DSP開發技術實例與技巧 9787118049060 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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任建國，張傢祥 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 嵌入式係統
• 開發實例
• 技術技巧
• ARM
• C語言
• 濾波算法
• 通信係統
• 圖像處理

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118049060

商品編碼：29691034213

包裝：平裝

齣版時間：2007-01-01

基本信息

書名:DSP開發技術實例與技巧

：28.00元

售價：19.0元,便宜9.0元,摺扣67

作者:任建國,張傢祥

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2007-01-01

ISBN：9787118049060

字數：382000

頁碼：258

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.440kg

編輯推薦

內容提要

本書以TI公司的16位定點處理器TMS320C54x係列DSP（數字信號處理器）為例，係統地介紹瞭DSP的內部結構、外設、指令係統、軟件開發及其可視化開發環境CCS的使用。全書共分為7章，內容包括：DSP　CPU的構成、串口的使用、外設擴展應用、匯編指令係統及CCS軟件的使用說明。
　　本書的特點是理論和實踐相結閤，由淺入深、通俗易懂、實用性強，能幫助讀者循序漸進地掌握DSP的工作原理和開發技能。　　
　　本書可作為電子信息、通信工程、自動化等專業高年級本科生和研究生的教材或參考工具書，也可供從事DSP芯片開發應用的工程技術人員參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

現代信號處理的藝術：從理論到實踐的深度探索 在當今信息爆炸的時代，信號的采集、分析、處理和應用已滲透到我們生活的方方麵麵。從通信基站接收的無綫電波，到醫療設備捕捉的生理信號，再到人工智能係統中處理的海量數據，其背後都離不開強大的數字信號處理（DSP）技術。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的DSP理論與實踐的學習平颱，通過精選的實例和實用的技巧，幫助讀者掌握DSP的核心概念，並能靈活應用於實際工程問題。 第一部分：DSP基礎理論的堅實基石 要精通DSP，首先需要建立紮實的理論基礎。本書將從最基本的概念齣發，係統性地梳理DSP的理論框架。 數字信號的本質與錶示： 我們將探討離散時間信號的定義，理解其采樣、量化過程如何將連續的模擬信號轉化為計算機可處理的數字信號。信號的錶示方法，包括時域、頻域和復域等，將通過圖文並茂的方式進行闡述，幫助讀者直觀理解信號的特性。 傅裏葉分析：時域與頻域的橋梁： 傅裏葉分析是DSP的靈魂。本書將詳細講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法快速傅裏葉變換（FFT）。我們將不僅僅停留在數學公式層麵，更會深入剖析其物理意義，理解信號在不同頻率上的成分如何揭示其內在規律。通過實例，例如對音頻信號進行頻譜分析，我們會看到如何通過頻域信息來識彆音色、過濾噪聲，甚至是進行語音識彆的初步探索。 Z變換：係統分析的強大工具： Z變換是分析離散時間綫性時不變（LTI）係統的關鍵。本書將詳細介紹Z變換的定義、性質以及逆Z變換的方法。通過Z域的分析，我們可以輕鬆地理解係統的穩定性、因果性以及頻率響應等重要特性。我們將展示如何使用Z變換來分析濾波器、延遲器等基本LTI係統，為後續的係統設計打下基礎。 綫性時不變（LTI）係統： LTI係統是DSP領域最基本也是最重要的模型。本書將深入探討LTI係統的捲積特性、衝擊響應以及頻率響應。我們會通過大量的例子，解釋捲積運算如何描述輸入信號通過係統後的輸齣，以及頻率響應如何揭示係統對不同頻率信號的放大或衰減作用。理解LTI係統是理解濾波器設計、係統建模等高級概念的前提。 采樣理論：模擬與數字世界的連接： 奈奎斯特-香農采樣定理是數字信號處理的基石。本書將詳細闡述采樣定理的原理，解釋為何需要足夠高的采樣率來避免混疊現象。我們還將討論欠采樣、過采樣等技術，以及它們在實際應用中的優缺點。通過對不同采樣率下信號失真的分析，讀者將深刻理解采樣過程對信號質量的影響。 量化理論：模擬到數字的轉換： 量化是將連續幅度信號映射到離散電平的過程。本書將介紹量化誤差的産生機製，並分析不同量化策略（如均勻量化、非均勻量化）對信號保真度的影響。我們還將探討如何通過噪聲整形等技術來改善量化性能，這對於需要高精度信號處理的應用至關重要。 第二部分：DSP核心算法與實現技巧 掌握瞭理論基礎，接下來就是學習如何將這些理論轉化為實際的信號處理算法。本書將聚焦於DSP中最常用、最核心的算法。 濾波器設計：塑造信號的靈魂： 濾波器是DSP中最具代錶性的應用之一，它們能夠選擇性地保留或去除信號中的特定頻率成分。本書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： 我們將深入探討IIR濾波器的設計方法，包括巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等經典類型。我們會詳細講解這些濾波器在時域和頻域的響應特性，以及如何根據應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。從低通、高通到帶通、帶阻，我們將通過實例演示如何設計並實現各種性能優異的IIR濾波器，並分析其優點（如高階、計算量小）和缺點（如相位失真）。 FIR濾波器： FIR濾波器以其綫性相位特性而受到青睞。本書將詳細介紹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。我們將分析不同窗函數的頻譜泄漏特性，並指導讀者如何選擇閤適的窗函數以達到最佳的設計效果。通過實例，我們會展示FIR濾波器在音效處理、數據傳輸等領域的廣泛應用。 相關與捲積：信號的匹配與係統響應： 相關和捲積是DSP中最基本的運算之一，它們在模式識彆、係統分析、信號濾波等領域發揮著核心作用。本書將深入講解離散時間信號的互相關和自相關運算，以及它們在信號檢測、目標跟蹤等方麵的應用。我們還將詳細闡述捲積運算的原理，並提供高效的實現方法，如基於FFT的捲積。通過實例，我們會展示如何利用相關和捲積來檢測已知信號是否存在於一個未知信號中，或者如何計算係統對任意輸入信號的輸齣。 自適應濾波：動態調整的智能信號處理： 與固定係數的傳統濾波器不同，自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波器係數，以達到最佳的濾波效果。本書將詳細介紹幾種重要的自適應濾波算法，如最小均方（LMS）算法及其變種（如歸一化LMS、帶泄露的LMS），以及遞歸最小二乘（RLS）算法。我們將深入剖析這些算法的工作原理，並重點討論它們在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等實際工程問題中的應用。例如，我們會演示如何使用LMS算法來消除麥剋風拾取的背景噪聲，或者如何用RLS算法來補償通信信道帶來的信號失真。 功率譜估計：揭示信號的能量分布： 功率譜密度（PSD）是描述信號功率在頻率域上分布的重要指標，它能夠反映信號的頻率特性。本書將介紹幾種經典的功率譜估計方法，包括周期圖法、Welch法等。我們還將探討基於模型的方法，如AR模型、MA模型、ARMA模型，以及它們在譜估計中的應用。通過實例，我們將演示如何利用功率譜估計來分析振動信號、通信信號的頻譜特徵，以及如何在頻譜分析的基礎上進行故障診斷。 短時傅裏葉變換（STFT）與小波變換：時頻分析的利器： 對於非平穩信號（其頻率成分隨時間變化的信號），傳統的傅裏葉變換無法提供足夠的信息。本書將介紹短時傅裏葉變換（STFT）及其基本原理，演示如何通過滑動窗口的方式對信號進行分段傅裏葉變換，從而獲得信號的二維時頻錶示。在此基礎上，我們將引入更先進的時頻分析工具——小波變換。小波變換能夠提供更好的時頻分辨率，尤其是在分析具有瞬態特徵或多尺度特性的信號時。我們將討論連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT），並提供相關應用示例，例如在圖像壓縮、信號去噪和異常檢測方麵的應用。 第三部分：DSP在實際工程中的應用實例與進階技巧 理論與算法的學習最終需要落腳於實際應用。本書將精選一係列具有代錶性的DSP工程應用實例，並提煉齣許多實用的開發技巧，幫助讀者將所學知識融會貫通。 通信係統中的DSP應用： 調製與解調： 我們將深入講解數字調製技術，如ASK、FSK、PSK、QAM等，並重點分析其在DSP中的實現。從基本原理到高級調製方案，我們將展示如何利用DSP芯片高效地完成信號的生成和恢復。 信道估計與均衡： 在實際通信中，信道會引入衰減、噪聲和失真。本書將介紹如何利用DSP技術對信道進行估計，並設計均衡器來補償信道的影響，從而提高通信係統的可靠性。 編碼與解碼： 為瞭保證數據傳輸的可靠性，通常需要引入糾錯編碼。我們將探討常見的信源編碼（如PCM）和信道編碼（如捲積碼、LDPC碼）的原理，並展示如何在DSP平颱上實現這些編碼與解碼算法。 音頻與語音處理： 音頻信號的采集與播放： 從麥剋風到數模轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC），我們將梳理音頻信號的整個處理流程，並討論如何利用DSP技術優化音頻采集的質量和播放的保真度。 音頻效果處理： 迴聲、混響、均衡器、壓縮器等常見的音頻效果，都離不開DSP的強大功能。我們將深入分析這些效果的實現原理，並提供在DSP平颱上實現這些效果的實踐方法。 語音識彆與閤成： 語音識彆是人工智能的重要分支。我們將介紹語音信號的預處理（如端點檢測、預加重）、特徵提取（如MFCC）以及模式匹配等關鍵技術。同時，我們將探討語音閤成的基本原理，讓讀者瞭解如何讓機器“開口說話”。 圖像與視頻處理： 圖像的采集與增強： 我們將討論數字圖像的錶示，以及如何利用DSP技術對圖像進行降噪、銳化、對比度調整等預處理操作，以提升圖像的視覺質量。 圖像的壓縮： 為瞭高效存儲和傳輸圖像，壓縮技術至關重要。我們將介紹有損壓縮（如JPEG）和無損壓縮的基本原理，並探討DSP在這些算法實現中的作用。 視頻的編碼與解碼： 視頻信號是連續圖像幀的集閤。我們將深入講解視頻編碼標準（如H.264）的基本思想，以及DSP在視頻編碼與解碼過程中扮演的角色。 嵌入式DSP係統開發： DSP芯片選型與架構： 我們將介紹市麵上主流的DSP芯片係列，如TI C6000係列、ADI Blackfin係列等，分析它們的硬件架構、指令集特點以及性能優勢，幫助讀者根據項目需求選擇閤適的DSP平颱。 開發環境與工具鏈： 掌握DSP開發工具鏈是高效開發的關鍵。我們將介紹常用的集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器以及仿真器，並提供一些實用的調試技巧。 硬件加速與優化： 為瞭滿足實時性要求，DSP開發往往需要進行硬件加速和算法優化。本書將介紹如何利用DSP的專用指令、流水綫技術、多核架構等硬件特性來提升計算效率，並提供一些軟件層麵的優化策略，如算法的並行化、查找錶的應用等。 實時操作係統（RTOS）在DSP中的應用： 在復雜的嵌入式DSP係統中，實時操作係統能夠有效地管理任務、調度資源，保證係統的實時性和穩定性。我們將介紹RTOS的基本概念，並討論如何將其與DSP應用結閤。 結語： 本書力求以條理清晰的結構、深入淺齣的講解、豐富實用的實例，引導讀者一步步走進DSP的奇妙世界。我們相信，通過對本書內容的學習和實踐，讀者不僅能夠掌握DSP的核心理論和關鍵算法，更能夠培養齣解決實際工程問題的能力。無論您是初學者，還是希望深化DSP技能的工程師，本書都將是您不可多得的寶貴資源。願本書成為您在數字信號處理領域探索的強大助推器，開啓您通往更廣闊技術天地的大門。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來形容《現代通信中的信號處理》這本書，我會選擇“前沿”。這本書的視角非常開闊，它幾乎涵蓋瞭當前通信領域所有熱點技術中涉及到的DSP應用。它沒有花費太多篇幅在基礎的傅裏葉變換上，而是直接切入瞭OFDM（正交頻分復用）係統的關鍵算法——循環捲積與綫性捲積的實現優化。書中對MIMO（多輸入多輸齣）係統中的波束賦形（Beamforming）的預編碼矩陣計算，給齣瞭非常詳細的矩陣代數推導和對應的DSP實現思路，這部分內容對於做無綫通信算法研究的人來說，價值極高。我發現它在講解信道估計和均衡時，引入瞭卡爾曼濾波的自適應版本，並且清晰地展示瞭如何在DSP框架下組織這些復雜的迭代算法，包括如何處理初值和收斂判斷。這本書的難度是相當高的，它假設讀者已經對基礎DSP原理非常熟悉，但對於那些希望將DSP知識應用於5G、雷達或軟件定義無綫電（SDR）領域的工程師和研究生來說，它提供瞭一個絕佳的理論到實踐的橋梁，內容新穎且具有很強的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理：原理與應用》的教材簡直是為我這種初學者量身定製的，內容編排得極其清晰流暢。從最基礎的Z變換和傅裏葉級數講起，作者並沒有急於拋齣復雜的公式，而是先用大量的實例和圖示來建立起讀者的直觀理解。我特彆欣賞它在講解FFT算法時，那種層層遞進的邏輯，它沒有直接給齣蝶形運算的完整結構，而是先從基頻分解入手，讓人明白為什麼要這樣做，再逐步過渡到具體的代碼實現，這對於我理解算法的本質，而不是死記硬背公式，幫助太大瞭。書裏穿插的那些實際案例，比如音頻濾波器的設計，雖然隻是一個簡化的模型，但足以讓我明白理論如何落地。以前看其他書總覺得DSP的概念太抽象，這本書的作者似乎深諳教學之道，總能在關鍵節點提供一個“啊哈！”的時刻，讓原本晦澀難懂的知識點瞬間變得清晰起來。尤其是關於FIR和IIR濾波器設計的部分，它對比瞭兩種方法的優劣，並給齣瞭在不同應用場景下如何選擇的實用建議，這比單純羅列公式要實用得多。

評分☆☆☆☆☆

我最近翻閱的這本《聲音的魔術：音頻信號處理與效果器設計》讓我體驗到瞭DSP的趣味性。它完全顛覆瞭我對DSP就是冰冷數字計算的刻闆印象。這本書的結構非常活潑，它沒有采用傳統的章節劃分，而是直接圍繞“如何製作一個失真效果器”、“如何實現一個混響算法”這樣的目標來組織內容。在講解混響時，它從物理聲學現象齣發，逐步導嚮反饋延遲網絡（FDN）的搭建，並通過調整反饋矩陣的參數，直觀地展示瞭不同聲音“空間感”的來源。書中大量的C++代碼示例都圍繞著VST（Virtual Studio Technology）插件的接口標準來編寫，這使得理論成果可以直接在DAW（數字音頻工作站）軟件中運行和試聽，極大地增強瞭學習的互動性和滿足感。作者在處理非綫性效應，比如失真和削波時，對量化噪聲和失真諧波的分析非常細緻，讓人明白瞭為什麼有些“好聽”的失真效果在數字域實現起來會如此巧妙。這本書成功地將DSP從一個純粹的數學工具，變成瞭一個創造聲音的藝術工具。

評分☆☆☆☆☆

我手中的這本《嵌入式係統與物聯網實踐指南》給我的感受是，它完全站在瞭工程師的實踐角度來編寫的。這本書的重點不在於理論的深度挖掘，而在於如何快速、有效地將DSP的理論知識應用到實際的硬件平颱上去。它的篇幅中，有很大一部分篇幅詳細介紹瞭基於某主流DSP芯片（我猜測是德州儀數的C6000係列，雖然沒有明確點齣具體型號，但其架構描述非常吻閤）的匯編優化技巧。作者似乎非常推崇代碼效率，書中大量的代碼片段都展示瞭如何通過位操作和流水綫優化來榨取每一份計算能力，這對於資源受限的實時係統開發來說，簡直是教科書級彆的指導。我尤其喜歡其中關於定點運算與浮點運算在嵌入式中取捨的章節，分析得非常到位，兼顧瞭精度和資源消耗。它沒有停留在軟件層麵，還深入講解瞭DMA（直接存儲器訪問）的配置和中斷處理流程，這些都是在實際項目中卡住很多人的關鍵點。這本書更像是一位資深工程師坐在你旁邊，手把手教你如何快速上手一個新項目，而不是一個純粹的學術參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本《雷達信號處理基礎與應用》的教材給我的感覺是專業、嚴謹且極具深度。它將DSP技術完美地嵌入到瞭一個特定的工程領域——相控陣雷達係統中。全書的重點幾乎都聚焦在脈衝壓縮、多普勒處理和目標跟蹤上。作者在講解綫性調頻（LFM）信號的脈衝壓縮時，不僅給齣瞭匹配濾波器的設計公式，還深入分析瞭旁瓣抑製技術（如窗函數法）對距離分辨率和雜波抑製的影響。書中關於運動補償和MTI（動目標顯示）處理的章節尤其精彩，它詳細闡述瞭如何利用自適應濾波技術來消除地雜波，這部分內容涉及到大量的矩陣求逆和迭代優化。更令人印象深刻的是，它在目標跟蹤部分，將擴展卡爾曼濾波（EKF）和粒子濾波（PF）的應用場景進行瞭詳細對比，並給齣瞭在實際雷達數據鏈中如何實時部署這些跟蹤算法的流程圖。這本書的數學推導非常紮實，對於希望進入專業雷達或聲納領域的科研人員來說，它是一部不可多得的、將底層算法與係統工程緊密結閤的參考巨著。