基本信息
书名:数字信号处理教程(第四版)——经典版
定价:49.5元
作者:程佩青著
出版社:清华大学出版社
出版日期:2015-08-01
ISBN:9787302405719
字数:819000
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
近年来,数字信号处理的理论得到快速发展,其应用领域也日益广泛。作为电子信息类专业重要的专业基础课程,数字信号处理的学科内容在不断充实和完善,从而推动教材内容也随之进行充实和更新。
本书历经多个版本,受到广大读者的认可,被众多高校采用作为教材。为适应学科发展,结合教学实践,且参考一些外教材,作者充实了教材内容,完善了表达方式,改进了教材的可读性,更便于自学,充实了例题和习题,更加实用。
本书特色:
(1)在编写方式上做了全面及重大的改变,即在全书都采用将内容分条目的论述方式,使得脉络更加清晰; 对基础理论、概念及基本分析方法又加注了“学习重点”的提示。使读者在学习时感到更加顺畅,更容易掌握内容。
(2)对每章内容,分别作了归纳、补充、整理、改动,使得其内容更加充实、完整,论述更加流畅、透彻。
(3)增加了大量例题,覆盖面更广,凡是设计方面的内容,都有一个或多个例题,这对理解、消化和掌握课程内容,掌握分析和设计方法都很有助益。
(4)适应教材内容的充实和完善,各章习题都有的改动和补充,补充了一些必须用MATLAB来实现的习题。提供给读者更多的练习机会和选择余地。
内容提要
本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法、设计。全书共9章,包括四个部分。部分是离散时间信号(序列)与系统的时域、频域的分析,包括、2章的内容; 第二部分是离散傅里叶变换及其快速算法,包括第3、4章的内容; 第三部分是IIR及FIR数字滤波器的理论、结构与算法,包括第5~7章的内容; 第四部分是多抽样数字信号处理的基础理论以及数字滤波器实现中的有限字长效应,包括第8、9章的内容。
本书以条目式方法论述,条理清晰,内容充实,讨论全面,深入浅出,并有大量的例题和习题,便于教学,便于自学。
本书可作为大学本专科院校通信工程、信息工程、电子信息工程、自动控制等专业的教材,也可供从事这些专业及相近的理工科专业的科学研究和工程技术人员作为参考书。
目录
作者介绍
程佩青 北京信息科技大学原电子技术与通信系主任。1958年毕业于清华大学无线电系“无线电技术”专业。1956—1986年在清华大学无线电系(无线电电子学系)、电子系工作。1986年到北京信息工程学院(现北京信息科技大学)创建通信工程系(后改名电子技术与通信系)并任系主任。长期从事通信、信号与信息处理的教学和科研工作。讲授过无线电基础、高频电子线路、数字滤波器、数字信号处理、电视接收机原理、数字信号处理(二)(选修)等课程。给清华大学、中国科技大学研究生院、北京广播学院(现中国传媒大学)的研究生多次讲数字信号处理原理与应用(二)(统计信号处理为主)课程。著有《信息与系统(合编)》、《数字滤波与快速傅里叶变换》、《数字信号处理教程(一、二、三版)》(此书被评为校教材)、《数字信号处理分析与解答》、《晶体管电视机原理(合著)》、《高频电子线路》等教材。译有《多维数字信号处理(合译)》等4种著作。参与研发的“SCA-4数据传输机”曾获国防科委奖。
文摘
序言
随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展,数字信号处理已成为各大专院校相关专业的专业基础必修课程。作者所著《数字信号处理教程》多年来被许多高校采用,受到读者认可。为使教材内容更加充实完善,表达方式更便于教学,便于自学,便于掌握和应用,作者决定对第三版教材进行修订和改写,形成本教材——第四版(经典版)。作者认为数字信号处理课程的核心内容应是“一个基础,两个支柱”,一个基础是离散时间信号与离散时间系统的时域与频域的分析,两个支柱是离散傅里叶变换及其快速算法以及数字滤波器的理论和设计。本书的指导思想是围绕这个核心内容,对第三版教材进行充实和补充。具体修改如下:
1. 重要的是在编写方式上做了全面及重大的改变,即在全书的论述中都采用将内容分条目(1,2,…)的论述方式,使得脉络更加清晰; 同时,对以基础理论、概念及基本分析方法为主的前5章又加注了“学习重点”的提示。这样的处理方式,可使读者在学习(包括自学)时感到更加顺畅,更容易掌握内容。
2. 对每章内容,尤其是对核心部分的三章(第3,6,7章)内容,都按上述核心内容要求,分别作了归纳、补充、整理、改动,使得其内容更加充实、完整,论述更加流畅、透彻。
(1) 章离散时间信号与系统。补充了相关性及其计算方法的内容,同时重点讨论了线性卷积和线性相关,并分别用一小节来论述;增加了利用向量�渤朔ń�行有限长序列卷积计算的内容,这极有利于编程运算; 重点讨论了数字频率ω这一基本概念; 增加带通信号的抽样一小节; 增加了能量信号与功率信号的描述。
(2) 第2章z变换与离散时间傅里叶变换(DTFT)。补充了单边z变换下的移位,同时增加了利用z变换求解差分方程一小节,讨论了利用单边z变换求系统的零输入响应、零输入状态;改写了傅里叶变换的对称性,使读者理解时变得更为流畅; 对模拟信号、理想抽样、信号、序列及它们的频率域、复频率域(s域、z域)之间的关系作了归纳。作者认为,归纳和综合也是一种重要的学习方法。
(3) 第3章离散傅里叶变换(DFT)。增加了用矩阵表示DFT的内容,有利于编程计算; 深入讨论了DFT(通过FFT算法)在计算线性卷积、线性相关上的应用; 全面深入讨论了DFT在模拟信号频谱分析上的应用,包括参量的选择,频率分辨率的定义及其与其他参量的关系,处理过程中可能产生的三种误差(失真)以及解决办法。
(4) 第4章快速傅里叶变换(FFT)。给出了重叠相加法和重叠保留法的FFT实现步骤。
(5) 第5章数字滤波器的基本结构。为适应MATLAB上的编程要求,将一些结构参数的表示方法做了调整,对各种结构的特点做了更深入的讨论。
(6) 第6章无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器设计方法。对本章大部分内容都做了改写、完善和充实,主要有: 对小相位系统及全通系统补充了很多重要内容,对它们的特点和应用做了深入的改写、论述,增加了对切贝雪夫Ⅱ型滤波的分析与设计方法的论述;增加了“模拟频域频带变换”一节内容; 讨论了三种IIR数字滤波器设计方案,给出实用的设计步骤和清晰的设计流程图。
(7) 第7章有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器设计方法。对窗函数法设计线性相位FIR滤波器进行了改写和充实,增加了“理想低通、带通、带阻、高通的线性相位数字滤波器的表达式”一小节,以便于设计;对窗函数设计线性相位微分器及希尔伯特变换器(90°移相器)这一小节做了改写,并做了较深入的讨论,完善和补充了很多内容和例子;在频率抽样法设计线性相位FIR滤波器中增加了一节设计步骤及举例的内容; 此外,对这一章还做了不少补充和改写。
(8) 第8章序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础。在单级及多级抽取论述中,给出了各级防混叠滤波器技术指标的分配方案。
(9) 考虑到FFT作为计算工具已有成熟的标准模块,故删除第4章FFT中基��4及分裂基算法,但作为科技工作者,对一些重要技术问题,不但要知结果,更要知如何得到这个结果,因而仍保留第4章中其他FFT算法的分析; 将第9章中IIR滤波器的定点运算中的溢出振荡及FFT算法的有限字长效应两部分删除。
3. 增加了大量例题,覆盖面更广,凡是设计方面的内容,都有一个或多个例题,这对理解、消化和掌握课程内容,掌握分析和设计方法都很有助益。
4. 适应教材内容的充实和完善,各章习题都有的改动和补充,补充了一些必须用MATLAB来实现的习题。习题量增加了14%,提供给读者更多的练习机会和选择余地。
全书共有9章,可分为四个部分。
部分是章和第2章。此两章是数字信号处理的基础内容,即上面提到的一个基础。它引出了一系列基本概念,例如数字频率、频谱混叠、常用典型序列、线性移(时)不变系统、因果性、稳定性、抽样等;也涉及一些基本方法,例如相关函数、卷积和、零极点分析、周期序列与非周期序列的傅里叶变换、z变换及z反变换等。
第二部分是第3章和第4章。离散傅里变换(DFT)是数字信号处理的两大支柱之一,它不仅是重要的理论支柱,也是许多领域的技术支撑和重要工具,起着“承前启后”的作用,在线性滤波、相关分析,尤其是谱分析时都是极为重要的工具。本书对DFT的基本理论、性质、特点及应用都做了较深入的论述。DFT的重要性还在于它有行之有效的快速算法FFT的帮助。
第三部分是第5~第7章,这三章是数字信号处理的另一大支柱,讨论的是数字滤波器设计内容,同样,数字滤波器不但有重要的理论意义,而且在实际应用中有主要的价值。这三章讨论了IIR及FIR数字滤波器的基本结构、IIR滤波器三种设计方法,讨论了各种模拟滤波器之间、数字滤波之间以及它们两者之间的频带变换方法;讨论了线性相位FIR滤波器、微分器及希尔伯特变换器(90°移相器)的三种设计方法,即窗函数法、频率抽样法及优化Park�睲cclellan算法。
第四部分是第8和第9章。第8章讨论多抽样率数字信号处理的基础知识,包括抽取、插值及有理数抽样率变换基本理论及其流图结构,变抽样率的多级实现等。抽样率转换用于多种媒体传输中以及其他一些希望改变抽样频率的应用中。第9章讨论数字信号处理的有限字长效应,包括A/D变换,系数,以及运算中的有限字长效应。这两章标上“*”号,是供选择的内容。
本书的主要特点是主要和重要的内容讨论全面深入,内容充实,逻辑性强,条目脉络清晰,深入浅出,有大量的精选例题,便于教、便于学,尤其便于自学; 配合177道习题另有《数字信号处理教程习题分析与解答(第4版)》一书,可作为解题时的提示和校对工具。
考虑到有不少院校(包括使用过本书第三版的部分院校)在学习本课程之前已经学过MATLAB,因而本书没有包含MATLAB的内容。本书第四版(经典版)在论述方式,内容充实度,讨论深度,例题的精选度上都完全优于第三版教材,而且更适于教学、自学。因此,作者认为它更适于这些院校使用。
期望本教材对相关读者有更大的帮助,并受到读者的欢迎。
本书在编写过程中参考了一些文献(见书后所列“参考文献”)的编写思路,参考或采用了其中一些内容的思路、例题和习题,特此向这些文献的作者致以衷心的感谢。
限于作者水平,书中定有不妥之处,恳切欢迎广大读者批评指正。
本书的建议学时为54或64两种,书中有“*”部分内容视各院校情况可选学或不学。作者认为教学大纲要求的内容并不是全要讲授的,有的要求应该由学生自学来掌握。
作者
2015年6月
我是一名刚刚接触数字信号处理领域的学生,对于这门学科充满了好奇但也带着些许畏惧。在选择教材时,我反复比较了很多资料,最终被这本《数字信号处理教程(第四版)——经典版》所吸引。从我粗略浏览的目录和一些章节的标题来看,它似乎非常系统地涵盖了数字信号处理的核心概念,从基本的离散时间信号和系统,到傅里叶变换、Z变换,再到滤波器设计和离散傅里叶变换的应用,每一个主题的出现都显得那么顺理成章,仿佛是一条精心设计的求学之路。我看到其中有关于“滤波器设计”的详细章节,这对我来说是特别重要的部分,因为我希望能够深入理解不同类型滤波器的原理以及它们在实际应用中的优势与劣势。此外,书名中“教程”二字也暗示了其教学导向性,我期待这本书能够以一种循序渐进、易于理解的方式来阐述复杂的理论,而不是堆砌枯燥的公式和定义。
评分我是一名在职的工程师,在工作中经常会遇到需要处理和分析数字信号的场景,比如音频处理、通信系统的信号调制解调等等。虽然我之前已经接触过一些数字信号处理的知识,但总感觉知识体系不够完整,在解决一些更深层次的问题时,常常感到力不从心。偶然的机会,我看到了这本《数字信号处理教程(第四版)——经典版》。从它的装帧和书名来看,它给人的感觉就是一本经过长期积累和沉淀的、非常扎实的学术著作。我尤其关注书中是否有关于“自适应滤波”或“谱估计”等更高级的专题,因为这些是我在实际工作中经常遇到的难点。一本优秀的教材,应该能够帮助我建立起一个坚实的理论基础,同时又能引导我理解这些理论在实际工程中的应用,甚至能启发我思考新的解决方案。我希望这本书能够提供丰富的例题和案例分析,让我能够将理论知识与实际问题相结合,提升我的工程实践能力。
评分这本书的封面和装帧都散发着一种经典而沉静的气息,触感温润,拿在手里就能感受到它经过岁月沉淀的厚重感。书脊上的烫金字体即便在柔和的光线下也熠熠生辉,彰显着一种低调的奢华。打开扉页,一股淡淡的油墨香扑鼻而来,那是书籍特有的味道,让人瞬间沉浸其中。纸张的质感非常棒,介于哑光和微光之间,既不会反光影响阅读,又能提供舒适的视觉体验,而且厚实不易洇墨,无论是用签字笔还是钢笔书写笔记,都会有很好的感受。我尤其喜欢它整体的排版设计,字体大小适中,行间距舒适,逻辑清晰的章节划分和目录结构,都让我在翻阅和查找信息时倍感轻松。它不像一些当代书籍那样追求花哨的图文设计,而是回归了最纯粹的阅读体验,这种返璞归真的设计理念,让我觉得它不仅仅是一本教材,更像是一件值得珍藏的艺术品。封面上“经典版”三个字,更是让人充满了期待,仿佛预示着里面蕴含着的是经过时间考验的、最精华的内容,是经得起推敲的学术瑰宝。
评分我曾经在学习数字信号处理时,因为教材的晦涩难懂而感到非常沮丧。很多书的讲解方式过于抽象,公式推导过程跳跃性很强,导致我虽然看懂了每一个公式,但却无法将它们串联起来,形成一个完整的知识体系。而《数字信号处理教程(第四版)——经典版》的封面设计就给我一种踏实、可靠的感觉,这让我隐隐觉得它可能采用了更注重教学和解释的风格。我特别留意到书中可能包含的“信号的采样与重建”这一部分,这是理解数字信号处理的基础,如果这部分讲解得清晰透彻,能够用通俗易懂的语言解释奈奎斯特采样定理的物理意义和数学推导,那么这本书就很有可能是一本非常适合初学者的优秀教材。我期待它能够提供足够多的图示和直观的解释,帮助我理解那些抽象的数学概念,并且希望它能有一套清晰的逻辑脉络,让我能够一步一步地掌握这个领域的知识。
评分我对数字信号处理这个领域的研究一直抱有浓厚的兴趣,尤其是在信号的时域和频域分析方面,我希望能找到一本能够深入探讨其内在联系和相互转换的著作。这本《数字信号处理教程(第四版)——经典版》的封面上“经典版”的字样,让我联想到它可能汇集了领域内最核心、最普遍适用的理论和方法。我特别期待书中能够有详尽的关于“傅里叶变换”的论述,不仅仅是简单的公式介绍,而是能够深入剖析其在信号分析中的重要性,包括但不限于连续傅里叶变换、离散傅里叶变换(DFT)以及快速傅里叶变换(FFT)的原理、性质以及它们之间的联系。我希望这本书能够清晰地阐述如何从时域的信号波形理解其在频域的表现,反之亦然,并希望其中包含一些实际应用案例,比如如何利用傅里叶变换来识别信号中的周期性成分,或者如何进行频谱分析。
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