系统分析。 第六章 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是将一个有限长度的离散时间信号分解为其离散频率分量的数学工具。本章将介绍DFT的定义、性质及其在频域分析中的应用。我们将重点讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，这是计算DFT的高效方法，它极大地降低了计算复杂度，使得大批量数据的高速傅里叶分析成为可能，是现代信号处理领域不可或缺的技术。 第七章 离散时间线性时不变（LTI）系统： 本章将深入探讨LTI系统的基本性质，包括因果性、稳定性、记忆性等。我们将分析LTI系统在时域和频域的表示方法，特别是使用差分方程和频率响应来描述系统特性。通过Z变换，我们将能够方便地分析LTI系统的稳定性，并理解系统对不同频率信号的处理方式。 第三部分：数字滤波器的设计与应用 第八章 数字滤波器概述： 数字滤波器是信号处理中用于选择或抑制特定频率成分的关键工具。本章将介绍滤波器的基本概念、分类（如FIR滤波器与IIR滤波器）以及滤波器的主要技术指标，如通带、阻带、过渡带、幅度响应和相位响应等。 第九章 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器具有良好的稳定性和线性相位特性，是数字信号处理中广泛应用的滤波器类型。本章将介绍多种FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。我们将详细分析不同窗函数的特性及其对滤波器性能的影响，并通过实例演示滤波器的设计过程。 第十章 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器通常能以较低的阶数实现理想的滤波特性，但在设计和稳定性方面需要更精细的考虑。本章将介绍IIR滤波器的设计方法，包括将模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）转换为数字滤波器的方法，如脉冲不变法和双线性变换法。我们将分析不同模拟原型滤波器的特性，以及它们在转换为数字滤波器后的性能表现。 第四部分：现代信号处理的高级主题与实践 十一章 谱估计： 谱估计是根据观测到的信号样本来估计信号的功率谱密度。本章将介绍多种谱估计方法，包括经典谱估计（如周期图法、Welch法）和现代谱估计（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。我们将分析不同方法的优缺点，以及它们在实际应用中的选择依据。 十二章 自适应滤波器： 自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数，以达到最优的滤波效果。本章将介绍自适应滤波器的基本原理，重点讲解最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法。我们将探讨自适应滤波器的应用，如噪声消除、均衡、系统辨识等。 十三章 时频分析： 传统的傅里叶分析在处理非平稳信号时会丢失时间信息。时频分析技术（如短时傅里叶变换、小波变换）能够同时展现信号在时间和频率上的变化特性。本章将介绍时频分析的基本概念，并重点讲解小波变换的原理、多分辨率分析以及其在信号去噪、特征提取等领域的应用。 十四章 信号处理在工程中的应用案例： 为了巩固所学知识并展示信号处理的实际价值，本章将精选多个典型工程应用案例，深入剖析信号处理技术如何在实际问题中发挥作用。我们将涵盖语音信号处理（如语音识别、语音编码）、图像信号处理（如图像压缩、边缘检测）、通信信号处理（如调制解调、信道均衡）、生物医学信号处理（如心电图、脑电图分析）等领域。通过这些案例，读者将能更直观地理解信号处理方法的设计思路、实现步骤以及最终的工程效益。 本书特色： 理论体系完整： 涵盖了从基础概念到高级应用的信号处理核心理论，构建了严谨的知识框架。 数学推导清晰： 关键概念和定理的推导过程详细严谨，便于读者深入理解其数学本质。 实例丰富多样： 贯穿全书的算例和应用案例，将抽象的理论与具体的工程实践紧密结合。 语言通俗易懂： 避免使用过于晦涩的专业术语，力求用清晰、准确的语言阐述复杂的概念。 注重实践指导： 旨在培养读者的分析问题、解决问题的能力，使之能独立运用信号处理技术应对工程挑战。 《现代工程信号处理：理论、方法与实践》不仅是一本教科书，更是一本工程师的案头参考书。无论您是初次接触信号处理领域的学生，还是寻求提升专业技能的资深工程师，本书都将是您探索信号处理奥秘、驾驭复杂工程问题的可靠伙伴。我们相信，通过本书的学习，读者将能够深刻领会信号处理的魅力，并将其创造性地应用于未来的工程实践中，为科技的进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为，数字信号处理就是一个纯粹的理论学科，充斥着各种晦涩的数学公式和证明，直到我遇到了这本书。它彻底颠覆了我之前的认知，让我看到了DSP在现代工程中的强大力量和无限可能。这本书的视角非常独特，它没有仅仅停留在理论的堆砌，而是将MATLAB这个强大的工程计算平台融入其中，让原本枯燥的理论变得鲜活起来。当我看到书中关于离散时间系统分析的部分，通过MATLAB的仿真，我能直观地看到系统的频率响应、相位响应，甚至可以通过改变系统参数，观察到系统输出的变化。这种“看得见摸得着”的学习方式，让我对系统稳定性、瞬态响应等概念有了更深刻的理解。而且，书中对各种经典算法的讲解，比如Z变换、卷积定理等，都配有精美的MATLAB代码和可视化结果，这让我在学习理论的同时，也能同步掌握如何用代码去实现和验证这些算法。我尤其喜欢书中关于信号采样和重建的部分，通过MATLAB的模拟，我亲眼见证了奈奎斯特采样定理的重要性，以及过采样和欠采样的后果，这对于理解数字信号处理的边界至关重要。这本书的写作风格非常严谨，但又不失通俗易懂，它巧妙地平衡了理论深度和工程实践，让我觉得学习DSP不再是一件困难的事情，反而充满了乐趣和成就感。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，数字信号处理是工程领域中最具挑战性的学科之一，它的理论抽象且公式繁多。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本教材，更像是为我打开了一扇通往数字信号处理世界的大门，而MATLAB，就是开启这扇门的金钥匙。书中的内容设计非常巧妙，它将理论知识与MATLAB的实际应用相结合，使得原本晦涩难懂的概念变得清晰明了。例如，在讲解离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）时，书中提供了详细的MATLAB代码示例，让我能够亲自去运行和观察这些算法在处理不同信号时的效率和效果。这种实践出真知的学习方式，让我对这些核心概念有了更深刻的理解，远胜于仅仅阅读理论描述。我尤其赞赏书中关于数字滤波器设计的章节，通过MATLAB的各种滤波器设计工具箱，我可以直观地比较不同类型滤波器（如低通、高通、带通、带阻）的幅频和相频特性，并且可以根据实际需求灵活调整滤波器的参数，从而实现精确的信号处理。这本书的逻辑清晰，条理分明，对于我这样希望将理论知识转化为实际工程技能的读者来说，无疑是一本宝贵的财富，它让我能够更自信地面对和解决实际工程中的信号处理难题。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我之前对信号处理的印象就是一堆枯燥的公式，直到我偶然发现了这本书。它简直就像是给冰冷的数学公式注入了生命，让数字信号处理的魅力得以充分展现。这本书的独特之处在于它对MATLAB的巧妙运用，将那些抽象的理论转化为了生动形象的可视化过程。我曾经在学习傅里叶分析时，对频谱的理解总是有些模糊，但通过书中提供的MATLAB代码，我不仅能够绘制出各种信号的频谱图，还能直观地看到不同频率成分的能量分布，甚至可以手动修改信号参数，观察频谱的实时变化。这种互动式的学习体验，让我对傅里叶变换的理解上升到了一个全新的高度。书中的内容涵盖了从基础的采样理论到复杂的现代信号处理技术，每一个部分都配有详尽的MATLAB示例，让我能够边学边练，将理论知识迅速转化为实际操作能力。我特别欣赏书中关于降噪和信号增强的章节，通过MATLAB的滤波和变换技术，我能够看到如何从充满噪声的信号中提取出有用的信息，这对于我从事音频处理工作非常有帮助。这本书就像一位耐心细致的老师，一步步引导我探索数字信号处理的奥秘，让我觉得学习这件事，也可以如此有趣和富有成效。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是打开了我理解数字信号处理新世界的一把钥匙！我之前一直觉得DSP理论像是一团乱麻，各种公式推导看得我头昏脑胀，但这本书用MATLAB这个强大的工具，把那些抽象的概念变得具象化了。比如，在讲滤波器设计的时候，我不再只是看那些巴特沃斯、切比雪夫之类的名词，而是可以直接在MATLAB里输入参数，看到不同滤波器类型在时域和频域的响应曲线，那种直观的感受，真的太重要了。而且，书中大量的代码示例，不仅仅是把公式转化为代码，更多的是教会我如何去思考，如何用MATLAB的强大功能去解决实际工程中的信号处理问题。我记得我刚开始学傅里叶变换的时候，总是搞不清楚离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的区别，以及它们在实际应用中的局限性。但是，这本书通过一个又一个的MATLAB仿真，让我清晰地看到了FFT算法如何显著提高计算效率，以及在信号频谱分析中的应用。我甚至可以自己修改参数，观察频谱的变化，这比单纯记忆公式要深刻得多。此外，书中的项目案例也非常贴合实际工程需求，从音频信号处理到图像信号处理，都给出了详细的步骤和MATLAB代码，让我能够快速上手，将理论知识应用到实践中，这对于我这样一个工程背景的读者来说，简直是福音。这本书不仅仅是教材，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我深入理解和掌握数字信号处理的精髓。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在通信领域摸爬滚打多年的工程师，我一直深感数字信号处理的重要性，但总觉得有些概念“隔靴搔痒”，难以真正融会贯通。直到翻开这本书，我才找到了那个关键的“触点”。它不仅仅是简单地罗列知识点，而是像一位经验丰富的老前辈，将自己毕生的绝学，通过MATLAB这个强大的工具，毫无保留地倾囊相授。书中的每一个章节，都紧密结合实际工程中的应用场景，比如在介绍调制解调技术时，它不仅讲解了理论原理，还通过MATLAB代码演示了不同调制方式（如ASK、FSK、PSK）在信噪比不同时的误码率表现，这让我对通信系统的设计和优化有了更直观的认识。我记得我之前对滤波器在通信系统中的作用一直模棱两可，但在书中，我通过MATLAB的仿真，清晰地看到了带通滤波器如何有效抑制带外噪声，提高信号的接收质量，以及不同滤波器类型（如FIR和IIR）在实际应用中的优劣势。这本书的精妙之处在于，它让你在解决实际问题的过程中，自然而然地习得理论知识，而不是为了学理论而学理论。这种“以用促学”的学习方式，让我受益匪浅，也极大地提升了我解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

4、

评分☆☆☆☆☆

信号处理编程的辅助教材，不错

评分☆☆☆☆☆

基于matlab的fft算法实现

评分☆☆☆☆☆

信号处理算法matlab实现的实用工具书

评分☆☆☆☆☆

书还是正版的，只不过有的书有折损

评分☆☆☆☆☆

好书一本啊，推荐大家购买

评分☆☆☆☆☆

采用simulink实现2pSK调制，并对其结果进行分析。

评分☆☆☆☆☆

书籍的包装还可以，质感很好

评分☆☆☆☆☆

设计十六进制计数器电路，要求采用matlab中simulink对该电路进行仿真实现。