DSP技术及应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈金鹰 著

图书标签:

• 数字信号处理
• DSP
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 算法
• MATLAB
• 滤波器
• 傅里叶变换
• 应用开发

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111463597

版次：2

商品编码：11533364

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：316

内容简介

DSP技术包括对数字信号处理芯片技术和数字信号处理理论研究两方面的内容，本书首先系统地介绍了最适合初学者学习的以TMS320C54x系列芯片为代表的典型DSP芯片的组织结构，然后结合汇编语言的使用方法来说明如何具体使用DSP的内部资源，最后通过实际例子介绍如何将DSP芯片技术与数字信号处理理论结合起来，用汇编语言程序实现理论研究中的算法问题。全书共分7章。第1章介绍了从模拟到数字系统的演进过程、DSP技术的应用前景和DSP系统的一般设计原则。第2章用较多的篇幅详细地介绍TMS320C54x系列芯片的内部资源和结构，这也是该系列芯片区别于其他芯片的特征所在。第3章对指令系统进行了介绍。第4章介绍了DSP软件开发过程中所涉及到的程序编写、汇编、链接和可执行目标文件的生成。第5章通过大量例子来解释常用指令的应用方法和技巧。第6章通过数字系统应用实例说明如何使用DSP芯片解决数字信号处理理论中的算法问题和工程实际问题。第7章用实验来说明DSP集成开发软件平台CCS的使用方法。本书内容适合于通信工程、电子类、仪表类、自动化类及相关专业的大专生、本科生和研究生学习，也可供其他相关专业的工程技术人员参考。

目录

第2版前言

第1版前言

第一章数字信号处理技术基础

第一节模拟系统与数字系统的比较

第二节数字信号处理器分类

第三节数字信号处理芯片的应用
范围

第四节基于DSP的应用系统设计
方法

思考题

第二章DSP芯片结构介绍

第一节TMS320C54x芯片的基本
性能

第二节TMS320C54x芯片的CPU
结构

第三节TMS320C54x芯片的内部总线
结构

第四节TMS320C54x芯片的存储器
结构

第五节TMS320C54x芯片的在片外围
电路

第六节TMS320C54x芯片的串
行口

第七节TMS320C54x芯片与外设的
接口

第八节TMS320C54x芯片的复位与
省电

第九节TMS320C54x芯片的中断

第十节TMS320C54x芯片的自举
加载

第十一节TMS320C54x芯片的
引脚

思考题

第三章DSP指令系统及特点

第一节TMS320C54x的寻址方式

第二节程序地址的生成

第三节流水线操作技术

第四节指令系统概述

思考题

第四章DSP软件开发过程

第一节汇编语言程序的编写方法

第二节汇编语言程序的汇编

第三节COFF的一般概念

第四节目标文件的链接

第五节DSP的C语言开发方法

思考题

第五章汇编语言编程举例

第一节汇编语言基本指令的
应用

第二节DSP的浮点运算方法

第三节DSP在信号发生器上的
应用

第四节用DSP实现FIR滤波器

第五节用DSP实现IIR滤波器

第六节用DSP实现FFT

思考题

第六章信号处理方法的硬件实现

第一节信号源设计

第二节线性时不变系统设计

第三节信号检测系统设计

第四节信号调制功能设计

第五节模拟电路功能设计

第六节梳状滤波器设计

思考题

第七章DSP实验

实验一基本算术运算

实验二正弦波信号发生器

实验三FIR数字滤波器

实验四快速傅里叶变换的实现

参考文献

前言/序言

《数字信号处理（第2版）》内容概述 本书全面深入地探讨了数字信号处理（DSP）的核心理论、关键技术以及在各个领域的广泛应用。全书结构清晰，由浅入深，旨在为读者构建一个扎实的DSP知识体系，并引导其掌握实际工程中的应用方法。 第一部分：DSP基础理论 本部分将从最基本的概念入手，为读者奠定坚实的DSP理论基础。 信号与系统入门： 首先，我们将回顾连续时间信号和离散时间信号的基本概念，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等。然后，介绍信号的分类和基本运算，如时移、尺度变换、反转等。在此基础上，深入讲解线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时不变性、因果性、稳定性等，并通过分析系统的冲激响应和阶跃响应来表征LTI系统的行为。 傅里叶变换与Z变换： 傅里叶变换是理解信号频谱特性的基石，我们将详细介绍傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）的定义、性质及其在信号分析中的作用。重点讲解离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的原理、计算方法以及它们之间的关系。DFT作为有限长序列的傅里叶分析工具，其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）也将得到深入的阐述，包括各种FFT算法的原理和实现。 Z变换作为连续时间傅里叶变换的推广，是分析离散时间系统频率响应和稳定性的重要工具。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的性质，以及如何利用Z变换来求解LTI系统的零输入响应和零状态响应。我们还将探讨LTI系统在Z域的频率响应，以及如何通过极零点图来分析系统的特性。 概率与随机信号处理： 现实世界中的许多信号具有随机性，因此，随机信号的处理是DSP的重要组成部分。本部分将介绍概率论的基本概念，包括随机变量、概率密度函数、累积分布函数、均值、方差等。在此基础上，深入讲解随机过程的统计特性，如自相关函数、互相关函数、功率谱密度等。我们将分析平稳随机过程和遍历随机过程的特点，以及如何利用这些特性来估计信号的功率谱。 第二部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP中最核心的应用模块之一，用于从信号中提取或去除特定频率成分。本部分将系统介绍数字滤波器的类型、设计原理和实现方法。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器因其具有较高的频率选择性和较低的计算复杂度而受到广泛应用。我们将详细介绍将模拟滤波器原型（如Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic）转换为数字IIR滤波器的常用方法，包括脉冲不变法、双线性变换法等。重点讲解这些方法的原理、优缺点以及适用范围。同时，还将介绍IIR滤波器的结构，如直接型、级联型、并联型等，并分析它们在数值稳定性方面的差异。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器具有相位失真小、稳定性好等优点，在音频处理、通信系统等领域有重要应用。我们将介绍FIR滤波器的基本原理，包括其冲激响应为有限长这一特性。重点讲解FIR滤波器设计的几种常用方法：窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）、频率采样法、最优逼近法（如Parks-McClellan算法）。对于每种方法，都将详细阐述其设计步骤、理论依据以及设计结果的性能分析。 滤波器性能评估与选择： 在实际应用中，需要根据具体的性能指标来选择和评估滤波器。本部分将介绍滤波器设计中常用的性能指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽、相位响应等，并说明如何根据这些指标来衡量滤波器的优劣。同时，还将指导读者如何根据信号的特点和应用需求，选择最合适的滤波器类型（IIR或FIR）以及设计方法。 第三部分：采样与量化 数字信号处理的对象是离散时间、离散幅度的数字信号，因此采样和量化是实现信号数字化的关键步骤。 采样定理： 详细阐述奈奎斯特定理，解释了连续时间信号转换为离散时间信号时，为了不失真地恢复原始信号，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。我们将深入探讨欠采样、过采样现象及其对信号恢复的影响。 量化误差与编码： 介绍量化过程，即连续幅度信号被映射到离散幅度的过程。重点讲解量化误差的产生机理，并分析均匀量化和非均匀量化的区别。我们将探讨量化位数的选择对信噪比的影响，以及不同的编码方式（如PCM、DCM）的特点。 抽取与插值： 抽取（Decimation）是将采样率降低的过程，而插值（Interpolation）是将采样率提高的过程。我们将详细介绍抽取和插值的原理，以及如何在保留信号信息的前提下改变采样率。重点讲解抽取和插值滤波器在实际应用中的作用，以及它们的设计方法。 第四部分：FFT及其应用 快速傅里叶变换（FFT）是数字信号处理中最重要和应用最广泛的算法之一，它极大地降低了DFT的计算复杂度。 FFT算法原理： 深入剖析FFT算法的基本原理，包括蝶形运算、基-2 DIT/DIF算法等。我们将通过详细的推导和图示，帮助读者理解FFT算法的实现流程和高效性。 FFT在频谱分析中的应用： FFT是进行频谱分析的强大工具，我们将介绍如何利用FFT来计算信号的功率谱密度，并讨论窗口函数在频谱分析中的作用，以解决信号截断带来的频谱泄露问题。 FFT在其他领域的应用： 除了频谱分析，FFT还在许多其他领域有广泛应用，包括： 卷积计算： 通过FFT和IFFT，可以将时域的卷积运算转化为频域的乘积运算，从而大大提高卷积计算的效率。 相关计算： FFT同样可以用于高效地计算自相关函数和互相关函数。 FFT在通信系统中的应用： 例如OFDM（正交频分复用）技术就广泛依赖于FFT/IFFT的实现。 FFT在图像处理中的应用： 如二维FFT在图像滤波、图像压缩等方面发挥重要作用。 第五部分：现代DSP技术与应用 本部分将介绍一些更先进的DSP技术，以及DSP在各行各业中的实际应用案例。 自适应滤波： 自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整滤波器参数，以实现最优的滤波效果。我们将介绍LMS（最小均方）算法、RLS（递归最小二乘）算法等经典的自适应滤波算法，并讲解其在噪声消除、信号均衡、回声消除等方面的应用。 多速率信号处理： 在实际系统中，经常会遇到不同采样率的信号，多速率信号处理技术能够有效地处理这类问题。我们将详细介绍抽取、插值、多相分解等关键技术，并分析其在语音编码、数据传输等领域的应用。 DSP在通信系统中的应用： 数字调制与解调： 介绍ASK、FSK、PSK、QAM等常见的数字调制解调技术，并阐述DSP在实现这些技术中的作用，如载波同步、符号判决等。 信道编码与解码： 讲解纠错码的基本原理，如海明码、卷积码、Turbo码、LDPC码等，以及DSP在实现这些编码解码算法中的关键技术。 OFDM技术： 详细介绍OFDM技术的原理、优点以及在4G/5G通信、Wi-Fi等领域的广泛应用。 DSP在语音信号处理中的应用： 语音信号的分析与合成： 介绍语音信号的特性，如基频、共振峰等，以及如何利用DSP技术对语音信号进行分析和合成。 语音识别与声纹识别： 讲解语音识别和声纹识别的基本原理，以及DSP在特征提取、模型训练和匹配中的作用。 语音增强与去噪： 介绍各种语音增强和去噪算法，如谱减法、维纳滤波、自适应滤波等，以及DSP在实时处理中的实现。 DSP在图像和视频处理中的应用： 图像滤波与增强： 介绍二维滤波器设计、空域和频域的图像增强技术。 图像压缩： 讲解JPEG、MPEG等图像视频压缩标准中的DSP技术，如DCT变换、量化、熵编码等。 目标检测与跟踪： 介绍DSP在运动检测、特征匹配、目标跟踪等方面的应用。 DSP在其他领域的应用： 生物医学信号处理： 如心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析与滤波。 地震信号处理： 如地震波的分析与去噪。 雷达与声纳信号处理： 如目标检测、距离估计、速度测量等。 工业控制与仪器仪表： 如传感器信号的处理、PID控制器的实现。 第六部分：DSP硬件与软件实现 DSP处理器介绍： 介绍TI、ADI、Freescale等主流DSP芯片的体系结构、指令集和开发工具，以及针对不同应用的DSP硬件选型原则。 DSP软件开发： 讲解DSP软件开发的流程，包括算法实现、代码优化、嵌入式系统开发等。介绍常用的DSP开发环境和编程语言。 实时DSP系统设计： 探讨实时DSP系统的设计挑战，包括资源限制、功耗管理、中断处理、多任务协作等，并提供相应的解决方案。 本书通过理论与实践相结合的方式，旨在使读者不仅能够理解DSP的精髓，更能将其灵活应用于实际工程问题中。丰富的实例分析和详细的计算推导，将帮助读者建立起深刻的理解，从而在数字信号处理的广阔领域中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

从这本书中，我感受到了作者对于DSP领域深刻的理解和丰富的实践经验。他不仅仅是知识的传授者，更是学习过程的引导者。整本书的脉络清晰，结构严谨，从最基础的信号理论，逐步深入到复杂的算法和应用。让我印象深刻的是，作者在讲解每一个重要概念时，都会提供多个不同角度的解释和实例，确保读者能够真正理解其精髓。比如，在介绍Z变换时，作者不仅给出了代数推导，还结合了单位圆的几何意义，让抽象的数学工具变得形象化。此外，书中对于一些经典的DSP应用场景，如语音信号处理、图像压缩等，都有详尽的介绍和案例分析，这让我能够更直观地感受到DSP技术强大的实际应用价值。我特别喜欢书中关于“滤波器设计”的章节，作者详细介绍了各种滤波器设计方法的优缺点，并提供了详细的计算步骤和 MATLAB 代码示例，这对于初学者来说，无疑是极大的帮助。这本书，如同一位经验丰富的导师，为我指明了DSP学习的道路，也激发了我不断探索和学习的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本《DSP技术及应用（第2版）》给我带来的，不仅仅是知识的梳理，更是一次深入数字信号处理灵魂的探险。从前，DSP对我而言，总笼罩着一层神秘的面纱，那些复杂的数学公式和抽象的概念，常常让我望而却步。但翻开这本书，仿佛有位经验丰富的老者，循循善诱地为我解开谜团。他没有急于抛出艰深的理论，而是从最基础的信号和系统的概念讲起，用生动形象的比喻，将抽象的数字世界变得触手可及。比如，在讲解采样定理时，作者用一个生动的例子，比喻了“快门”的开启与关闭，完美地解释了为什么需要一定的采样频率才能捕捉到完整的信号信息。这种循序渐进的讲解方式，让我倍感亲切，也让我对后续更复杂的章节充满了信心。更让我惊喜的是，书中对于各种算法的推导，逻辑清晰，步骤详尽，不仅仅是给出结果，更是深入剖析了每一步的由来和意义。我尤其喜欢关于FFT（快速傅里叶变换）那一章，作者不仅介绍了其原理，还详细阐述了其在各个领域的应用，从音频处理到图像压缩，让我真切地感受到了DSP的强大魅力。这本书，就像一位严谨而富有耐心的良师益友，陪我一起在DSP的海洋中遨游。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对DSP的理解，仅停留在一些零散的概念和术语上，始终觉得难以形成一个完整的体系。《DSP技术及应用（第2版）》的出现，彻底改变了我的看法。这本书的编排结构非常合理，由浅入深，层层递进，让我在学习过程中能够不断巩固和深化理解。作者在阐述每个概念时，都力求做到逻辑严谨，条理清晰，并且会结合大量的实例进行说明，这对于我这样偏向实践的学习者来说，是极大的福音。我特别欣赏书中对各种DSP芯片原理和架构的介绍，这让我能够更直观地理解理论知识是如何转化为实际应用的。例如，在讲解有限脉冲响应（FIR）滤波器设计时，书中不仅给出了多种经典的窗函数设计方法，还详细分析了不同窗函数的优缺点，以及它们在实际应用中的选择原则，这种深入的分析，让我豁然开朗。此外，书中还穿插了许多关于DSP系统开发流程的介绍，以及一些常用的开发工具和技巧，这对于想要将DSP技术应用于实际项目中的读者来说，具有非常重要的指导意义。总而言之，这本书让我对DSP技术有了更全面、更深入的认识，也为我日后的学习和工作打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是在一本厚重的技术宝典中，找到了一位值得信赖的向导。作者在处理复杂的DSP理论时，展现出了非凡的洞察力。他能够将那些看似晦涩难懂的概念，用一种令人信服且易于理解的方式呈现出来。我尤其欣赏书中对于算法的推导过程，作者并没有简单地给出公式，而是花了大量的篇幅去解释公式背后的逻辑和物理意义，这让我能够真正理解“为什么”会是这样，而不仅仅是“是什么”。例如，在讲解自适应滤波器时，作者深入剖析了LMS算法的原理，并详细推导了误差信号的更新步长，让我对算法的收敛性和稳定性有了更深刻的理解。此外，书中还穿插了许多关于DSP在实际工程中遇到的挑战和解决方案的讨论，这对于我这样希望将理论知识应用于实际工作中的读者来说，具有非常宝贵的参考价值。这本书，不仅仅是一本技术书籍，更是一次思维的启迪，让我能够更灵活地运用DSP技术去解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

接触这本书之前，我对DSP的理解，就像是一个零散的拼图，知道一些零碎的板块，但始终无法将其拼接成一幅完整的画卷。而《DSP技术及应用（第2版）》恰恰填补了我知识上的空白。《DSP技术及应用（第2版）》这本书，给我最大的感受是其内容的丰富性和理论与实践的完美结合。作者并没有停留在纯粹的理论层面，而是通过大量的实际案例，生动地展示了DSP技术在各个领域的广泛应用，比如通信系统、音频信号处理、图像识别等等。我特别喜欢书中关于数字滤波的章节，它不仅仅介绍了各种滤波器的原理，还深入讲解了不同滤波器的设计方法和性能分析，例如，书中对IIR滤波器的设计，就详细讲解了从模拟滤波器到数字滤波器的转换过程，以及如何通过选择合适的杆和零点来满足性能要求。这种既有深度又不失广度的内容，让我对DSP技术的应用前景有了更清晰的认识。书中的代码示例也十分贴切，能够帮助我更好地理解算法的实现，并尝试在实际环境中进行验证。这本书，就像一本百科全书，又像一个实践指导手册，为我打开了通缉DSP世界的大门，让我充满学习的动力。