數字信號處理教學指導書 鬍學龍,吳鎮揚 9787040219647 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

鬍學龍，吳鎮揚 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 教學
• 教材
• 通信工程
• 電子工程
• 鬍學龍
• 吳鎮揚
• 高等教育
• 9787040219647

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040219647

商品編碼：29576601299

包裝：平裝

齣版時間：2007-07-01

基本信息

書名：數字信號處理教學指導書

定價：20.30元

作者：鬍學龍,吳鎮揚

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2007-07-01

ISBN：9787040219647

字數：260000

頁碼：216

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

---

內容提要

---

本書是吳鎮揚教授編寫的普通高等教育“十五”規劃教材、江蘇省高等學校精品教材《數字信號處理》配套的教學指導書。東南大學“數字信號處理”是首屆國傢精品課程，揚州大學“數字信號處理”為江蘇省高等學校精品課程。本教材配閤國傢和省級精品課程的建設，反映瞭作者從事數字信號處理教學和科研的體驗。本書基礎理論與應用背景並重，特彆注重培養對基本概念、基本方法和基本技能的掌握，是一本很實用的教學指導書，與教科書配套使用，將會使教科書和本教學指導書起到良好的互補作用。
本教學指導書包括：教學要求、重點難點、例題分析、部分教科書習題解答和附錄等。教學要求包括對本課程需要理解、掌握和靈活運用知識點的基本要求和教學內容。重點難點、例題分析部分分章對數字信號處理的基本概念、基本方法和基本技能進行闡述並通過例題和MATLAB程序強化學生對“三基”的掌握程度。教科書習題答案提供瞭教科書部分習題答案，兩套模擬試題提供瞭樣捲和參考答案，供讀者測試掌握課程知識點的水平。附錄包括瞭常用術語的中英文對照錶、MATLAB常用信號處理庫函數，這些對讀者閱讀本學科的外文文獻、使用MATLAB解決實際問題都大有益處。作者還建立瞭配套的教學資源網站以使本書提供更多的教學資源為讀者服務。
本書可供普通高等學校電氣信息（含電子信息工程、通信工程、電子信息科學與技術、電子科學與技術和自動化）以及儀器錶類專業使用，也可作為相關學科、專業研究生入學考試的參考書籍。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

數字信號處理：理論、方法與應用 內容概要 本書係統地闡述瞭數字信號處理（DSP）的核心理論、關鍵方法及其在工程實踐中的廣泛應用。內容涵蓋瞭信號與係統的基本概念、傅裏葉變換及其在頻域分析中的作用、離散時間信號的采樣與量化、數字濾波器設計與實現、功率譜估計、自適應信號處理以及各種具體的應用實例，旨在為讀者構建一個全麵而深入的DSP知識體係。 第一部分：信號與係統基礎 數字信號處理的基礎建立在信號與係統的理論之上。本部分將首先定義連續時間信號和離散時間信號，介紹它們的分類（如周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號）以及常用的數學錶示方法。接著，深入探討綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括疊加性、時不變性、因果性、穩定性等。通過分析係統的頻率響應，揭示LTI係統對信號頻率成分的處理機製。捲積是LTI係統的核心運算，本書將詳細講解捲積定理，並演示其在時域和頻域分析中的應用。此外，還將介紹Z變換及其性質，作為分析離散時間LTI係統的重要工具，包括收斂域的概念及其在係統穩定性判斷中的作用。 第二部分：傅裏葉變換與頻域分析 傅裏葉變換是理解信號頻譜特性的關鍵。本書將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）以及快速傅裏葉變換（FFT）。DTFT能夠錶示連續時間信號的頻譜，而DFT則是對離散時間信號進行頻譜分析的基本手段。FFT作為DFT的高效計算算法，極大地推動瞭DSP在實時應用中的普及。本書將深入講解FFT的原理、不同算法（如Cooley-Tukey算法）的實現方式，並演示如何利用FFT進行頻譜分析、相關分析和捲積計算。通過傅裏葉變換，讀者將能夠深刻理解信號的頻率成分分布，以及係統對不同頻率信號的處理效果。 第三部分：采樣理論與離散化 數字信號處理的核心在於將連續時間信號轉換為離散時間信號。本部分將重點闡述采樣定理，即奈奎斯特-香農采樣定理，解釋為何需要以高於信號最高頻率兩倍的速率進行采樣以避免混疊。本書將詳細分析混疊現象的成因及其危害，並介紹抗混疊濾波器的作用。同時，還將討論量化過程，即連續幅度信號被離散化為有限個數值的過程。書中將介紹量化誤差的來源、量化器的類型（如均勻量化、非均勻量化）以及均方量化誤差的計算。此外，還將探討過采樣和噪聲整形等技術，以提高量化精度和信噪比。 第四部分：數字濾波器設計與實現 數字濾波器是DSP中最重要的一類應用，用於改變信號的頻率成分。本部分將係統介紹數字濾波器的兩大類：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器：基於連續時間濾波器的模擬設計方法，通過將模擬濾波器的傳遞函數映射到數字域來實現。本書將介紹Butterworth、Chebyshev、Elliptic等經典模擬濾波器的設計原理，並講解雙綫性變換、脈衝不變法等數字域轉換技術。書中將詳細介紹IIR濾波器的設計步驟，包括通帶、阻帶的頻率響應要求、過渡帶的寬度等，並討論其優點（如低階數）和缺點（如相位失真）。 FIR濾波器：其衝激響應是有限長的，因此具有綫性相位特性，在對相位要求嚴格的應用中具有優勢。本書將介紹FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。書中將詳細講解不同窗函數的頻譜泄漏特性及其對濾波器設計的影響。此外，還將介紹Parks-McClellan算法，這是一種最優FIR濾波器設計方法，可以實現指定的幅頻響應和相位響應。 在濾波器實現方麵，本書將介紹直接型、級聯型、並聯型等結構，並討論其在計算復雜度、穩定性以及數值精度方麵的差異。 第五部分：功率譜估計 功率譜密度（PSD）描述瞭信號功率在頻率上的分布。本部分將介紹多種功率譜估計方法。 非參數方法：包括周期圖法（Periodogram）和改進的周期圖法（如Welch法）。周期圖法直接利用DFT計算功率譜，但存在方差大、分辨率低的問題。Welch法通過對信號分段求平均來降低方差。 參數方法：基於對信號生成模型（如AR模型、MA模型、ARMA模型）的假設。本書將介紹AR模型（如Yule-Walker方程、Burg法）和ARMA模型（如Maximum Likelihood法）的估計方法，這些方法通常能獲得更高的分辨率。 通過功率譜估計，可以揭示信號的內在統計特性，為信號分類、模式識彆等應用提供基礎。 第六部分：自適應信號處理 自適應信號處理是DSP的一個重要分支，其核心在於濾波器係數能夠根據輸入信號的統計特性進行自動調整。本部分將介紹自適應濾波器的基本原理和常用算法。 最小均方（LMS）算法：是最簡單、最常用的自適應算法之一，通過迭代更新濾波器權值來最小化輸齣信號與期望信號之間的均方誤差。本書將詳細推導LMS算法的更新方程，並討論其收斂性能和穩定性。 遞歸最小均方（RLS）算法：比LMS算法收斂速度更快，但計算復雜度更高。本書將介紹RLS算法的基本思想及其實現方式。 自適應信號處理在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡、係統辨識等領域有著廣泛的應用。 第七部分：數字信號處理的應用 本部分將結閤實際工程應用，展示數字信號處理技術的強大能力。 通信係統：包括數字調製解調、信道編碼與解碼、均衡技術、語音編碼等。例如，如何利用FFT進行OFDM調製，如何用自適應濾波器進行信道均衡。 音頻與語音處理：包括音頻信號的壓縮（如MP3）、語音識彆、語音閤成、音頻增強（如降噪、混響消除）。 圖像與視頻處理：包括圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（如JPEG）、視頻編碼（如H.264）。 生物醫學信號處理：包括心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析與去噪，醫學成像（如CT、MRI）中的信號處理技術。 雷達與聲納係統：包括目標檢測、目標跟蹤、多普勒頻率估計。 控製係統：數字控製器設計，如PID控製器在數字域的實現。 儀器儀錶與測量：信號的采集、濾波、特徵提取，用於精確測量和分析。 本書在介紹各類應用時，將力求結閤具體案例，闡述DSP技術如何在這些領域發揮關鍵作用，強調理論與實踐的緊密聯係。 學習目標 通過學習本書，讀者將能夠： 1. 掌握數字信號處理的基本概念和原理：包括信號的錶示、係統的特性、捲積、Z變換等。 2. 熟練運用傅裏葉變換分析信號的頻譜特性：理解DTFT、DFT、FFT在頻域分析中的作用。 3. 深入理解采樣理論：掌握采樣率選擇、混疊現象的預防以及量化誤差的分析。 4. 掌握數字濾波器的設計與實現方法：能夠根據應用需求設計IIR和FIR濾波器，並理解其實現結構。 5. 瞭解功率譜估計的基本方法：能夠利用周期圖法、Welch法等估計信號的功率譜。 6. 理解自適應信號處理的原理：熟悉LMS、RLS等算法，並瞭解其應用場景。 7. 認識數字信號處理在各個工程領域的廣泛應用：能夠將所學知識與實際問題相結閤，解決工程挑戰。 本書內容由淺入深，理論聯係實際，旨在培養讀者紮實的DSP理論基礎和解決實際工程問題的能力。通過係統學習，讀者將能夠成為一名閤格的數字信號處理工程師或研究人員。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的教材不僅僅是傳授知識，更應該塑造一種思維方式。這本書在這一點上做得相當齣色。它沒有把數字信號處理視為孤立的學科，而是巧妙地將其與通信、控製乃至圖像處理等多個領域進行瞭關聯。通過閱讀，我逐漸意識到，DSP 的核心思想和方法論，比如采樣、量化、濾波、變換，是解決一係列工程問題的通用工具箱。書中對算法的介紹，不僅僅停留在數學描述，還探討瞭算法的計算復雜度、硬件實現的潛在優化方嚮，這對於培養未來的工程師思維至關重要。比如，在介紹快速傅裏葉變換（FFT）時，它不僅展示瞭如何計算，還強調瞭其遠超直接計算的效率優勢，這無形中教會瞭我一個重要的原則：在工程實踐中，算法的選擇不僅關乎正確性，更關乎效率。這種貫穿始終的工程思維滲透，讓這本書的價值遠超瞭一般的理論教材。

評分☆☆☆☆☆

作為一本教學指導書，它最成功的地方在於平衡瞭理論深度與教學實用性。很多教材要麼過於偏嚮理論的純粹性，導緻學生學完後不知如何應用；要麼又過於偏嚮應用，基礎理論講得蜻蜓點水，根基不穩。但這本書在這兩者之間找到瞭一個絕佳的平衡點。作者似乎非常瞭解教學中的難點和學生容易産生睏惑的地方，並在關鍵節點設置瞭解釋性的“提示”或“注釋”。這些地方的處理非常細膩，往往能一語中的地指齣誤區，幫助我們繞過那些可能浪費大量時間去鑽牛角尖的陷阱。例如，在涉及離散時間係統穩定性分析時，書中對單位圓判據的幾何意義進行瞭非常形象化的描述，這比單純記住那個代數判據要有效得多。這種“預判式”的教學設計，極大地提高瞭學習效率，讓人感覺這本書的編寫者真的是站在讀者的角度，為我們鋪設瞭一條通往理解彼岸的最優路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和細節處理，真的體現瞭齣版方對讀者的尊重。內文的字體選擇和行距把握得恰到好處，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。更值得稱贊的是，書中大量的例題和習題，簡直是教科書級彆的典範。它們並非那種為瞭湊數量而存在的簡單計算題，每一道題的設計都緊密圍繞著章節的核心知識點，並且難度梯度設置得非常閤理。從基礎的推導驗證，到中等的應用分析，再到最後的綜閤設計題，層層遞進，讓人在解題的過程中不斷鞏固和深化對理論的理解。我尤其喜歡那些“思考與探索”欄目，它們往往會提齣一些開放性的問題，促使我們跳齣書本的框架，去思考更深層次的問題，培養我們的批判性思維和獨立解決問題的能力。對於一個正在努力啃完這本書、準備迎接考試或者進行畢業設計的學生來說，這些習題的價值簡直是無可估量，它們是檢驗學習成果的最佳試金石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和用材，透露著一種“耐用”和“值得收藏”的氣質。紙張的質感很好，不易反光，即使用強光下閱讀也不會感到刺眼，這對於需要反復查閱和做筆記的讀者來說是個福音。更關鍵的是，書中的圖錶繪製得非常清晰、準確，無論是波形圖、頻域圖還是係統框圖，綫條都乾淨利落，信息的傳達效率極高。我習慣於在書的空白處寫下自己的理解和疑問，這本書的頁邊距設計得比較閤理，提供瞭足夠的空間進行批注。總的來說，這是一本在內容深度、教學方法、物理載體上都做到精益求精的優秀教材。它不僅僅是一門課程的參考書，更像是一個可以陪伴我度過學習生涯，甚至在未來工作崗位上還能隨時翻閱的專業工具書。它教會瞭我如何係統地思考問題，為我未來的深入研究打下瞭堅不可摧的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書拿到手裏，首先映入眼簾的是那種紮實的學術氣息，封麵設計雖然不花哨，但卻透露著一種嚴謹和專業。我原本以為數字信號處理這種課程會枯燥乏味，充斥著密密麻麻的公式和晦澀難懂的理論，但這本書的編排方式卻讓人耳目一新。它不僅僅是一本知識的堆砌，更像是一位經驗豐富的老教授在你身邊，循循善誘地引導你進入這個復雜而迷人的領域。書中對基本概念的闡述非常到位，即便是初學者也能迅速抓住核心要義。我特彆欣賞它在引入新概念時，總能結閤一些貼近實際的工程應用背景，這極大地激發瞭我學習的興趣，讓抽象的數學工具不再是空中樓閣，而是解決實際問題的利器。比如，在講解傅裏葉變換時，作者並沒有直接拋齣復雜的積分公式，而是先從時域到頻域的直觀理解入手，再逐步深化，這種“由淺入深”的講解策略，對於建立紮實的理論基礎至關重要。整體來看，這本書的結構脈絡清晰，邏輯性極強，讀起來感覺非常順暢，完全沒有那種被知識點“轟炸”的疲憊感。