數字信號處理/普通高等教育“十一五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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桂誌國，樓國紅，陳友興，張權，郝慧艷 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 十一五規劃教材
• 數字電路
• 數學工具
• 算法

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030260406

版次：1

商品編碼：12114623

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2010-01-01

用紙：膠版紙

頁數：339

字數：518000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數字信號處理/普通高等教育“十一五”規劃教材》全麵介紹瞭數字信號處理與應川的基礎理論和分析方法。書中前3章是數字信號處理的暴礎，包括離散時間信號與係統的時域分析、z域分析、離散傅裏葉變換三部分內容。第4章是快速傅裏葉變換及其應用。第5～7章是數字濾波器的基本結構、設汁原理及沒計方法。第8章和第9章分彆討論瞭信號的抽取與插值和有限字長效應。第10章介紹瞭常用的特殊濾波器。為瞭加深對基本理論的理解和基本方法的掌握，書中安排瞭一些Matlab實例。全書各章都有精選例題和不同類型的習題。
　　《數字信號處理/普通高等教育“十一五”規劃教材》可作為普通高等院校信息類相關專業本科生或研究生教材，也可供相關科研與工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 離散時間信號與係統的時域分析
1．1 離散時間信號——序列
1．1．1 常用序列
1．1．2 序列的基本運算
1．2 序列的捲積和
1．2．1 捲積和的定義及計算
1．2．2 捲積和的性質
1．3 綫性移不變係統
1．3．1 綫性係統
1．3．2 移不變係統
1．3．3 單位抽樣響應與捲積和
1．3．4 因果係統
1．3．5 穩定係統
1．4 綫性常係數差分方程
1．4．1 綫性常係數差分方程的描述
1．4．2 綫性常係數差分方程的求解
1．5 連續時間信號的抽樣
1．5．1 理想抽樣
1．5．2 實際抽樣
1．5．3 帶通信號的抽樣
1．6 離散綫性相關
1．6．1 綫性相關的定義
1．6．2 綫性相關與綫性捲積的關係
1．7 離散時間信號與係統的Matlab實現
1．7．1 離散時間信號
1．7．2 捲積和運算
1．7．3 係統響應的求取
1．7．4 信號相關運算
習題

第2章 離散時間信號與係統的z域分析
2．1 z變換的定義及收斂域
2．1．1 z變換的定義
2．1．2 z變換的收斂域
2．1．3 常用序列的z變換
2．2 z反變換
2．2．1 部分分式展開法
2．2．2 冪級數展開法
2．2．3 圍綫積分法（留數法）
2．3 z變換的性質與定理
2．4 z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
2．4．1 z變換與拉普拉斯變換的關係
2．4．2 z變換和傅裏葉變換的關係
2．5 序列傅裏葉變換的定義及性質
2．5．1 非周期序列傅裏葉變換的定義
2．5．2 序列傅裏葉變換的性質與定理
2．6 利用z變換求解差分方程
2．7 離散時間係統的係統函數和頻率響應
2．7．1 係統函數的定義
2．7．2 係統函數與差分方程的關係
2．7．3 係統的頻率響應
2．7．4 利用H（z）的零極點分析係統
2．7．5 無限長單位抽樣響應係統與有限長單位抽樣響應係統
2．8 離散時間信號與係統z域分析的Matlab實現
2．8．1 求解係統的差分方程
2．8．2 求係統函數的零極點及增益
2．8．3 求解係統函數
2．8．4 z變換的有理分式與部分分式之間的轉換
2．8．5 求係統函數的反變換
2．8．6 繪製係統的零極點圖及計算頻率響應
習題

第3章 離散傅裏葉變換
3．1 離散傅裏葉級數
3．1．1 周期序列的離散傅裏葉級數
3．1．2 DFS的主要性質與定理
3．1．3 周期序列的傅裏葉變換錶示式
3．2 離散傅裏葉變換
3．2．1 傅裏葉變換的幾種形式
3．2．2 離散傅裏葉變換的定義
3．2．3 DFT與z變換以及DTFT之間的關係
3．3 離散傅裏葉變換的性質及定理
3．4 頻域抽樣理論
3．4．1 由X（k）不失真地恢復z（n）的條件
……

第4章 快速傅裏葉變換
第5章 數字濾波器的基本結構
第6章 IIR數字濾波器的設計
第7章 有限長單位抽樣響應數字濾波器的設計
第8章 信號的抽取與插值
第9章 數字信號處理的有限字長效應
第10章 常用特殊濾波器

參考文獻

前言/序言

　　數字信號處理是高等院校電子信息工程、電子信息科學與技術、通信工程、自動化、生物醫學工程、測控技術與儀器、電子科學與技術、計算機科學與技術等專業的一門重要的專業基礎課程。隨著信息時代的發展，數字信號處理理論與技術日益完善，已成為一門重要的學科與技術，其應用領域日益擴大，幾乎遍及各個工程技術領域。
　　作者根據當前信號與信息處理技術的發展動態和教學需要，結閤十幾年教學實踐經驗，對教材內容進行瞭精心編排，以期能夠更好地為各個高校“數字信號處理”的教學服務。本書係統地討論瞭數字信號處理的基本理論、基本分析方法、基本算法和基本實現方法。全書共10章。前3章是數字信號處理的基礎，即離散時間信號與係統的時域分析、z域分析、離散傅裏葉變換。第4章討論傅裏葉變換的快速算法。第5～7章是數字濾波器的結構、理論和設計方法。第8章討論信號的抽取與插值。第9章是數字信號處理的有限字長效應。第10章介紹常用的特殊濾波器。通過本書的學習，可以為讀者進一步學習有關信號與信息處理方麵的課程打下良好的理論基礎。
　　本書以數字信號處理基本知識、基本理論為主綫，同時將具有強大計算功能的Mat-lab軟件引入本書，並給齣瞭典型例題的Matlab程序，有助於讀者對課程基本概念的理解和鞏固。本書論述深入淺齣，數學推導嚴謹，邏輯性、係統性強，著重基本概念的清楚明確闡述，對相關專業的工程技術人員來說也是一本有益的自學用書和實用的參考書。
　　本書的編寫分工如下：郝慧艷編寫第1、2章，桂誌國編寫第3章，張權編寫第4、5、7章，陳友興編寫第6、9、10章，樓國紅編寫第8章。全書由桂誌國教授統稿。
　　在本書的編寫過程中，韓焱教授、王明泉教授閱讀瞭部分初稿並對編寫工作提齣瞭寶貴的建議，李靜怡和李化欣兩位同事參加瞭書稿的校對工作，在此一並錶示感謝。科學齣版社編輯的熱情幫助與支持，為本書的順利齣版創造瞭有利條件，在此錶示深深的謝意！
　　由於水平有限，不妥之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

《數字信號處理（第X版）》：開啓信號處理新紀元 在信息爆炸的時代，數據無處不在，而數字信號處理（DSP）技術正是解讀這些數據、挖掘其價值的關鍵。本書《數字信號處理（第X版）》旨在為廣大高等院校的師生提供一套係統、深入且與時俱進的教材，幫助讀者掌握數字信號處理的核心理論、方法與應用。本書不僅涵蓋瞭DSP領域的經典知識，更緊密結閤瞭當前技術發展的最新趨勢，力求引領讀者踏上數字信號處理的探索之旅。 為何選擇《數字信號處理（第X版）》？ 隨著科技的飛速發展，數字信號處理技術已滲透到我們生活的方方麵麵，從通信、音頻、視頻到醫療、金融、工業自動化，無不依賴於強大的DSP能力。一本優秀的高等教育教材，不僅要傳授基礎理論，更要培養學生解決實際問題的能力，並為他們未來的學術研究或職業發展打下堅實基礎。 《數字信號處理（第X版）》正是這樣一本力求卓越的教材。它精選瞭DSP領域最核心、最實用的內容，並以清晰、邏輯嚴謹的結構呈現。本書的編寫團隊由在DSP領域享有盛譽的專傢學者組成，他們不僅理論功底深厚，更擁有豐富的實踐經驗，能夠將復雜的概念用淺顯易懂的語言闡述清楚，並通過生動形象的案例進行說明。 本書內容概覽： 第一部分：基礎理論與數學工具 在深入探討DSP的奧秘之前，掌握紮實的數學基礎和信號處理的基本概念至關重要。本部分將帶領讀者迴顧並深入理解以下內容： 信號與係統基礎： 信號的分類與錶示： 連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、偶信號與奇信號等。我們將深入探討各種信號的數學模型和直觀理解。 係統與係統性質： 綫性時不變（LTI）係統、因果係統、穩定係統、記憶係統、單位增益係統等。重點分析LTI係統的核心特徵及其在信號處理中的重要性。 捲積運算： 連續時間捲積與離散時間捲積的數學推導、幾何解釋和計算方法。深刻理解捲積在LTI係統分析中的核心作用。 傅裏葉變換及其應用： 傅裏葉級數（FS）： 周期信號的頻譜錶示，理解信號的頻率成分。 傅裏葉變換（FT）： 非周期信號的頻譜錶示，分析信號的連續頻譜。 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： 離散時間信號的頻譜錶示，為數字信號處理奠定基礎。 傅裏葉級數（DFS）： 離散時間周期信號的頻譜錶示。 離散傅裏葉變換（DFT）： 計算機處理離散信號的頻譜分析工具，引齣快速傅裏葉變換（FFT）的重要性。 傅裏葉變換的性質： 綫性、時移、頻移、捲積定理、調製定理等，理解其在信號處理中的廣泛應用。 拉普拉斯變換與Z變換： 拉普拉斯變換： 連續時間係統分析的有力工具，特彆是在穩定性分析和係統響應研究方麵。 Z變換： 離散時間係統分析的核心工具，用於描述和分析離散時間LTI係統，包括係統函數、頻率響應、穩定性分析等。 第二部分：離散時間信號與係統的分析 本部分將深入探討離散時間信號和係統的核心理論，為後續的數字濾波和變換打下堅實基礎。 離散時間信號的錶示與處理： 序列的錶示： 單位衝激序列、單位階躍序列、指數序列、正弦序列等。 序列的運算： 加法、乘法、翻轉、移動、求和等。 抽樣定理： 理想抽樣、實際抽樣，理解連續信號到離散信號轉換的關鍵。 量化與編碼： 簡要介紹數字信號數字化過程中的概念。 離散時間LTI係統的分析： 差分方程： 描述離散時間LTI係統的數學模型。 單位脈衝響應（IR）： LTI係統的核心特徵，通過IR可以完全錶徵一個LTI係統。 係統函數（傳遞函數）： 利用Z變換分析LTI係統，揭示係統的頻率特性和穩定性。 頻率響應： 係統對不同頻率信號的響應特性，是係統設計和分析的關鍵。 係統穩定性分析： 利用係統函數零極點位置判斷係統的穩定性。 第三部分：數字濾波器的設計 數字濾波器是數字信號處理中最核心的應用之一。本部分將係統介紹兩種主要的數字濾波器類型及其設計方法。 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器結構： 直接型、規範型等。 IIR濾波器設計方法： 模擬濾波器原型設計： 巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）I/II型、橢圓（Elliptic）濾波器等。 從模擬到數字的變換： 脈衝不變法、雙綫性變換法。 直接設計法： 少數情況下的應用。 IIR濾波器性能分析： 頻率響應、幅頻特性、相頻特性、零極點圖等。 有限衝激響應（FIR）濾波器： FIR濾波器結構： 直接型、對稱/反對稱型等。 FIR濾波器設計方法： 窗函數法： 矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等，理解窗函數對頻率響應的影響。 頻率采樣法。 最優設計法（Parks-McClellan算法）： 最小化最大紋波，獲得最優的近似性能。 FIR濾波器性能分析： 相位失真小，綫性相位濾波器設計，穩定性好等優點。 第四部分：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT是數字信號處理的核心，而FFT是實現DFT高效計算的關鍵算法。 離散傅裏葉變換（DFT）的性質與應用： DFT的定義與計算。 DFT的性質：綫性、周期性、對稱性、捲積性質等。 DFT在頻譜分析、係統分析、捲積計算等方麵的應用。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： FFT的原理： 分治法思想，降低DFT計算復雜度。 按時間抽取的FFT（ Cooley-Tukey 算法）： 基2-DIT FFT。 按頻率抽取的FFT。 其他FFT算法簡介： 如混閤基FFT等。 FFT在信號處理中的實際應用： 快速捲積、頻譜分析、係統識彆等。 第五部分：數字信號處理的實際應用與進階主題 本部分將視角拓展到DSP的實際應用領域，並介紹一些進階主題，幫助讀者將所學知識融會貫通，並為未來的深入學習打下基礎。 多抽樣率信號處理： 抽取（Decimation）與插值（Interpolation）： 改變信號的抽樣率，在數據壓縮、多速率信號處理係統中至關重要。 多抽樣率濾波器的設計與應用。 譜估計： 經典譜估計方法： 周期圖法、改進周期圖法。 現代譜估計方法： 綫性預測法、AR模型、MA模型、ARMA模型等。 自適應信號處理： 自適應濾波器的基本原理： 最小均方（LMS）算法、遞歸最小二乘（RLS）算法。 自適應濾波器的應用： 迴聲消除、噪聲抑製、信道均衡等。 數字信號處理的應用實例： 通信係統： 調製解調、信道編碼、OFDM等。 音頻信號處理： 音頻壓縮（MP3、AAC）、迴聲消除、降噪、語音識彆等。 圖像與視頻處理： 圖像壓縮（JPEG、MPEG）、邊緣檢測、濾波等。 生物醫學信號處理： ECG、EEG分析。 其他領域的應用： 雷達、聲納、地震勘探、金融信號分析等。 本書的特色與優勢： 1. 內容全麵而深入： 涵蓋瞭DSP領域的經典理論與前沿技術，既有深度又不失廣度。 2. 結構清晰，邏輯嚴謹： 各章節之間循序漸進，環環相扣，方便讀者理解和掌握。 3. 理論與實踐相結閤： 大量結閤實際應用案例，幫助讀者理解理論在工程實踐中的價值。 4. 注重數學推導的嚴謹性： 在清晰解釋概念的同時，提供必要的數學推導，幫助讀者深入理解原理。 5. 精選習題與實驗建議： 每章配有精心設計的習題，並提供相關的實驗建議，鼓勵讀者動手實踐，鞏固所學知識。 6. 語言通俗易懂： 避免使用過多的專業術語，力求用清晰、生動的語言解釋復雜的概念。 7. 緊跟時代發展： 關注DSP領域的新技術、新方法，如機器學習在DSP中的應用等（視具體版本而定，可酌情增減）。 誰適閤閱讀本書？ 本書適閤於高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業本科生、研究生，以及從事相關領域研究和工程開發的科技人員。對於希望係統學習數字信號處理的自學者，本書也是一本不可多得的優秀教材。 結語： 數字信號處理是一門充滿活力和挑戰的學科，它為我們打開瞭理解和塑造數字世界的大門。《數字信號處理（第X版）》將是你在這扇大門前最好的嚮導。通過學習本書，你將不僅掌握數字信號處理的核心理論與技術，更能培養齣分析問題、解決問題的能力，為你在未來的學習和工作道路上打下堅實的基礎，助你在這個日新月異的數字時代乘風破浪！

評分☆☆☆☆☆

從實際應用的角度來看，這本書提供的內容對我來說非常有啓發。它不僅僅停留在理論層麵，而是深入到瞭許多實際工程問題的解決方案。例如，在講解離散傅裏葉變換時，書中詳細介紹瞭FFT算法的實現細節，以及在實際應用中可能遇到的精度問題和優化方法。書中關於數字濾波器實現的章節，給齣瞭多種設計方法的比較，並分析瞭它們在計算量、濾波器性能等方麵的差異，這對於我們在實際項目中選擇閤適的濾波器類型至關重要。我特彆喜歡書中關於譜分析和參數估計的內容，這部分知識在許多領域都至關重要，比如通信係統中的信號檢測，或者環境監測中的異常信號識彆。書中通過大量的案例分析，展示瞭如何將這些理論知識應用於解決實際問題，這讓我對數字信號處理的應用前景有瞭更深刻的認識。對於那些希望將所學知識轉化為實際生産力的讀者，這本書絕對是一個不可多得的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理》著實讓我眼前一亮，對於我這樣一個初涉數字信號處理領域的學習者來說，它就像一座燈塔，指引著我前進的方嚮。書中內容由淺入深，概念的引入非常自然，不會讓人感到突兀。特彆是關於離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的部分，作者用瞭大量的圖示和通俗易懂的語言來解釋這些抽象的概念，讓我這個之前對數學公式感到頭疼的人，竟然也能逐漸領悟其中的奧妙。書中還穿插瞭許多實際應用的例子，比如音頻信號的處理、圖像壓縮等，這些都讓理論知識變得鮮活起來，不再是枯燥的文字堆砌。我尤其喜歡它在講解濾波器設計時的步驟性指導，從理論推導到實際應用，每一步都銜接得很緊密，讓我感覺自己真的能夠動手去實現一個濾波器。而且，書後的習題也很有代錶性，涵蓋瞭各個章節的重點難點，做完這些習題，我感覺自己對這部分知識的掌握程度有瞭質的飛躍。總的來說，這本書的敘述風格清晰流暢，邏輯性強，非常適閤作為入門教材，能夠幫助學習者建立起紮實的理論基礎，並且激發對這個領域更深入探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一本高等教育的規劃教材，這本書在體係的完整性和內容的廣度上，確實展現瞭其應有的水準。它涵蓋瞭數字信號處理的各個核心領域，從基本的離散時間信號與係統，到傅裏葉變換、Z變換，再到濾波器設計，以及一些更進階的應用，如自適應信號處理和譜估計，幾乎囊括瞭我們學習數字信號處理需要掌握的所有關鍵知識點。而且，書中的內容組織結構非常閤理，章節之間的過渡自然，能夠幫助讀者構建一個完整的知識框架。我印象深刻的是，書中在介紹不同算法時，不僅僅列齣瞭算法的步驟，還會分析其優缺點，以及適用的場景，這對於我們在實際工程中選擇閤適的算法非常有指導意義。書中的例子也十分豐富，涵蓋瞭通信、控製、醫療等多個領域，這些實際應用的引入，讓原本抽象的理論變得生動而有價值。對我而言，這本書就像一個全能的工具箱，為我提供瞭解決各種數字信號處理問題的理論基礎和方法論。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直觀的感受就是它的“實戰性”。在閱讀的過程中，我發現作者非常注重將理論知識與實際操作相結閤。比如，在講解瞭基本的信號處理概念後，書中會立刻給齣相應的算法實現思路，甚至是僞代碼，這讓我感覺自己仿佛在跟著老師一步步地動手實踐。特彆是在介紹數字濾波器設計時，書中不僅僅講解瞭各種設計方法，還給齣瞭如何在實際係統中進行實現的詳細步驟，包括參數的選取、實現上的注意事項等等，這些都極大地縮短瞭我從理論到實踐的距離。書中的許多例子都非常貼近實際工程中的需求，比如噪聲的抑製、信號的增強等，這些都是我們在實際工作中經常會遇到的問題。而且，書中還討論瞭一些在實際應用中可能遇到的挑戰，並提齣瞭相應的解決方案，這對於初學者來說，無疑是寶貴的經驗財富。總而言之，這本書的編寫風格讓我覺得非常實用，它不僅僅是知識的傳授，更是技能的培養。

評分☆☆☆☆☆

這本書在信號處理的理論深度上，我覺得做得非常到位。它不僅僅停留在概念的介紹，而是深入到瞭很多理論的推導過程，對於那些希望深入理解信號處理背後原理的學生來說，這本書絕對是個寶藏。書中關於采樣定理的講解，不僅僅是羅列公式，而是通過對信號頻譜的分析，清晰地展示瞭為什麼需要按照奈奎斯特率進行采樣，以及過采樣和欠采樣的後果。我特彆喜歡它在講解Z變換時，對收斂域的詳細闡述，這對於理解係統穩定性至關重要。而且，書中還涉及瞭一些更高級的主題，比如隨機信號的處理，這部分內容對於理解實際係統中的噪聲和不確定性非常有幫助。作者在處理這些復雜概念時，仍然保持著嚴謹的數學推導，但又不失清晰的邏輯，使得整個閱讀過程既具有挑戰性，又充滿瞭成就感。它在很多細節上的處理都體現瞭編者的用心，比如公式的排版、符號的統一，都使得閱讀體驗更加順暢。對於有一定數學基礎，或者希望將信號處理知識用於復雜工程問題的讀者，這本書絕對能夠滿足他們的需求。