正版新书--数字信号处理 张维玺著 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张维玺著 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111346869

商品编码：29473437263

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：27.00元

作者：张维玺著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787111346869

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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《数字信号处理》包括五部分内容：**部分包括前两章和第9章，内容是离散时间信号与系统的基础理论；第二部分包括第3、4章，讨论的是快速傅里叶变换算法；第三部分包括第5、6、7章，讨论的是IIR及FIR型数字滤波器的设计；第8章构成第四部分，讨论有限字长效应，是数字信号处理的误差分析基础；0章是实验，构成第五部分。本书由张维玺、武晓春、张俐、刘舒祺老师编写。

内容提要

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数字信号处理是从20世纪60年代以来，随着现代信息科学和计算机技术的进步与集成电路技术的发展而迅速发展起来的一门新兴学科。数字信号处理在各个方面得到了广泛应用，其重要性在多个领域中日益体现。数字信号处理是信息工程、电子科学、通信工程等电子信息类专业必须掌握的专业基础知识和必修内容。因此，数字信号处理这门课程得到了高度的重视，几乎所有的工科院校都开设了这门课程，外也出版了很多的教材。而《数字信号处理》作为工科类电气信息各专业本科二、三年级的教材，着重基本原理的阐述，力求使基本概念与工程技术紧密联系，保持经典性与先进性之间的协调。
《数字信号处理》包括五部分内容：部分包括前两章和第9章，内容是离散时间信号与系统的基础理论；第二部分包括第3、4章，讨论的是快速傅里叶变换算法；第三部分包括第5、6、7章，讨论的是IIR及FIR型数字滤波器的设计；第8章构成第四部分，讨论有限字长效应，是数字信号处理的误差分析基础；0章是实验，构成第五部分。本书主要作为大专院校电气信息类专业的教材，或者作为相近专业选修课教材；也可作为有关科技人员在数字信号处理方面的参考书。本书由张维玺、武晓春、张俐、刘舒祺老师编写。

目录

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前言章 绪论 1.1 引言 1.2 数字信号处理的理论 1.2.1 信号 1.2.2 系统 1.2.3 数字信号处理的理论 1.3 数字信号处理的实现 1.4 数字信号处理的应用 1.4.1 数字信号处理系统的突出优点 1.4.2 数字信号处理的典型应用 本章小结 习题第2章 离散时间信号与z变换 2.1 采样 2.1.1 信号的采样 2.1.2 采样定理 2.1.3 折叠频率与奈奎斯特(Nyquist)频率 2.1.4 信号的恢复 2.1.5 采样内插公式 2.2 离散时间信号 2.2.1 序列的表示法 2.2.2 序列的运算规则及符号表示 2.2.3 常用的典型序列 2.3 离散时间系统与差分方程 2.3.1 离散时间系统及卷积运算 2.3.2 卷积运算的基本规律 2.3.3 系统的稳定性和因果性 2.3.4 常系数线性差分方程 2.4 z变换 2.4.1 z变换的定义 2.4.2 z变换的收敛域 2.5 z变换的定理与特性 2.5.1 线性特性 2.5.2 序列的移位 2.5.3 乘指数序列 2.5.4 x(z)的微分 2.5.5 复数序列的共轭 2.5.6 初值定理 2.5.7 终值定理 2.5.8 序列的卷积 2.5.9 序列乘积的z变换——复卷积定理 2.5.10 帕塞瓦(Parseval)定理 2.6 拉普拉斯变换，傅里叶变换及z变换 2.6.1 序列的z变换与拉普拉斯变换的关系 2.6.2 序列的z变换与傅里叶变换的关系 2.6.3 序列的傅里叶变换与拉普拉斯变换(双边)的关系 2.7 系统函数 2.7.1 系统函数的定义 2.7.2 系统函数和差分方程的关系 2.7.3 系统函数的收敛域 2.7.4 系统频率响应的几何确定法 2.7.5 无限长单位脉冲响应(IIR)系统与有限长单位脉冲响应(FIR)系统 本章小结 习题第3章 离散傅里叶变换(DFT) 3.1 离散傅里叶级数变换(DFs) 3.1.1 离散傅里叶级数变换引入 3.1.2 离散傅里叶级数的主要性质 3.2 离散傅里叶变换的定义和性质 3.2.1 离散傅里叶变换的定义 3.2.2 离散傅里叶变换的性质 3.3 频域取样 3.3.1 对x(z)取样时取样点数的限制 3.3.2 x(z)的内插公式 3.4 离散傅里叶变换的应用 3.4.1 用DFT计算线性卷积 3.4.2 用DFT对信号进行谱分析 本章小结 习题第4章 快速傅里叶变换 4.1 引言 4.2 基-2时域抽选(DIT)FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 运算特点 4.2.3 矩阵分解表示 4.2.4 编程思想 4.2.5 硬件实现 4.3 基-2频域抽选(DIF)FFT算法 4.4 离散傅里叶反变换(IDFT)的快速算法 4.5 任意基FFT算法 4.5.1 抽选分解的一般原理 4.5.2 基——4DIF-FFT算法 4.6 调频z变换 4.6.1 问题的提出 4.6.2 算法原理 4.6.3 CZT的实现步骤 4.6.4 CZT运算量的估算 4.6.5 CZT算法的特点 4.7 其他的快速计算方法 4.7.1 重叠相加法 4.7.2 重叠保留法 4.7.3 线性卷积的FFT算法 本章小结 习题第5章 无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器设计 5.1 IIR滤波器设计的特点 5.2 模拟滤波器的设计 5.2.1 由幅度响应函数来确定系统函数 5.2.2 巴特沃思低通逼近 5.2.3 切比雪夫低通逼近 5.3 IIR滤波器设计的特点 5.4 脉冲响应不变法 5.4.1 变换原理 5.4.2 混叠失真 5.4.3 模拟滤波器的数字化方法 5.5 双线性变换法 5.5.1 变换原理 5.5.2 逼近的情况 5.5.3 模拟滤波器的数字化方法 5.6 滤波器的频率变换法 5.6.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器 5.6.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器 5.6.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器 5.6.4 模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器 5.7 滤波器的z平面变换法 5.7.1 数字低通变换成数字低通 5.7.2 数字低通变换成数字高通 5.7.3 数字低通变换成数字带通 5.7.4 数字低通变换成数字带阻 本章小结 习题第6章 有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器设计 6.1 线性相位FIR滤波器的特点 6.1.1 线性相位特性 6.1.2 幅度响应特性 6.1.3 线性相位FIR滤波器的零点位置 6.1.4 举例 6.2 窗口法 6.2.1 窗口法的基本思想 6.2.2 理论分析 6.2.3 几种常用窗函数 6.2.4 设计方法小结 6.3 频率采样法 6.3.1 线性相位的约束 6.3.2 逼近误差及其改进措施 6.4 IIR与FIR滤波器的比较 本章小结 习题第7章 数字滤波器的基本结构 7.1 数字滤波器的表示方法 7.2 IIR滤波器的结构 7.2.1 直接型结构 7.2.2 基本二阶节的级联结构和并联结构 7.3 FIR滤波器的结构 7.3.1 横截型结构 7.3.2 级联型结构 7.3.3 频率抽样型结构 7.3.4 快速卷积型结构 本章小结 习题第8章 数字信号处理中的误差与量化效应 8.1 二进制算法与运算误差 8.1.1 定点制表示及运算误差 8.1.2 浮点制表示及运算误差 8.1.3 负数表示法 8.1.4 截尾与舍入产生的误差 8.2 A-D转换的量化效应 8.2.1 A-D转换量化噪声的定义 8.2.2 量化噪声通过线性系统 8.3 FFT定点制运算中的有限字长效应 8.3.1 输出信噪比 8.3.2 改善信噪比的方法 8.4 FFT浮点制运算中的有限字长效应 8.5 系数量化对数字滤波器的影响 8.5.1 滤波网络中系数的量化效应 8.5.2 滤波网络中运算的量化效应 8.6 系数量化对FFT的影响 本章小结 习题第9章 离散时间系统的状态空间分析 9.1 引言 9.2 离散时间系统的状态空间描述 9.3 离散时间系统的状态空间方程的建立 9.4 状态空间方程的z域求解 9.5 离散时间系统的状态空间方程的时间域求解 9.6 离散时间系统的稳定性 9.7 离散时间系统的状态空间分析法 本章小结 习题0章 实验 10.1 MATLAB软件简介 10.2 实验一离散时间信号的产生 10.3 实验二离散时间LTI系统的时域分析 10.4 实验三离散时间信号的频域分析 10.5 实验四离散时间LTI系统的z域分析 10.6 实验五FFT算法与应用 10.7 实验六IIR数字滤波器的设计 10.8 实验七F1R数字滤波器的设计附录 MATLAB主要命令函数表参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理：理论、方法与实践 本书是一部系统阐述数字信号处理核心理论、关键算法及工程应用的高水平著作。 内容聚焦与核心概念： 本书深入浅出地剖析了数字信号处理（DSP）这一跨越理论、算法与实践的学科。 DSP作为信息科学的核心分支之一，其研究对象是经过采样、量化和编码后的离散时间信号。其核心在于对这些离散信号进行一系列数学变换和运算，以提取信息、改善信号质量、实现信号的压缩、传输或生成。本书将带领读者从最基础的概念入手，逐步构建起对DSP的全面认知。 第一部分：离散时间信号与系统 离散时间信号的表示与分类： 本部分将详细介绍离散时间信号的数学模型，包括序列、单位冲激信号、单位阶跃信号等基本信号。重点阐述周期信号、能量信号、功率信号等分类的意义及其数学特性。还将探讨信号的运算，如移位、翻转、乘法、卷积等，这些是后续分析的基础。 线性时不变（LTI）系统： LTI系统是DSP中最重要的一类系统模型。本书将深入讲解LTI系统的定义、特性（线性、时移不变性），并重点介绍其系统响应，特别是冲激响应。卷积定理作为LTI系统的核心数学工具，将得到详尽的推导和讲解，并展示其在系统分析和设计中的应用。 差分方程与系统函数： 差分方程是描述LTI系统的关键数学方程。本书将介绍如何从差分方程表示的系统出发，求解其零输入响应和零状态响应，从而全面理解系统的行为。同时，将引入系统函数（Z域表示）的概念，它提供了一种简洁高效的方式来分析系统的频率响应、稳定性以及设计滤波器。 第二部分：傅里叶变换及其应用 离散时间傅里叶变换（DTFT）： DTFT是连接时域和频域的关键桥梁。本书将详细推导DTFT，并阐释其在分析离散时间信号频谱特性方面的作用。通过DTFT，我们可以揭示信号中包含的各种频率成分，这对于信号的理解、滤波和分析至关重要。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是DTFT在实际应用中的离散化版本，是数字计算的核心。本书将详细阐述DFT的定义、性质，并着重讲解其计算复杂性。在此基础上，本书将隆重介绍快速傅里叶变换（FFT）算法。FFT是计算DFT的高效算法，其复杂度从O(N^2)降低到O(N log N)，极大地推动了DSP在工程领域的应用。本书将介绍几种主要的FFT算法，如按时间抽选和按频率抽选的FFT，并分析其原理与实现。 傅里叶变换在信号分析中的应用： 本部分将展示傅里叶变换在信号分析中的广泛应用，包括但不限于：信号的频谱分析、信号的去噪（通过频域滤波）、信号的调制与解调、以及对周期性信号的谐波分析等。 第三部分：Z变换与滤波器设计 Z变换及其性质： Z变换是分析离散时间信号和系统的一个强大工具，尤其适用于处理因果信号和非因果信号。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念，并阐述其重要的性质，如线性性、时移性、卷积性质等。Z变换能够将差分方程转化为代数方程，极大地简化了系统的分析和设计过程。 滤波器： 滤波器是DSP中最核心的应用之一。本书将系统介绍滤波器的基本概念，包括低通、高通、带通、带阻滤波器等。重点将放在数字滤波器的设计，这是DSP实践的关键环节。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器以其高效率和精确的频率响应而闻名。本书将介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。重点将阐述如何通过模拟滤波器原型进行设计，并将其转换到数字域，以及如何利用Z变换进行系统函数的设计和系数的计算。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器具有线性相位特性，这在许多应用中至关重要（例如，在通信系统中避免信号失真）。本书将深入讲解FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）以及频率采样法。还将介绍Parks-McClellan算法（最优等纹波滤波器设计），它能够设计出在通带和阻带内具有最优幅度响应的FIR滤波器。 滤波器性能评估： 设计完成后，如何评估滤波器的性能？本书将介绍一系列性能指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、群延迟等，并讲解如何根据具体的应用需求选择合适的滤波器类型和设计参数。 第四部分：采样定理与多速率信号处理 采样定理： 采样定理是数字信号处理的基石，它规定了连续时间信号转换为离散时间信号时，为了避免混叠，必须满足的采样频率条件。本书将严谨地推导采样定理，并深入探讨过采样、欠采样及其带来的影响。重点将阐述采样定理在实际应用中的意义，以及如何克服实际采样过程中可能出现的各种问题。 多速率信号处理： 多速率信号处理研究的是在不同采样率之间进行信号转换和处理的技术。本书将介绍抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的基本原理，以及如何利用多速率滤波器组实现高效的信号下采样和上采样。这在通信、音频、图像处理等领域具有广泛的应用，例如实现不同采样率的信号同步、音频编码压缩等。 第五部分：其他重要主题 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参数，以达到最优的滤波效果。本书将介绍一些常见的自适应滤波器算法，如最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法，并探讨其在信号去噪、回声消除、信道均衡等方面的应用。 谱估计： 谱估计是指从有限长度的含有噪声的信号样本中估计其功率谱密度。本书将介绍经典谱估计方法（如周期图法、Welch法）以及现代谱估计方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型等），并分析它们各自的优缺点及其适用场景。 数字信号处理的硬件实现： 在实际工程应用中，DSP算法需要部署在特定的硬件平台上。本书将简要介绍DSP芯片（DSPs）、现场可编程门阵列（FPGAs）等硬件平台，以及算法如何映射到这些硬件以实现高效的实时处理。 实践导向与工程应用： 本书不仅注重理论的严谨性，更强调实际工程中的应用。在每个章节的讲解中，都会穿插具体的实例分析，说明相关理论和算法是如何解决实际工程问题的。读者可以通过本书的学习，掌握将DSP理论转化为实际解决方案的能力，为从事通信、雷达、音频、图像处理、控制系统等领域的工程技术人员提供坚实的理论基础和实践指导。 本书适合谁？ 本书适合于高等学校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生、研究生，以及从事相关领域研究和开发的工程师。对于希望系统学习和深入理解数字信号处理理论与方法的读者来说，本书是一本不可多得的参考书。 本书特点： 理论系统全面： 覆盖了数字信号处理的核心理论知识。 算法深入详尽： 对各种关键算法进行了详细推导和解释。 应用广泛贴切： 结合实际工程案例，展示了DSP的强大能力。 数学严谨逻辑清晰： 内容组织合理，循序渐进，便于理解。 通过本书的学习，读者将能够深刻理解数字信号处理的精髓，掌握分析和设计各类信号处理系统的能力，为在信息时代抓住机遇、应对挑战打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

终于拿到这本心心念念的《数字信号处理》了，光是封面就透着一股专业和严谨的气息，和那些花里胡哨的书完全不一样。我之前接触过一些数字信号处理的基础知识，但总感觉零散，不成体系，尤其是在实际应用中，遇到问题时总是找不到清晰的思路。这次选择这本书，完全是冲着“张维玺著”和“机械工业出版社”来的，这两个名字在我看来就是质量的保证。包装非常到位，拆开后纸质感觉也很好，摸上去有韧性，印刷清晰，排版也舒服，不像有些盗版书那样模糊不清，看着眼睛都累。我翻了一下目录，涉及的内容很全面，从最基础的采样、量化，到傅里叶变换、Z变换，再到滤波器设计，DSP的经典算法如FFT，以及一些更深入的主题，都涵盖在内。虽然还没有深入阅读，但仅仅是看目录和每章开头的引言，就能感受到作者在内容组织上的用心，脉络清晰，循序渐进，让人觉得学起来不会那么吃力。我对后面的内容充满了期待，特别是关于实际工程应用的部分，希望能从中获得更多解决实际问题的启发和方法。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种需要经常处理数字信号的工程师来说，一本高质量的专业书籍是不可或缺的工具。在朋友的推荐下，我购买了张维玺老师的这本《数字信号处理》，收到书后，我的第一感觉就是“扎实”。全书的包装简洁而不失专业，出版社的选择也让我对内容品质有了信心。翻开书页，一股淡淡的油墨香扑鼻而来，纸张的触感细腻，印刷清晰锐利，长时间阅读也不会感到疲惫。我仔细看了一下目录，内容安排得非常合理，从最基础的信号和系统理论，到傅里叶分析、Z变换等核心工具，再到各类滤波器设计、FFT算法的原理与实现，以及一些在通信、控制、图像处理等领域的应用案例，都得到了详细的阐述。作者在解释复杂概念时，往往会结合具体的数学推导和直观的图形，使得理解起来更加容易。我特别欣赏书中对一些经典算法的讲解，不仅给出了数学模型，还涉及了实现上的考量，这对于我这个需要将理论转化为代码的工程师来说，具有极大的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

在科技飞速发展的今天，数字信号处理技术已经渗透到我们生活的方方面面，从智能手机到医疗设备，再到工业自动化，都离不开它。我一直在寻找一本能够系统地、深入地学习DSP理论与实践的书籍，终于，我找到了张维玺老师的这本《数字信号处理》。这本书给我留下的最深刻印象是它的严谨性和系统性。从封面设计到内页排版，都透着一股专业、务实的风格。书的纸张质量上乘，印刷字体清晰，阅读体验非常舒适。更让我惊喜的是，书中涵盖了DSP的几乎所有重要知识点，从最基本的离散时间信号和系统，到傅里叶变换、Z变换等分析工具，再到各种数字滤波器（FIR、IIR）的设计方法，以及快速傅里叶变换（FFT）等核心算法，都有详尽的介绍。作者在讲解过程中，逻辑清晰，循序渐进，对于一些关键概念的阐释深入浅出，并辅以大量的图例和数学公式推导，能够帮助读者建立起完整的知识体系。我非常期待通过这本书，能够更深入地理解DSP的原理，并将其应用于我未来的工作和研究中，解决更复杂的问题。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在数字信号处理这个领域，好书并不多见，很多书要么理论过于艰深，要么实践脱节，让人望而却步。这次偶然间了解到这本《数字信号处理》，作者张维玺，机械工业出版社，这几个信息点立刻引起了我的注意。收到书后，我的第一感觉就是“值”。书的装帧设计非常专业，没有任何虚假的宣传语，给人一种朴实而强大的力量感。打开后，纸张的质感很好，摸起来舒服，印刷字体清晰，排版工整，读起来一点都不费眼。我快速地浏览了一下目录，发现其内容覆盖了DSP的各个核心环节，从基础的信号模型、变换域分析，到各种滤波器设计、算法实现，再到一些前沿的应用方向，都进行了详实的介绍。更重要的是，书中很多理论推导过程都写得非常详细，逻辑严谨，而且配有很多辅助性的图表，能够帮助理解那些抽象的概念。我尤其看重的是它在实际应用方面的介绍，希望能够从中学习到如何将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。感觉这本书的编写应该是经过了反复推敲和实践检验的，非常有分量。

评分☆☆☆☆☆

这次购书体验简直是惊喜连连！本来只是抱着试试看的心态，想找一本系统学习数字信号处理的书籍，结果无意间看到了这本《数字信号处理》，从书名到作者再到出版社，都给人一种“靠谱”的感觉。收到书的那一刻，更是让我觉得物超所值。封面设计简洁大气，没有多余的花哨，散发着学术研究的沉稳气质。打开书页，纸张的触感细腻且有质感，印刷字体清晰锐利，没有任何模糊或重影，阅读起来非常舒适，不会像有些劣质书籍那样造成视觉疲劳。我迫不及待地翻阅了几页，发现本书在理论的阐述上深入浅出，对于一些抽象的概念，作者都配以了形象的解释和直观的图示，这对于我这种非科班出身的学习者来说，简直是福音。而且，书中的例题设计得非常贴切，能够很好地检验对前面知识点的掌握程度。我已经迫不及待想要投入到学习中了，相信这本书一定会成为我DSP学习道路上的得力助手，帮助我建立起扎实的理论基础和解决实际问题的能力。