数字信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

朱冰莲著 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• DSP
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• 算法
• 滤波
• 频谱分析
• 图像处理

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121134616

商品编码：29498396831

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：39.00元

作者：朱冰莲著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787121134616

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《数字信号处理》系统地阐述了数字信号处理的基本概念、基本理论、基本分析方法和实现方法。全书共7章。前两章讨论离散时间信号与系统的基本理论，包括离散时间信号和离散时间系统、z变换和离散时间傅里叶变换、离散时间系统的系统函数和频率响应；第3章讲述数字谱分析，包括离散傅里叶变换及其快速算法；第4章和第5章分别讨论iir和fir数字滤波器设计的理论和方法；第6章介绍数字信号处理系统实现，包括数字滤波器的结构，数字信号处理中的有限字长效应以及数字信号处理的软件实现和硬件实现；第7章讨论多速率信号处理基础。在各章中，结合内容介绍相应的matlab信号处理工具箱函数，并给出了用matlab求解问题的程序。各章中安排有丰富的思考题、习题和上机题。
　　《数字信号处理》可作为高等学校电子信息工程、通信工程、生物医学工程、电气工程、信息工程、电子科学与技术、自动化等专业本科生教材，也可作为相关专业技术人员的参考书。

目录

---

绪论　
　0.1　信号、系统与信号处理　
　0.2　数字信号处理系统的基本组成与数字信号处理学科内容　
　0.3　数字信号处理的特点　
　0.4　数字信号处理的发展及应用　
章　离散时间信号和离散时间系统　
　1.1　连续时间信号的采样　
　1.1.1　理想采样　
　1.1.2　矩形脉冲采样　
　1.2　离散时间信号——序列　
　1.2.1　序列的表示方法　
　1.2.2　序列的基本运算　
　1.2.3　常用典型序列　
　1.2.4　序列的分类　
　1.2.5　用单位脉冲序列表示任意序列　
　1.2.6　离散信号的matlab表示和序列运算的matlab实现　
　1.3　离散时间系统　
　1.3.1　线性系统　
　1.3.2　非移变系统　
　1.3.3　线性非移变系统的单位脉冲响应与线性卷积和　
　1.3.4　线性非移变系统的性质　
　1.3.5　因果系统　
　1.3.6　稳定系统　
　1.4　离散线性非移变系统与差分方程　
　1.4.1　用差分方程描述离散线性非移变系统　
　1.4.2　递推法解差分方程　
　1.4.3　用matlab求解差分方程　
　思考题　
　习题　
第2章　离散时间信号与系统的变换域分析　
　2.1　z变换　
　2.1.1　z变换的定义和收敛域　
　2.1.2　逆z变换　
　2.1.3　z变换的性质　
　2.1.4　用matlab计算z变换　
　2.2　单边z变换　
　2.2.1　单边z变换及其性质　
　2.2.2　用单边z变换解差分方程　
　2.3　离散时间傅里叶变换　
　2.3.1　离散时间傅里叶变换的定义　
　2.3.2　离散时间傅里叶变换的性质　
　2.3.3　z变换与拉普拉斯变换、离散时间傅里叶变换的关系　
　2.4　离散时间系统的系统函数和频率响应　
　2.4.1　系统函数与差分方程的关系　
　2.4.2　因果稳定系统的系统函数　
　2.4.3　系统频率响应的意义及几何确定　
　2.4.4　数字全通系统与小相移系统　
　2.4.5　用matlab分析系统频率响应　
　思考题　
　习题　
第3章　离散傅里叶变换及快速算法　
　3.1　傅里叶变换的几种可能形式　
　3.2　离散傅里叶级数　
　3.2.1　离散傅里叶级数的导入　
　3.2.2　离散傅里叶级数的性质　
　3.3　离散傅里叶变换　
　3.3.1　离散傅里叶变换的导入　
　3.3.2　dft的性质　
　3.3.3　dft性质的应用　
　3.4　频率采样理论　
　3.4.1　频率采样　
　3.4.2　内插　
　3.4.3　dft与dtft和z变换的关系　
　3.5　利用dft计算模拟信号的傅里叶变换　
　3.5.1　利用dft计算模拟信号的傅里叶变换　
　3.5.2　利用dft计算模拟信号的傅里叶变换可能造成的误差　
　3.5.3　用dft进行谱分析的有关参数选择原则　
　3.6　傅里叶变换的快速算法——快速傅里叶变换（fft）　
　3.6.1　dft运算的特点及减少计算量的途径　
　3.6.2　按时间抽取的基-2　fft算法（库利-图基算法）　
　3.6.3　按频率抽取的基-2　fft算法（桑德-图基算法）　
　3.6.4　快速傅里叶逆变换（ifft）　
　3.6.5　n为复合数的fft算法　
　3.7　线性调频z变换（chirp-z变换）　
　3.8　线性卷积的fft算法　
　3.8.1　有限长序列线性卷积的fft算法　
　3.8.2　分段卷积　
　3.9　用matlab计算dft和线性卷积　
　思考题　
　习题　
第4章　iir数字滤波器设计　
　4.1　数字滤波器设计的基本概念　
　4.1.1　数字滤波器的技术指标　
　4.1.2　数字滤波器设计的基本步骤　
　4.2　模拟滤波器的设计　
　4.2.1　由幅度平方函数来确定系统函数　
　4.2.2　巴特沃斯模拟低通滤波器的设计　
　4.2.3　切比雪夫模拟低通滤波器的设计　
　4.2.4　椭圆滤波器　
　4.2.5　模拟高通、带通及带阻滤波器设计　
　4.3　模拟滤波器映射成数字滤波器的方法　
　4.3.1　冲激响应不变法　
　4.3.2　双线性变换法　
　4.4　iir数字滤波器的频率变换方法　
　4.5　设计举例　
　4.6　用matlab设计iir数字滤波器　
　思考题　
　习题　
第5章　fir数字滤波器设计　
　5.1　线性相位fir数字滤波器的条件和特点　
　5.1.1　线性相位条件　
　5.1.2　线性相位fir滤波器的幅度特点　
　5.1.3　线性相位fir滤波器的零点分布特点　
　5.2　窗函数法设计fir滤波器　
　5.2.1　设计原理　
　5.2.2　矩形窗截断的影响　
　5.2.3　常用窗函数　
　5.2.4　窗函数法设计fir数字滤波器的基本步骤　
　5.2.5　设计举例　
　5.3　频率采样法设计fir滤波器　
　5.3.1　设计原理　
　5.3.2　线性相位约束条件　
　5.3.3　过渡带采样的优化设计　
　5.3.4　频率采样法设计线性相位fir数字滤波器的步骤　
　*5.3.5　频率采样的两种方法　
　5.4　fir数字滤波器的优化设计　
　5.5　用matlab设计fir数字滤波器　
　5.5.1　窗函数法设计fir数字滤波器　
　5.5.2　频率取样法设计fir数字滤波器　
　5.5.3　等纹波fir滤波器设计　
　5.6　iir和fir数字滤波器的比较　
　思考题　
　习题　
第6章　数字信号处理系统的实现　
　6.1　数字滤波器的结构　
　6.1.1　iir滤波器的基本结构　
　6.1.2　fir滤波器的基本结构　
　6.1.3　数字滤波器的格型结构　
　6.1.4　数字滤波器的转置结构　
　6.1.5　数字滤波器结构的matlab实现　
　6.2　数字信号处理系统中的有限字长效应分析　
　6.2.1　二进制数的表示和量化　
　6.2.2　a/d变换的量化效应　
　6.2.3　系数量化对数字滤波器的影响　
　6.2.4　系数量化误差的matlab分析　
　6.2.5　数字滤波器定点制运算中的有限字长效应　
　6.2.6　有限字长效应的matlb分析　
　6.3　数字信号处理的实现方法　
　6.3.1　数字信号处理的软件实现　
　6.3.2　基于通用的可编程dsp芯片的数字信号处理实现　
　思考题　
　习题　
第7章　多速率信号处理基础　
　7.1　整数因子抽取　
　7.2　整数因子插值　
　7.3　采样率的分数倍转换　
　7.4　多速率系统的多相滤波结构　
　7.4.1　抽取器与插值器的恒等变换　
　7.4.2　抽取和插值的多相滤波器结构　
　7.5　用matlab实现采样率转换　
　思考题　
　习题

附录　matlab简介　

参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

乐章的涟漪：捕捉瞬间，雕琢永恒 在这个信息爆炸的时代，声音、图像、文本，乃至我们无法直接感知的电磁波，都在以数字的形态传递、储存和处理。我们每天都在与这些数字信号打交道，但它们是如何被捕捉、转换、加工，最终呈现为我们所理解的悦耳旋律、清晰画面、生动文字的呢？《乐章的涟漪》正是这样一本深入探索数字信号背后奥秘的著作。 本书并非枯燥的技术手册，而是一场带领读者穿越时空的旅程，从最初的模拟信号捕获，到今日复杂的数字信号处理技术，层层剥茧，展现出信息在数字世界中的生命轨迹。我们常常惊叹于高保真音响系统传递的丝丝入扣，或是手机摄像头捕捉的细腻瞬间，亦或是导航系统精准定位的魔力，而这一切的实现，都离不开对数字信号的精妙运用。 《乐章的涟漪》的开篇，我们将一同回顾信号的起源。在数字时代来临之前，声音、光线等信息都以连续变化的模拟信号形式存在。我们可以将其想象成一汪平静的湖水，任何微小的扰动都会在水面上留下连绵不断的涟漪。然而，模拟信号的传递和储存面临着诸多挑战：噪声的干扰容易引入失真，信号衰减导致信息丢失，复制过程中的精度下降等等。本书将生动地描绘这些早期信息传递的局限性，以及科学家们为克服这些困难所付出的努力。 随后，我们将步入数字信号处理的黎明。数字化的概念，是将连续的模拟信号离散化，转化为一系列独立的数值。这个过程，如同将湖水中的涟漪在特定时刻、特定地点进行取样，并用一个个数字来记录它们的高度。书中将详细阐述模数转换（ADC）的原理，解释采样定理如何确保数字信息能够忠实地代表原始模拟信号，避免信息失真。我们将探究量化的过程，理解数字信号的精度是如何被决定的，以及不同的量化策略对信号质量的影响。 一旦信号被数字化，它便拥有了前所未有的灵活性和强大的处理能力。本书将深入探讨数字信号处理的核心技术，包括各种滤波器的设计和应用。想象一下，我们想要从嘈杂的背景音中提取出纯净的人声，或是从模糊的图像中找出关键的轮廓，这就需要运用数字滤波器进行“精雕细琢”。我们将学习低通、高通、带通和带阻滤波器是如何工作的，理解它们在去除噪声、增强特定频率成分方面的神奇效果。书中将通过大量生动形象的例子，例如音频降噪、图像锐化等，展示滤波器的实际应用场景。 除了滤波，信号的变换也是数字信号处理中至关重要的一环。傅里叶变换，这个在科学界有着举足轻重地位的数学工具，将引领我们进入频域的世界。我们将理解，一个看似复杂的信号，实际上是由一系列不同频率的正弦波叠加而成。通过傅里叶变换，我们可以将信号从时域转换到频域，如同将一首乐曲分解成各个乐器的演奏旋律。本书将详细讲解离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法——快速傅里叶变换（FFT），以及它们在信号分析、频谱估计、通信系统等领域的广泛应用。 数据压缩是数字信号处理的另一大亮点。我们每天接触到的高清视频、海量图片，如果不经过有效的压缩，将占用巨大的存储空间和传输带宽。本书将揭示 JPEG、MP3 等广泛应用的压缩算法背后的原理。我们将探讨有损压缩和无损压缩的区别，理解它们是如何利用信号的冗余性和人眼的视觉盲区来减小数据量的。从音乐的压缩到图像的还原，你将惊叹于数字信号处理在资源优化方面所展现出的智慧。 此外，本书还将触及数字信号处理在通信领域的关键作用。从早期的无线电通讯，到如今的 4G、5G 网络，信息的可靠传输离不开精密的数字信号处理技术。我们将了解调制解调技术是如何将数字信息编码到载波信号上进行传输，以及在接收端如何准确地解码信息。纠错码技术，如同给数字信息加上了一层“保护壳”，能够在传输过程中抵抗干扰，保证数据的完整性。误差的检测与纠错，将成为我们理解通信系统稳定性的重要基石。 自然语言处理，作为人工智能领域的重要分支，也与数字信号处理紧密相连。语音识别技术，便是将我们说出的声音信号转化为计算机能够理解的文字。本书将简要介绍语音信号的特点，以及如何利用数字信号处理技术提取语音的声学特征，进而进行模式匹配和识别。虽然本书的主旨并非深入讲解 NLP 的所有细节，但它会为读者构建起数字信号处理在理解人类语言这一复杂任务中的基础。 《乐章的涟漪》的魅力在于，它不仅揭示了数字信号处理的“如何”，更深入探讨了“为何”。我们将看到，这些精妙的算法和技术，是如何被创造出来的，它们解决了哪些实际问题，又如何推动了科技的进步，深刻地改变着我们的生活。从医学影像的分析，到地震波的探测，从天文观测的数据处理，到金融市场的交易分析，数字信号处理的应用无处不在，其影响力如同涟漪般层层扩散，触及我们生活的方方面面。 本书的叙述方式，将力求生动有趣，避免过于抽象的数学推导。我们将通过大量的比喻、类比和图示，将复杂的概念形象化。比如，将信号的频谱比作乐曲的“指纹”，将滤波器比作“声音的筛子”，将压缩算法比作“信息打包大师”。我们还会穿插一些有趣的案例研究，展现数字信号处理在现实世界中的奇妙应用，激发读者对信息科学的浓厚兴趣。 阅读《乐章的涟漪》，你将不仅仅是获取知识，更是一次思维的拓展。你将学会用一种全新的视角去审视周围的世界，理解那些看似神秘的科技背后，隐藏着怎样的智慧。你将能够更深入地理解音乐的构成，欣赏摄影的细节，体验通信的便捷，甚至窥探人工智能的奥秘。 本书的目标是让每一位读者，无论其背景如何，都能对数字信号处理有一个清晰而深刻的认识。它将为你打开一扇通往数字世界的大门，让你看到隐藏在数字信号背后的无限可能，体会信息在数字时代中激起的层层涟漪，以及这些涟漪所雕琢出的，我们所生活的这个精彩而又不断变化的时代。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版真是让人眼前一亮，装帧设计简洁而不失格调，拿在手里很有分量感。我尤其欣赏作者在内容组织上的匠心独运。它并没有那种教科书式的枯燥，而是像一位经验丰富的导师，娓娓道来，将那些原本抽象晦涩的概念，通过生动的实例和清晰的逻辑链条串联起来。比如，在讲解滤波器设计的部分，作者没有直接堆砌复杂的数学公式，而是先引入一个实际应用场景，比如音频降噪或者图像增强，然后逐步剖析如何从需求出发，一步步推导出最优的设计方案。这种“问题驱动”的学习路径，极大地激发了我的探索欲。初读时，我感觉像是在进行一次精心策划的探险，每翻过一页，都能发现新的风景。而且，书中的插图和图表制作得极为精良，那些复杂的波形图、频谱分析图，在黑白或彩色的映衬下，显得格外清晰有力，对于理解时域和频域之间的转换关系，简直是点睛之笔。我已经迫不及待想把书里的所有习题都亲手演算一遍，相信这将是对理论知识的最好巩固。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的阅读体验是充满挑战的，但这种挑战是极其有价值的。它要求读者保持高度的专注力，因为作者很少会为初学者“放水”。每一个数学推导都逻辑严密，每一个定义的引入都有其必然性。我刚开始阅读时，不得不经常停下来，拿出草稿纸反复验算那些复杂的矩阵运算和Z变换过程。然而，正是这种“硬核”的风格，保证了其知识的纯粹性和可靠性。它不迎合快速学习的潮流，而是坚持用最严谨的方式去构建知识殿堂。我特别欣赏作者在关键证明部分所展现出的清晰思路，尽管公式很多，但其论证的每一步都像走在精确规划的棋盘上，每一步都有明确的目的。这种阅读过程，与其说是吸收知识，不如说是在进行一场智力上的磨砺。读完一个复杂的定理证明后，那种征服难题的成就感，是其他轻松读物无法比拟的。这本教材，真正做到了“教人以渔”。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的适用范围比我预期的要宽泛得多。我原本以为它会是针对某一特定应用方向的深度挖掘，但实际上，它更像是一个全面而精密的工具箱。无论是从事通信系统设计、传感器数据处理，还是偏向于生物医学信号分析的同行，都能从中找到与自身工作紧密相关的论述。它的广度令人赞叹，从最基础的离散时间系统到高阶的自适应滤波、再到先进的快速傅里叶变换（FFT）的优化实现，几乎覆盖了核心领域的所有重要环节。更重要的是，作者并没有为了追求覆盖面而牺牲深度。每一个章节的深入探讨都恰到好处，既保证了工程实践的可操作性，又维持了学术研究的前沿性。我看到后面部分涉及到小波分析时，作者甚至巧妙地将数学工具和实际的信号特征（如突变点检测）结合起来分析，这让我立刻联想到了我手头正在处理的一个工业故障诊断项目，思路豁然开朗。这本书绝对称得上是技术人员的“案头必备”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其老辣，有一种沉淀下来的智慧感，读起来仿佛是在与一位领域内的泰斗进行一对一的深度交流。它最让我震撼的地方在于其对理论底层逻辑的深刻洞察和毫不保留的阐述。很多其他参考资料往往只停留在“如何做”的层面，而这本书则深入挖掘了“为什么必须这样做”的根源。例如，在探讨采样定理的严谨性时，作者不仅引用了经典的奈奎斯特-香农理论，还深入剖析了其在非理想条件下的局限性，并引出了抗混叠滤波器的设计哲学。这种层次感，使得即便是已经掌握基础知识的读者，也能从中获得“醍醐灌顶”的体验。我甚至发现，书中对某些经典算法的描述，比我之前阅读的几篇顶会论文还要精炼和透彻。它不是简单地复述知识点，而是将知识点编织成一个严密的知识网络，让读者能清晰地看到各个模块之间的相互依赖和制约关系。读完某个章节，你会觉得自己的知识体系被彻底重塑了一遍，充满了对这个学科敬畏感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在与现代计算环境的结合方面做得非常出色，远远超出了传统教材的范畴。它不仅仅停留在理论层面，而是将理论与现代工程实现紧密地捆绑在一起。我发现书中穿插了大量关于算法效率和实际硬件资源限制的讨论，这对于我们这些需要将理论转化为实际产品的工程师来说，简直是无价之宝。例如，在介绍IIR滤波器设计时，作者不仅给出了标准的双线性变换方法，还详细讨论了如何进行量化误差分析以及如何优化系数以适应有限位宽的DSP芯片。这种前瞻性和实用性，使得这本书的价值倍增。它仿佛在告诉我：“这些理论是美好的，但如何在资源受限的真实世界中优雅地实现它们，才是真正的挑战。”这本书中的案例分析非常贴近工业界的需求，读起来让人感到踏实，知道自己学到的知识是可以在工程实践中立刻得到印证和应用的。我已经开始规划，将书中的某些实现策略应用到我目前的固件升级计划中。