數字信號處理學習指導與習題精解 陳後金,薛健,鬍健 9787040177497 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳後金，薛健，鬍健 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
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• 習題解答
• 學習指導
• 9787040177497

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040177497

商品編碼：29578524948

包裝：平裝

齣版時間：2005-11-01

基本信息

書名：數字信號處理學習指導與習題精解

定價：23.90元

作者：陳後金,薛健,鬍健

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2005-11-01

ISBN：9787040177497

字數：280000

頁碼：232

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書是陳後金等編寫的《數字信號處理》主教材的配套參考書，是高等教育齣版社“高等教育百門精品課程教材建設計劃”精品項目的研究成果。
　　主教材是普通高等教育“十五”規劃教材，自2004年推齣以來，受到讀者的歡迎。考慮到這門課程是電氣信息專業學生的一門非常重要的專業基礎課程，並且是很多專業的考研課程，作者根據自己多年的教學經驗編寫瞭這本學習指導，以期提高學生的學習水平。
　　本書共分9章，具體內容是：離散信號與係統分析基礎、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換、IIR數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、功率譜估計、數字係統的結構、多速率信號處理基礎、信號時頻分析與小波分析。每章包括基本知識與重要公式、學習要求、重點和難點提示、思考題、習題精解五部分。另外附錄收錄瞭北京交通大學2001年至2005年碩士研究生入學考試試題及詳解。
　　本書可供講授、學習“數字信號處理”課程的師生作為教材配套參考書使用，也可供準備碩士研究生入學考試的學生作為考前輔導書使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理》 內容簡介 《數字信號處理》一書深入淺齣地介紹瞭數字信號處理（DSP）這一關鍵的工程技術領域。本書旨在為讀者構建堅實的理論基礎，並提供豐富的實踐指導，幫助他們理解和掌握數字信號處理的核心概念、算法和應用。全書內容嚴謹，邏輯清晰，語言生動，力求讓初學者也能輕鬆入門，並能逐步深入到更復雜的議題。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分為讀者奠定數字信號處理的入門基礎。 緒論： 詳細闡述瞭數字信號處理的定義、重要性及其在現代科技中的廣泛應用。我們將從模擬信號與數字信號的根本區彆入手，介紹數字信號處理係統的基本框圖，包括模數（A/D）轉換、數字處理和數模（D/A）轉換等關鍵環節。通過迴顧信號處理的曆史發展和現狀，讀者將能深刻認識到DSP技術在通信、音頻、圖像、醫療、控製等眾多領域不可或缺的地位，並激發學習的興趣。 離散時間信號與係統： 深入探討瞭離散時間信號的定義、分類（如單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號、周期信號等）以及信號的基本運算（如相加、相乘、移位、翻轉）。在此基礎上，本書詳細介紹瞭離散時間係統的基本性質，包括綫性、時不變性、因果性、穩定性等。通過引入捲積運算，我們解釋瞭綫性時不變（LTI）係統在分析和處理離散時間信號中的核心作用，並給齣判斷係統性質的判據。 離散傅裏葉變換（DFT）： 介紹瞭離散傅裏葉變換（DFT）的概念及其重要性。DFT是連接時域和頻域的關鍵工具，它將離散時間信號分解為其不同頻率分量的疊加。本書將詳細推導DFT的定義式，並分析其性質，包括周期性、對稱性、綫性性、時移性、頻移性、帕塞瓦爾定理等。此外，還將介紹循環捲積的概念，以及它與綫性捲積的關係，為後續理解快速傅裏葉變換（FFT）算法打下基礎。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 在迴顧瞭連續時間傅裏葉級數和傅裏葉變換的基礎上，本書重點介紹瞭周期離散時間信號的傅裏葉級數（DFS）和非周期離散時間信號的傅裏葉變換（DTFT）。DFS揭示瞭周期離散信號的頻譜特性，而DTFT則提供瞭分析任意離散信號頻域錶示的方法。通過這些變換，讀者能夠直觀地理解信號的頻率成分，為濾波、頻譜分析等應用奠定理論基礎。 Z變換： Z變換是分析離散時間信號和係統的強大數學工具，它能夠將時域的差分方程轉化為頻域的代數方程，極大地簡化瞭係統的分析和設計。本書將詳細介紹單邊Z變換和雙邊Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其判彆方法。我們將係統地推導各種基本信號的Z變換對，並闡述Z變換的基本性質，如綫性性、時移性、尺度變換、微分特性、捲積定理等。Z變換的分析方法是設計數字濾波器和理解數字係統穩定性的關鍵。 第二部分：數字濾波器設計 本部分聚焦於數字濾波器的設計，這是數字信號處理的核心應用之一。 數字濾波器概述： 介紹瞭數字濾波器的基本概念、分類（如IIR濾波器和FIR濾波器）以及其在信號處理中的重要作用。我們將討論濾波器的基本功能，例如低通、高通、帶通、帶阻濾波等，並闡述濾波器設計的任務目標，包括幅度響應、相位響應和過渡帶的要求。通過對比IIR和FIR濾波器的優缺點，為讀者選擇閤適的濾波器類型提供指導。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： 詳細介紹瞭IIR濾波器的設計方法。我們將從模擬濾波器設計齣發，介紹幾種經典的模擬濾波器原型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器。接著，重點闡述將模擬濾波器轉換為數字濾波器的方法，包括脈衝響應不變法、雙綫性變換法和階躍響應不變法，並分析各種方法的特點和適用性。本書將提供具體的設計步驟和實例，幫助讀者掌握IIR濾波器的設計技巧。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： 深入探討瞭FIR濾波器的設計方法，FIR濾波器以其綫性相位特性而受到青睞。本書將介紹幾種主流的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法、頻率采樣法和最優逼近法（如Remez-Parks算法）。對於窗函數法，將詳細介紹各種窗函數（如矩形窗、漢寜窗、漢明窗、布萊剋曼窗、凱澤窗等）的特性及其對濾波器性能的影響。對於頻率采樣法，將闡述其直接根據期望的頻率響應進行設計。對於最優逼近法，將介紹其在滿足特定設計指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度）方麵的優勢。 第三部分：傅裏葉變換的計算與應用 本部分側重於傅裏葉變換的實際計算以及其在信號分析中的應用。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法，這是計算DFT的最高效方法。本書將重點講解基-2蝶形運算和DIT（Decimation-In-Time）以及DIF（Decimation-In-Frequency）兩種主要的FFT算法，並分析其時間復雜度。通過詳細的算法步驟和流程圖，讀者能夠理解FFT的實現原理，並認識到FFT在加速信號分析過程中的巨大作用。 傅裏葉變換的應用： 深入探討瞭傅裏葉變換在信號處理中的各種實際應用。包括： 頻譜分析： 如何利用傅裏葉變換分析信號的頻率成分，識彆信號的周期性、非周期性以及噪聲的特性。 相關分析： 解釋瞭傅裏葉變換與相關函數的聯係，以及如何利用它進行信號的相似性度量和模式識彆。 捲積定理的應用： 再次強調捲積定理在係統響應計算中的重要性，並展示如何利用FFT加速捲積運算。 調幅（AM）和調頻（FM）信號的分析： 介紹傅裏葉變換如何用於理解和分析通信係統中常見的調幅和調頻信號的頻譜結構。 功率譜密度（PSD）和自相關函數： 闡述如何利用傅裏葉變換估計隨機信號的功率譜密度和自相關函數，為信號的統計特性分析提供工具。 第四部分：現代數字信號處理技術 本部分介紹瞭一些更高級和現代的數字信號處理技術。 多速率信號處理： 介紹瞭多速率信號處理的概念，包括抽取（Decimation）、插值（Interpolation）以及它們的組閤——變速率處理。本書將詳細闡述多速率處理的基本原理，以及它在信號壓縮、提高采樣率、匹配濾波器設計等方麵的應用。 自適應信號處理： 介紹瞭自適應信號處理的基本思想和核心算法，如最小均方（LMS）算法和遞歸最小均方（RLMS）算法。自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其係統參數，以達到最優的濾波效果。本書將重點講解LMS算法的工作原理，並討論其在噪聲消除、均衡器設計、係統辨識等領域的應用。 功率譜估計： 深入探討瞭不同的功率譜估計方法。除瞭基於傅裏葉變換的周期圖法，還將介紹改進的周期圖法（如Welch方法），以及一些非參數方法（如自相關法）和參數方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。本書將分析各種方法的優缺點和適用場景，幫助讀者選擇閤適的功率譜估計技術。 數字信號處理在工程實踐中的應用： 本部分將通過具體的工程案例，展示數字信號處理技術在各個領域的實際應用，例如： 通信係統： 解碼、信道均衡、調製解調等。 音頻信號處理： 音頻壓縮、迴聲消除、語音識彆等。 圖像和視頻處理： 圖像壓縮、濾波、特徵提取、目標識彆等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）分析、醫學成像等。 控製係統： 數字控製器設計、係統辨識等。 本書通過理論講解、公式推導、圖示說明以及豐富的實例分析，力求全麵、係統地呈現數字信號處理的知識體係。讀者通過學習本書，將能夠深刻理解數字信號處理的原理，掌握常用的分析和設計方法，並能夠將其應用於解決實際的工程問題。本書不僅適閤高等院校相關專業的學生作為教材，也非常適閤從事通信、電子、控製、計算機等領域的工程師作為參考和進修的讀物。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種偏嚮於動手實踐的學習者來說，任何一本理論書如果缺乏足夠的習題和例證支持，那都會大打摺扣。而這本在習題部分的編排上，簡直可以說是做到瞭“麵麵俱到”的極緻。它不是那種簡單地羅列計算題，而是根據每個知識點的不同側重，設計瞭層次分明的練習集。初級的鞏固性練習，幫你夯實基礎公式的運用；中級的應用型題目，則開始引入一些實際場景的建模需求，讓你思考如何將理論映射到工程問題上；最讓我驚喜的是那些“深入探究”或者“拓展思考”的題目，它們往往會涉及一些前沿的算法思想或者需要跨章節知識點聯動的綜閤分析，真正考驗一個人的綜閤能力。更難得的是，作者在解答部分的處理上非常細緻，不是僅僅給齣一個最終答案，而是詳細展示瞭關鍵的推導步驟和思路路徑，甚至會對一些常見的錯誤思路進行反嚮的警示和辨析。這讓我感覺像是在和一個經驗豐富的同行進行交流，而不是單方麵地接受知識灌輸。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格是那種非常嚴謹且富有邏輯性的，用詞準確，沒有過多花哨的辭藻來掩蓋內容的單薄，一切都是為瞭清晰有效地傳達信息。閱讀起來，很少會因為拗口的錶達而需要反復迴溯句子結構，這在閱讀技術類書籍時是一個巨大的優勢，因為時間寶貴，我們更需要的是信息的高效攝入。我特彆贊賞作者對數學符號的規範性使用，從頭到尾保持瞭高度的一緻性，這避免瞭在不同章節間轉換時産生不必要的認知負荷。此外，書中在引入一些高級主題時，會有一個簡短的“曆史背景”或“發展意義”的介紹，這能幫助讀者理解為什麼這個技術會被提齣來，它的核心價值在哪裏，而不是孤立地去學習一個技術模塊。這種對知識體係“全景式”的把握，對於提升學習者的格局和視野是非常有幫助的，讓人明白自己正在學習的不僅僅是工具，更是一門學科的演進脈絡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節邏輯安排得非常流暢，就像一條精心鋪設的軌道，引導著讀者的思維不斷嚮前延伸，很少有那種跳躍感或者突兀的轉摺。我特彆留意瞭它在引入新概念時的鋪墊工作，很多時候，一個復雜的概念在首次齣現時，是通過非常生活化或者工程上常見的例子來切入的，這極大地降低瞭我的心理門檻。舉個例子，講到捲積時，它並沒有直接拋齣那個令人望而生畏的積分/求和公式，而是先用一個模擬信號經過某個係統響應的場景來解釋“係統”和“輸入輸齣”的關係，將抽象的數學運算具象化為物理過程的疊加。這種“先感性認識，後理性深挖”的教學策略，在我看來是極其高明的。而且，書中的插圖和圖示質量非常高，不僅僅是裝飾品，而是真正起到瞭解釋和輔助理解的作用。有些教科書的圖做得非常粗糙，看瞭還不如不看，但這裏的圖示往往能用最簡潔的綫條勾勒齣最復雜的信號流或變換過程，讓人豁然開朗。我甚至會花時間去臨摹這些圖，在重畫的過程中，加深對內部結構和關聯性的理解，這是一種非常有效的學習方式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直讓人眼前一亮，那種沉穩又不失活潑的配色，第一眼就覺得這是一本值得花時間去啃的教材。拿到手裏的時候，那種紙張的質感也挺舒服的，翻開扉頁，作者團隊的名字印在上麵，感覺分量十足。我個人對這個領域的理解一直停留在比較基礎的層麵，總覺得那些復雜的公式和理論推導是高不可攀的鴻溝。但這本書給我的第一印象是，它試圖搭建一座堅實的橋梁，連接理論的彼岸和實踐的此岸。尤其是在章節的安排上，能夠感受到編者在知識遞進上的良苦用心，他們似乎很清楚初學者在哪個知識點上會卡住，並提前埋下瞭“伏筆”或者提供瞭更直觀的解釋路徑。我尤其欣賞那種對基本概念的窮盡式闡述，不是那種一筆帶過、留給讀者自己去猜的寫法，而是像一位耐心的老師，把每一個細節都掰開揉碎瞭講給你聽，確保你真的“懂瞭”，而不是僅僅“記住瞭”。這種紮實的態度，在很多同類書籍中是比較少見的，通常為瞭追求篇幅和時效性，會在基礎功上有所懈怠，但這本顯然沒有走捷徑，它更注重內功的修煉。讀著讀著，那種對復雜理論的敬畏感慢慢轉化成一種掌控感，覺得原來數字信號處理也沒那麼遙不可及嘛。

評分☆☆☆☆☆

整體而言，這本書給我的感覺是“重磅”而非“沉重”。雖然內容覆蓋麵廣、理論深度足夠，但得益於清晰的結構和精心的配圖，它並沒有給人帶來強烈的壓迫感。它更像是一個精心準備的“工具箱”，裏麵裝滿瞭你需要的所有高精度工具，並且每件工具旁都有清晰的操作說明書。對於我這種希望係統性學習數字信號處理的讀者來說，這本書提供瞭從概念建立到復雜問題解決的一整套成熟方法論。它不僅僅是一本應試教材，更像是可以伴隨職業生涯初期成長的參考手冊。我發現自己不是在“讀”這本書，而是在“使用”這本書，在遇到實際的信號處理問題時，我會習慣性地翻到相應的章節，查找那個最貼切的公式推導或者算法描述。這種實用性和工具屬性的結閤，使得這本書的價值遠遠超齣瞭普通教科書的範疇，它真正達到瞭“指導學習”和“精解習題”的雙重目標，值得在書架上占據一個非常靠前的位置。