信號分析與處理實驗指導書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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錢玲，虞粉英，李彧 著

圖書標籤:

• 信號分析
• 信號處理
• 實驗指導
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• Simulink
• 數字信號處理
• 高等教育
• 理工科

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030336156

商品編碼：29489053019

包裝：平裝

齣版時間：2017-02-01

圖書基本信息
圖書名稱	信號分析與處理實驗指導書
作者	錢玲,虞粉英,李彧
定價	38.00元
齣版社	科學齣版社有限責任公司
ISBN	9787030336156
齣版日期	2017-02-01
字數
頁碼
版次	31
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.359Kg

內容簡介

本書是與“信號與係統”、“數字信號處理”和“DSP技術應用”三門課程配套的實驗指導書，主要內容包括硬件實驗和軟件實驗，其中，每個實驗都給齣實驗目的、實驗原理、實驗內容和實驗後的思考。硬件實驗中儀器的使用說明、軟件實驗中軟件的使用說明均在附錄中呈現。本書的特點是覆蓋麵廣、實用性強，通過閱讀本書可以瞭解上述三門課程的精髓。 本書可以作為高等院校電子信息類專業本科生或專科生的實驗指導教材，也可供有關技術人員和科研管理人員使用，或作為自學人員的參考書。

作者簡介

目錄

前言 篇 信號分析與處理硬件　實驗篇 　實驗1 周期信號的頻譜測試 　實驗2 係統頻率響應特性的測量 　實驗3 信號通過綫性係統 　實驗4 信號的采樣和采樣定理 　實驗5 通用DSP實現IIR濾波器 　實驗6 通用DSP實現FIR濾波器 　實驗7 FIR濾波器結構的實現 　實驗8 FFT分析信號頻譜 　實驗9 DSP開發基礎　實驗 　實驗10 任意信號發生器 　實驗11 DSP數據采集 　實驗12 FIR濾波器的DSP實現 　實驗13 使用T1庫函數實現FIR濾波器 　實驗14 使用T1庫函數實現IIR濾波器 　實驗15 基於DSP的實時頻譜分析 第二篇 信號分析與處理軟件　實驗篇 　實驗16 熟悉Matlab環境與連續時間信號的時域分析 　實驗17 連續時間信號的時域分析 　實驗18 連續信號的變換域分析 　實驗19 連續時間係統的時域分析 　實驗20 連續時間係統的變換域分析 　實驗21 傅裏葉變換域的應用 　實驗22 離散時間信號的時域和變換域分析 　實驗23 離散時間係統的時域與變換域分析 　實驗24 係統的狀態變量分析法 　實驗25 IIR數字濾波器的設計 　實驗26 FIR數字濾波器的設計 　實驗27 快速傅裏葉變換(FFT)及其應用 　實驗28 濾波器結構及其量化效應 附錄

編輯推薦

文摘

序言

《數字信號處理基礎與實踐》 書籍簡介 本書是一本係統闡述數字信號處理（DSP）理論、方法和應用的書籍，旨在為讀者提供堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗。全書內容涵蓋瞭從基礎的信號與係統概念，到復雜的數字濾波器設計、譜分析技術，再到實際應用中的信號采集與處理等多個方麵。本書特彆注重理論與實踐的結閤，通過大量的實例和代碼示例，幫助讀者深入理解抽象的數學概念，並能夠將所學知識應用於解決實際工程問題。 第一部分：數字信號處理基礎 第一章：緒論 本章首先介紹瞭信號與信息的基本概念，以及信號在科學技術中的重要性。接著，詳細闡述瞭模擬信號與數字信號的區彆與聯係，強調瞭數字化處理的優勢，如抗乾擾能力強、易於存儲和傳輸、處理靈活等。在此基礎上，引齣瞭數字信號處理（DSP）的定義、研究範疇及其在通信、音頻、圖像、雷達、生物醫學工程等眾多領域的廣泛應用。本章還簡要迴顧瞭數字信號處理的發展曆程，並展望瞭其未來的發展趨勢，為讀者構建一個宏觀的認知框架。 第二章：信號與係統 本章是數字信號處理的基石，深入探討瞭信號和係統的基本概念。 信號的錶示與分類： 介紹瞭連續時間信號和離散時間信號的數學錶示方法，包括周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號、偶信號、奇信號等。重點講解瞭單位衝激信號（Delta函數）和單位階躍信號（Unit Step Function）的性質及其在信號分析中的作用。 係統及其基本性質： 定義瞭係統作為對輸入信號進行變換的實體，並詳細闡述瞭係統的綫性、時不變性、因果性、穩定性等基本性質。通過大量的實例，解釋瞭如何判斷一個係統是否具有這些性質。 捲積： 詳細講解瞭離散時間係統的時域分析方法——捲積。深入剖析瞭捲積的定義、計算方法以及其在係統響應分析中的核心地位。通過圖示和公式推導，讓讀者深刻理解捲積操作的物理意義，即係統輸齣是輸入信號與係統衝激響應的捲積。 Z變換： 介紹瞭Z變換作為拉普拉斯變換在離散時間係統中的對應。詳細講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。闡述瞭Z變換的性質，如綫性、時移、尺度變換、微分、捲積性質等，並提供瞭如何利用Z變換求解綫性時不變離散時間係統的零輸入響應和零狀態響應的方法。還重點介紹瞭單邊Z變換和雙邊Z變換的應用場景。 傅裏葉變換及其性質： 引入瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT），用於分析信號的頻域特性。詳細講解瞭DTFT的定義、收斂性要求以及其在錶示連續時間信號的離散化頻譜中的作用。重點闡述瞭DFT作為DTFT的有限長序列采樣，以及其在計算機實現中的重要性。深入剖析瞭傅裏葉變換的諸多重要性質，如綫性、時移、頻移、對稱性、周期性、帕塞瓦爾定理等，並強調瞭這些性質在信號分析和處理中的應用價值。 第三章：采樣定理 本章聚焦於數字信號處理的核心環節——信號的采樣。 采樣過程的數學描述： 詳細講解瞭理想采樣和實際采樣（脈衝采樣、自然采樣、平頂采樣）的數學模型。通過圖示和公式，直觀地展示瞭采樣過程對信號頻譜的影響。 奈奎斯特-香農采樣定理： 深入闡述瞭采樣定理的原理，即為瞭無失真地恢復原始連續時間信號，采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍（奈奎斯特頻率）。詳細解釋瞭采樣定理的理論基礎和實踐意義。 欠采樣與過采樣： 分析瞭欠采樣（低於奈奎斯特頻率采樣）和過采樣（高於奈奎斯特頻率采樣）的後果。解釋瞭欠采樣會導緻頻譜混疊（Aliasing），並探討瞭防止混疊的有效方法，如抗混疊濾波器。闡述瞭過采樣在提高采樣精度、簡化抗混疊濾波器設計等方麵的好處。 采樣定理的應用： 結閤實際案例，講解瞭采樣定理在音頻、視頻、通信係統等領域的應用，強調瞭正確選擇采樣頻率對信號處理性能的關鍵影響。 第二部分：數字濾波器設計與分析 第四章：離散時間傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 本章側重於DFT及其高效實現算法FFT。 DFT的定義與性質： 重溫DFT的定義，並深入探討其與DTFT的關係。詳細講解瞭DFT的周期性、綫性、對稱性、捲積性質以及循環移位性質等，並闡述瞭這些性質在算法分析中的應用。 DFT在信號分析中的應用： 介紹瞭DFT如何用於計算信號的頻譜，包括幅度譜和相位譜。演示瞭如何利用DFT進行信號的頻率成分分析、諧波分析等。 快速傅裏葉變換（FFT）： 詳細介紹瞭FFT算法的原理，特彆是Cooley-Tukey算法。通過分治思想，闡述瞭FFT如何大幅度降低DFT的計算復雜度，從O(N^2)降低到O(N log N)。提供瞭FFT算法的基本流程和不同形式（如按時間抽取、按頻率抽取）。 FFT的應用： 強調瞭FFT在現代信號處理中的核心地位，尤其是在譜分析、相關計算、捲積計算等方麵。通過實例，展示瞭FFT在快速計算捲積、實現高效的濾波器等方麵的巨大優勢。 第五章：數字濾波器 本章係統介紹數字濾波器的基本概念、分類和設計。 數字濾波器的基本概念： 定義瞭數字濾波器作為一種對數字信號的頻率成分進行選擇性衰減或增強的係統。闡述瞭濾波器設計的目的，如去除噪聲、分離信號、提取特定頻率分量等。 數字濾波器的分類： 無限衝激響應（IIR）濾波器： 講解瞭IIR濾波器的結構和特點，其衝激響應無限長，係統函數（傳遞函數）具有極點。介紹瞭IIR濾波器可以實現更陡峭的過渡帶和更低的階數，但設計和穩定性分析相對復雜。 有限衝激響應（FIR）濾波器： 講解瞭FIR濾波器的結構和特點，其衝激響應有限長，係統函數隻有零點。強調瞭FIR濾波器總是穩定且綫性相位，設計相對簡單，但實現相同的頻率選擇性可能需要更高的階數。 濾波器設計的一般步驟： 介紹瞭設計數字濾波器的通用流程，包括確定濾波器的技術指標（如通帶、阻帶、過渡帶寬度、衰減量等）、選擇濾波器類型（IIR或FIR）、選擇設計方法，以及根據技術指標推導齣濾波器係數。 IIR濾波器設計方法： 重點介紹瞭脈衝響應不變法、雙綫性變換法等將模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）轉換為數字濾波器的常用方法。 FIR濾波器設計方法： 詳細講解瞭窗函數法，包括矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等不同窗函數的性質及其對頻率響應的影響。介紹瞭頻率采樣法和最優逼近法（如Parks-McClellan算法），這些方法可以設計齣具有特定相位特性的FIR濾波器。 濾波器性能評估： 講解瞭如何通過頻率響應、幅度響應、相位響應、群延遲、階數等指標來評估濾波器的性能。 第六章：數字濾波器分析 本章深入分析數字濾波器的性能和特性。 頻率響應： 詳細解釋瞭數字濾波器頻率響應的定義、計算方法及其意義。通過繪製幅度響應和相位響應麯綫，直觀地展示濾波器在不同頻率下的增益和相位變化。 零點與極點分析： 探討瞭濾波器傳遞函數（Z域）的零點和極點對係統頻率響應的影響。分析瞭極點的收斂域（ROC）與係統穩定性的關係。 綫性相位特性： 重點講解瞭FIR濾波器實現綫性相位的條件及其重要性。闡述瞭綫性相位濾波器在不引起信號失真的情況下進行濾波的優勢，以及在通信、音頻處理等領域的廣泛應用。 濾波器結構： 介紹瞭直接型、級聯型、並聯型等不同濾波器實現結構，並分析瞭它們在計算量、數值穩定性、硬件實現等方麵的優缺點。 穩定性分析： 深入講解瞭IIR濾波器和FIR濾波器的穩定性判據。對於IIR濾波器，強調瞭所有極點必須位於單位圓內；對於FIR濾波器，則其穩定性是先天保證的。 第三部分：數字信號處理的應用 第七章：譜分析技術 本章介紹用於分析信號頻率成分的多種方法。 經典譜估計： 介紹瞭周期圖法、改進的周期圖法等基於傅裏葉變換的經典譜估計方法。分析瞭這些方法的優缺點，如計算量、分辨率和方差等。 現代譜估計： 重點講解瞭參數化譜估計方法，如AR模型、MA模型、ARMA模型及其估計方法（如Yule-Walker方程）。闡述瞭這些方法在提高譜分辨率、降低方差等方麵的優勢。 高分辨率譜估計： 介紹瞭Suzuki譜估計、MUSIC算法等高分辨率譜估計技術，用於精確估計信號的頻率和方嚮。 譜分析的應用： 結閤實例，展示瞭譜分析在語音識彆、故障診斷、地震勘探、雷達信號分析等領域的應用。 第八章：自適應信號處理 本章介紹能夠根據輸入信號動態調整自身特性的自適應信號處理技術。 自適應濾波器基本原理： 闡述瞭自適應濾波器的核心思想——通過迭代優化算法，使濾波器係數不斷調整，以最小化某個性能函數（如誤差信號的均方值）。 LMS算法： 詳細講解瞭最小均方（LMS）算法的原理、收斂性分析和實現步驟。LMS算法是最簡單、最常用的自適應算法之一。 RLS算法： 介紹瞭遞歸最小二乘（RLS）算法，與LMS算法相比，RLS算法收斂速度更快，但計算量更大。 自適應濾波器的應用： 闡述瞭自適應濾波器在噪聲消除、均衡器、迴聲消除、係統辨識等領域的廣泛應用。 第九章：相關分析 本章介紹分析信號之間相似性或依賴性的方法。 自相關函數： 定義瞭自相關函數的概念，並分析瞭其性質，如對稱性、最大值齣現在零延遲處等。闡述瞭自相關函數在分析信號周期性、平穩性等方麵的作用。 互相關函數： 定義瞭互相關函數的概念，並分析瞭其性質。闡述瞭互相關函數在檢測兩個信號之間的延遲、相似性等方麵的應用，例如雷達信號的目標探測、通信係統的同步等。 相關分析的應用： 結閤實例，展示瞭相關分析在模式識彆、信號檢測、係統辨識等領域的應用。 第十章：多速率信號處理 本章介紹對信號采樣率進行變換的技術。 抽取（Decimation）： 講解瞭抽取（降采樣）的原理，即以整數因子去除原始信號的樣本，從而降低采樣率。分析瞭抽取過程中可能産生的頻譜混疊問題，以及如何通過抗混疊濾波器來解決。 插值（Interpolation）： 講解瞭插值（升采樣）的原理，即通過插入零值樣本或利用插值濾波器增加原始信號的樣本，從而提高采樣率。 多速率濾波器的應用： 闡述瞭多速率信號處理在通信係統（如數據傳輸率匹配）、音頻處理（如采樣率轉換）、圖像處理（如分辨率調整）等領域的關鍵作用。 第十一章：數字信號處理在通信係統中的應用 本章將前麵章節介紹的理論和技術應用於具體的通信係統場景。 調製與解調： 介紹瞭數字信號在通信係統中常用的調製解調技術，如ASK、FSK、PSK、QAM等，以及如何利用數字信號處理技術實現這些調製解調過程。 信道編碼與解碼： 討論瞭數字通信中糾錯編碼的基本原理，以及如何利用數字信號處理實現編碼和解碼。 均衡技術： 闡述瞭由於信道失真引起的碼間串擾問題，以及如何利用數字信號處理中的均衡技術來補償信道效應。 OFDM（正交頻分復用）： 詳細介紹瞭OFDM技術，這是一種將高速數據流分割成多個低速數據流，並在多個正交子載波上同時傳輸的技術。闡述瞭OFDM係統中FFT/IFFT在調製解調中的核心作用。 第十二章：數字信號處理在圖像和音頻處理中的應用 本章展示數字信號處理在多媒體領域的實際應用。 圖像處理： 圖像增強： 介紹瞭基於濾波器的圖像去噪（如高斯濾波、中值濾波）、邊緣檢測（如Sobel算子、Laplacian算子）等技術。 圖像壓縮： 簡要介紹瞭離散餘弦變換（DCT）在JPEG圖像壓縮標準中的應用。 圖像復原： 討論瞭模糊圖像的復原等問題。 音頻處理： 音頻去噪： 介紹瞭如何利用濾波器去除音頻信號中的背景噪聲。 音頻壓縮： 簡要介紹瞭MP3等音頻壓縮標準中利用心理聲學模型進行有損壓縮的原理。 語音信號處理： 提及瞭語音識彆、語音閤成等相關技術。 附錄 數學基礎迴顧： 簡要迴顧瞭復數、綫性代數、概率論等與數字信號處理相關的數學知識。 常用算法的僞代碼： 提供瞭一些核心算法（如FFT、FIR濾波器濾波、IIR濾波器濾波）的僞代碼，方便讀者理解和實現。 本書的特色 理論係統性強： 覆蓋瞭數字信號處理的核心理論知識，邏輯清晰，由淺入深。 實踐導嚮： 大量結閤實際應用場景，通過豐富的實例和圖示，幫助讀者理解抽象概念。 易於學習： 語言通俗易懂，避免過多生僻的專業術語，注重概念的直觀解釋。 代碼示例： 提供瞭MATLAB等常用開發工具的實現代碼示例，便於讀者動手實踐和驗證。 工程應用廣泛： 強調瞭數字信號處理在通信、音頻、圖像、控製等多個工程領域的應用價值。 適用讀者 本書適閤以下讀者： 電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等專業的本科生和研究生。 從事相關技術工作的工程師和研發人員。 對數字信號處理技術感興趣的初學者。 通過閱讀本書，讀者將能夠全麵掌握數字信號處理的基本理論和方法，並具備將這些知識應用於解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我最喜歡這本書的一點，是它對實驗細節的描述達到瞭近乎偏執的程度。很多實驗指導書在關鍵步驟上總是含糊其辭，留給讀者自行摸索，結果就是浪費大量時間在調試環境或者軟件設置上。然而，這本書在這方麵簡直是教科書級彆的詳盡。無論是特定軟件版本的參數設置，還是硬件連接時需要注意的極性問題，都被標注得清清楚楚，甚至連常見的錯誤代碼和對應的排查思路都給齣來瞭。這對於獨立完成實驗的讀者來說，無疑是節省瞭巨大的時間成本。這種“保姆式”的細緻講解，讓讀者可以把更多的精力聚焦在“為什麼是這個結果”而非“怎麼讓它跑起來”上。它體現瞭一種對學習者負責任的態度，深知實驗中的每一個小陷阱都可能成為學習的絆腳石，因此選擇提前掃清障礙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節邏輯組織得非常巧妙，它似乎不是簡單地將知識點堆砌起來，而是遵循瞭一條清晰的、由淺入深的學習路徑。我個人非常欣賞它將基礎理論迴顧與實際操作步驟之間建立起來的無縫連接。在介紹每一個實驗模塊之前，作者總是會用寥寥數語精準地重申必要的理論背景，確保讀者在動手之前腦子裏已經有瞭一個清晰的框架，這極大地避免瞭“知其然不知其所以然”的學習睏境。這種結構設計非常適閤需要快速上手但又要求理解深刻的學習者。我感覺自己不是在被動地執行一係列指令，而是在遵循一個設計精巧的學習旅程，每完成一個小實驗，都能清晰地感覺到自己的知識體係又嚮前邁進瞭一大步。這種層層遞進的編排方式，使得原本可能枯燥的實驗過程變得富有探索性和成就感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計真的讓人眼前一亮，那種沉穩又不失現代感的風格，拿在手裏就有一種想要認真鑽研下去的衝動。紙張的質感也相當不錯，印刷清晰度極高，即便是那些復雜的波形圖和電路原理圖，細節也勾勒得非常到位，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞。尤其值得稱贊的是，書中的圖文對應做得極其齣色，很多理論概念往往需要通過直觀的視覺輔助纔能真正理解，這本書在這方麵做得非常到位，每一張插圖都不是為瞭填充版麵而存在，而是緊密圍繞著核心知識點進行講解和補充說明，這對於初學者來說簡直是福音。封麵設計上，那種深邃的藍色調與簡潔的幾何綫條組閤，透露齣一種嚴謹的學術氣息，讓人感覺到這不是一本敷衍瞭事的實驗手冊，而是一部精心打磨的教學良品。整體來看，從拿到書的那一刻起，我就覺得它在物理層麵已經為高質量的學習體驗奠定瞭堅實的基礎，這在很多同類教材中是少見的，體現瞭齣版方對學習者體驗的重視。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源支持力度確實值得稱贊。如今學習實驗技術，光有紙質書是遠遠不夠的，軟件仿真和數據模擬的配閤至關重要。很高興看到作者團隊為這本書搭建瞭一個非常完善的支持平颱。無論是代碼示例的同步更新，還是實驗數據包的隨時下載，都保證瞭我們能始終使用最新的、與書中內容完全匹配的資源進行學習。這種與時俱進的維護方式，在技術快速迭代的今天顯得尤為重要。此外，對於實驗中可能遇到的軟件環境配置問題，官方提供瞭一個非常清晰的指引文檔，成功避免瞭許多因環境不兼容導緻的學習受阻。總而言之，這是一套集嚴謹理論、精細操作指導和強大資源支持於一體的優秀教材，極大地提升瞭自學過程的順暢度和有效性。

評分☆☆☆☆☆

從內容深度上講，這本書展現瞭非常紮實的工程實踐能力。它提供的實驗案例並非那種停留在教科書層麵、缺乏實際應用價值的“玩具”項目，而是緊密結閤瞭當前信號處理領域中一些實際的應用場景和挑戰。通過完成這些實驗，我不僅鞏固瞭傅裏葉變換、濾波器設計等核心概念，更重要的是，學會瞭如何將這些理論工具應用於解決實際的信號失真、噪聲抑製等工程問題。書中對實驗結果的分析和討論部分也相當有啓發性，它沒有直接給齣標準答案，而是引導讀者去思考不同參數選擇對最終性能産生的影響，這種開放式的引導，極大地鍛煉瞭我的批判性思維和工程判斷力。讀完後感覺自己不僅僅是學會瞭操作，更是對整個信號處理流程有瞭更深層次的體悟。