離散信號處理與應用/普通高等教育電氣電子類工程應用型“十二五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹繼華，孟慶國，楊旭 著

圖書標籤:

• 離散信號處理
• 數字信號處理
• 信號與係統
• 工程應用
• 通信工程
• 電子工程
• 模式識彆
• 圖像處理
• 濾波算法
• 傅裏葉變換

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111428770

版次：1

商品編碼：11315555

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電氣電子類工程應用型"十二五"規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-09-01

頁數：284

內容簡介

　　《離散信號處理與應用/普通高等教育電氣電子類工程應用型“十二五”規劃教材》根據實際工程應用並結閤具體實例，詳細介紹瞭數字信號處理的基本理論和相關技術。全書共分九章，分彆是離散時間信號和離散時間係統、離散時間信號的頻域分析（包括離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT））、快速傅裏葉變換（FFT）、數字濾波器結構、無限衝激響應濾波器的設計、有限衝激響應濾波器的設計、上機實驗、數字信號處理的實踐應用和課程設計。
　　為瞭使讀者掌握數字信號處理兩大係統（頻譜分析係統和濾波器係統）的設計和仿真技術，給齣瞭用MATLAB語言編程的上機實驗指導和課程設計指導；為瞭加強學生動手能力的培養，在實踐應用部分給齣瞭兩個實際應用係統，並要求用硬件實現。
　　《離散信號處理與應用/普通高等教育電氣電子類工程應用型“十二五”規劃教材》可作為高等院校通信與電子信息類專業本科生教材，也可作為從事數字信號處理的科技人員的參考書。

目錄

前言
第1章 離散時間信號和離散時間係統
1.1 引言
1.2 離散時間信號——序列
1.3 序列的復數項級數錶示
1.4 離散時間係統
1.5 係統的差分方程和狀態空間
1.6 連續時間信號的采樣
習題

第2章 離散時間傅裏葉變換和離散傅裏葉變換
2.1 引言
2.2 離散時間傅裏葉變換
2.3 對傅裏葉變換采樣
2.4 離散傅裏葉變換
2.5 離散傅裏葉變換的性質
2.6 循環捲積與綫性捲積的關係
2.7 利用離散傅裏葉變換對信號進行頻譜分析
習題

第3章 快速傅裏葉變換
3.1 引言
3.2 按時間抽取的快速傅裏葉變換算法
3.3 按時間抽取的快速傅裏葉變換的數學錶示
3.4 按頻率抽取的快速傅裏葉變換算法
3.5 按頻率抽取的快速傅裏葉變換算法的數學錶示
3.6 組閤數的快速傅裏葉變換算法
3.7 基4和分裂基快速傅裏葉變換算法
3.8 綫性調頻z變換算法
習題

第4章 數字濾波器的基本結構
4.1 引言
4.2 無限衝激響應係統的基本網絡結構
4.3 有限衝激響應係統的基本網絡結構
4.4 綫性相位有限衝激響應係統的網絡結構
4.5 有限衝激響應係統的頻率抽樣結構
4.6 格形濾波器
習題

第5章 無限衝激響應數字濾波器的設計
5.1 概述
5.2 模擬濾波器的設計
5.3 設計無限衝激響應數字濾波器的衝激響應不變法
5.4 設計無限衝激響應數字濾波器的雙綫性變換法
5.5 數字高通、帶通、帶阻濾波器的設計
5.6 無限衝激響應濾波器的頻域直接設計法
習題

第6章 有限衝激響應濾波器的設計
6.1 概述
6.2 綫性相位有限衝激響應數字濾波器的條件、特點
6.3 窗函數法設計綫性相位有限衝激響應數字濾波器
6.4 有限衝激響應數字濾波器的頻率抽樣設計法
6.5 設計有限衝激響應數字濾波器的等波紋逼近法
習題

第7章 離散信號處理實驗
7.1 實驗1離散時間信號分析
7.2 實驗2離散時間係統分析
7.3 實驗3用FFT進行譜分析
7.4 實驗4利用FFT實現快速捲積
7.5 實驗5IIR數字濾波器的設計
7.6 實驗6FIR數字濾波器的設計
7.7 實驗7重抽樣及頻譜分析

第8章 數字信號處理的實踐應用
8.1 數據通信的時鍾恢復係統設計與製作
8.2 基於SOC的FFT頻譜分析儀的設計與製作

第9章 課程設計
9.1 課程設計的目的
9.2 課程設計的任務和步驟
9.3 課程設計的原理及設計方案
9.4 課程設計總結
參考文獻

前言/序言

離散信號處理與應用：揭示數字世界的語言 我們身處的現代世界，無時無刻不被海量的信息所包裹。從手機屏幕上閃爍的圖像、流淌的音樂，到醫學影像的診斷、工業生産的控製，再到通信網絡的連接、傳感器數據的分析，這一切的背後，都離不開一個核心的概念——信號。而這些信號，在經過采樣、量化等過程後，便成為瞭我們所稱的“離散信號”。《離散信號處理與應用》這本書，正是深入探討這一關鍵領域，並揭示其如何驅動我們數字世界運轉的權威指南。 本書並非一本枯燥的技術手冊，而是一場引人入勝的探索之旅，它將帶領讀者穿越信號的海洋，理解離散信號的本質，掌握其處理的精妙方法，並最終領略其在現實世界中無處不在的應用。它旨在為電氣工程、電子信息工程、通信工程、自動化以及相關領域的學子和工程師提供堅實的理論基礎和實用的技術指導，助其成為駕馭數字信號的專傢。 核心內容梳理： 本書的體係結構嚴謹且邏輯清晰，從最基礎的概念齣發，逐步深入到復雜的理論和實際應用。 第一部分：離散信號的基石——理解信號的本質 在深入探討處理技術之前，我們首先需要建立對離散信號的深刻理解。這部分內容將為讀者打下堅實的基礎。 信號的起源與分類： 我們將追溯信號的定義，理解連續信號與離散信號的區彆，以及它們各自的特點。例如，連續信號如同平滑流動的河水，而離散信號則像是被切割成一個個水滴。我們將討論離散信號的形成過程，即采樣，並解釋奈奎斯特采樣定理這一關鍵原理，它告訴我們如何纔能在不丟失原始信息的情況下，將連續信號轉化為離散信號。 離散信號的數學描述： 為瞭精確地分析和處理離散信號，數學語言是必不可少的。本書將介紹描述離散信號的基本數學工具，包括序列、捲積、傅裏葉變換等。我們將深入理解離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）的原理，它們是將時域信號轉換為頻域錶示的關鍵，從而幫助我們分析信號的頻率成分。 離散係統： 信號的意義在於其所承載的信息，而處理信號的載體則是離散係統。我們將學習如何描述和分類離散係統，例如綫性時不變（LTI）係統，這是信號處理中最常見也最重要的係統模型。通過理解係統的衝激響應和捲積運算，我們可以預測係統對任意輸入信號的輸齣。 第二部分：離散信號的處理利器——算法與技術 掌握瞭離散信號的本質，我們便可以開始學習如何對其進行有效的處理。這部分是本書的核心技術篇章。 數字濾波器的設計與實現： 濾波是信號處理中最基本也最重要的操作之一，它能夠去除信號中的噪聲，提取感興趣的頻率成分。本書將詳細介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將學習它們的原理、設計方法（如巴特沃斯、切比雪夫、凱元濾波器等）以及如何在實際中實現它們。讀者將瞭解到如何根據具體的應用需求，選擇和設計最適閤的濾波器。 傅裏葉變換及其在信號分析中的應用： 傅裏葉變換將信號從時域轉換到頻域，揭示瞭信號的頻率組成，這對於理解信號的特性至關重要。本書將深入探討離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法——快速傅裏葉變換（FFT）。FFT以其高效的計算能力，極大地推動瞭數字信號處理的發展。我們將學習如何利用FFT進行頻譜分析，識彆信號的諧波成分，以及進行其他頻率相關的分析。 Z變換： Z變換是離散時間信號處理中的一個強大數學工具，它將離散時間序列轉換為復變量z的函數，為分析離散係統和設計濾波器提供瞭另一種視角。本書將詳細介紹Z變換的性質、逆Z變換以及如何利用Z變換來分析係統的穩定性、頻率響應等。 采樣理論的深入探討： 在第一部分我們已經接觸瞭采樣定理，在這一部分，我們將更深入地探討過采樣、欠采樣、混疊等現象，以及如何通過抗混疊濾波器來解決這些問題，確保信號的準確還原。 第三部分：離散信號的廣闊天地——現實世界的應用 理論的價值在於其應用。本書的第三部分將帶領讀者走進離散信號處理的廣闊應用領域，展示其在各個行業的實際價值。 通信係統： 在現代通信係統中，離散信號處理無處不在。從數字電視、手機通信到無綫網絡，信號的調製、解調、編碼、解碼等關鍵環節都離不開離散信號處理技術。本書將介紹數字通信中的一些基本概念，例如ASK、FSK、PSK等調製方式，以及如何利用濾波器和FFT來優化信號的傳輸和接收。 音頻與圖像處理： 我們每天接觸的音頻和圖像，本質上都是由離散信號組成的。本書將探討如何利用離散信號處理技術來提升音頻的質量（如降噪、迴聲消除），壓縮音頻文件（如MP3），以及處理圖像（如邊緣檢測、圖像增強、圖像壓縮）。讀者將瞭解到JPEG、MPEG等壓縮標準的背後原理。 生物醫學工程： 在醫療領域，離散信號處理的應用同樣至關重要。心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物信號的采集和分析，醫學影像（如CT、MRI）的重構和處理，都離不開精密的離散信號處理算法。本書將介紹一些生物醫學信號的特點以及相關的處理方法。 自動控製係統： 在工業自動化和機器人領域，傳感器采集到的信息需要經過離散信號處理後纔能被控製器用於決策和執行。數字PID控製器、狀態空間分析等都與離散信號處理密切相關。 其他前沿應用： 除瞭上述經典應用，本書還將簡要介紹離散信號處理在人工智能、機器學習、大數據分析等新興領域中的作用，展示其不斷拓展的生命力。 學習本書的收獲： 通過係統學習《離散信號處理與應用》，讀者將能夠： 建立紮實的理論基礎： 深刻理解離散信號和離散係統的基本原理、數學描述和分析方法。 掌握核心的處理技術： 熟練掌握數字濾波器的設計與實現、傅裏葉變換及其快速算法的應用、Z變換的運用等。 領略廣泛的應用前景： 認識離散信號處理在通信、音頻、圖像、生物醫學、控製等眾多領域的實際應用，並能夠將其應用於解決實際問題。 培養解決問題的能力： 學習如何分析和處理實際的信號數據，為進一步的專業學習和職業發展打下堅實基礎。 本書特色： 本書在內容安排和教學方法上，充分考慮瞭電氣電子類工程應用型人纔的培養需求，注重理論與實踐相結閤。 理論嚴謹，深入淺齣： 在保證理論嚴謹性的同時，力求錶達清晰易懂，避免過於晦澀的數學推導，側重於概念的理解和方法的掌握。 例題豐富，貼近實際： 大量精心設計的例題，覆蓋瞭理論知識的各個方麵，並且貼近工程實際，幫助讀者鞏固所學知識，並瞭解其在實際中的應用。 案例分析，啓發思維： 通過對實際應用的案例分析，幫助讀者理解離散信號處理的強大威力，激發學習興趣，並培養分析和解決工程問題的能力。 強調工程應用： 緊密結閤“十二五”規劃教材的定位，始終圍繞工程應用展開，旨在培養具備實際動手能力和解決工程問題能力的專業人纔。 總之，《離散信號處理與應用》不僅僅是一本書，它更是通往理解和掌握數字世界奧秘的一把鑰匙。它將點燃你對信號處理的熱情，為你打開一扇通往廣闊技術領域的大門，讓你能夠在這個信息爆炸的時代，自信地駕馭數字信號，創造無限可能。無論你是初涉此領域的研究生，還是希望提升專業技能的工程師，本書都將是你不可或缺的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來非常學術，一看就知道是麵嚮高校教學的，尤其是電氣電子工程類專業。我當初選這本書，主要是因為它的名字裏提到瞭“應用型”，這讓我覺得它不隻是枯燥的理論堆砌，而是會結閤實際工程問題來講解離散信號處理的知識。畢竟，對於我們這些未來的工程師來說，理論學得再好，最終還是要落地到實際項目中去。我一直對通信係統、圖像處理等領域非常感興趣，而離散信號處理正是這些領域的基礎。我期待這本書能清晰地闡述傅裏葉變換、Z變換、捲積、濾波等核心概念，並且能提供一些實際的案例分析，比如如何利用這些工具去設計一個簡單的濾波器，或者如何分析一段離散的音頻信號。如果書中能包含一些代碼示例，那就更完美瞭，這樣我們可以直接動手實踐，加深對理論的理解。我對書中會涉及到哪些具體的應用場景有些好奇，是音頻、視頻、還是控製係統？希望它能覆蓋到我們專業領域內最常用的一些方麵。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我首先注意到的是它的目錄結構，感覺非常係統化，涵蓋瞭從基礎的采樣和量化，到高級的濾波器設計和譜分析等一係列重要的主題。我尤其關注瞭關於“應用”的部分，雖然書名中帶有“應用”，但它更像是在為應用“打基礎”。書中並沒有直接給齣某個具體行業的應用案例，比如具體的通信係統設計或者醫療器械的信號處理，而是側重於講解實現這些應用所必需的理論知識和方法。例如，在講解自相關函數和互相關函數時，它就為理解信號的周期性、隨機性和它們之間的關係奠定瞭基礎，而這些是很多高級應用的前提。我個人認為，這本書的價值在於它為讀者提供瞭一個學習信號處理的“路綫圖”，讓你知道需要掌握哪些關鍵技能，理解哪些核心概念，纔能最終走嚮實際的應用。如果你是那種喜歡刨根問底，想把每個知識點都弄明白的人，這本書會非常適閤你。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是一本非常“老派”的教材，它迴歸到瞭信號處理最核心的數學基礎。在我看來，它的最大優點在於其嚴謹性和完整性。它沒有追求花哨的圖錶或者時髦的應用案例，而是沉下心來，把離散信號處理的每一個重要概念都梳理得井井有條。我印象特彆深刻的是關於綫性時不變係統（LTI）的講解，從衝激響應的定義到捲積定理的證明，再到它在係統分析中的廣泛應用，都講解得非常透徹。這本書讓我明白瞭，很多看似復雜的工程問題，背後往往都有著清晰的數學原理支撐。我發現書中對於各種變換的性質分析非常詳細，比如傅裏葉變換的移位性質、尺度性質等，這些都是理解和應用信號處理工具的關鍵。雖然它可能不像一些“速成”類的書籍那樣立竿見影，但它提供瞭一個非常堅實的理論基礎，讓你可以舉一反三，解決更多未知的信號處理難題。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始對這本書的期望是能更側重於實際應用，例如介紹一些現成的算法庫或者編程技巧。但讀完之後，我發現它更多的是在講解信號處理的“內功心法”。書中花瞭大量的篇幅在數學推導和理論分析上，對於如何從零開始設計一個信號處理係統，如何理解各種算法的優劣，有著非常深入的闡述。這可能對於一些想快速上手解決工程問題的同學來說，會覺得有點“不夠接地氣”。然而，從長遠來看，這種深入的理解對於工程師來說是至關重要的。它讓我們知道為什麼某個算法有效，它的局限性在哪裏，而不是僅僅把它當成一個“黑箱”使用。比如，關於隨機信號的處理部分，書中對各種統計量的計算和分析進行瞭詳細介紹，這對於理解噪聲的影響和進行係統優化非常有指導意義。總的來說，這本書更適閤那些想在信號處理領域深入研究，或者需要理解底層原理的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本《離散信號處理與應用》後，感覺它確實是一本紮實的教材。書中對信號處理的基本原理進行瞭非常細緻的推導，從采樣定理的由來，到各種變換的性質，都講解得非常到位。我特彆喜歡它在講解某個概念時，會先從基本定義講起，然後逐步深入，分析其數學推導過程，最後再給齣實際應用中的意義。這種循序漸進的學習方式，對於我這樣基礎相對薄弱的學習者來說非常有幫助。有時候，一些概念，比如數字濾波器的設計，光看公式很容易感到茫然，但書中通過一些圖示和簡單的例子，就把復雜的設計流程變得清晰易懂。我還在書中看到瞭關於誤差分析和係統穩定性的討論，這對於我們進行實際係統設計時非常重要，能夠幫助我們規避一些潛在的問題。當然，理論性強有時也意味著需要投入大量的時間去理解和消化，但我覺得為瞭打下堅實的基礎，這是值得的。