數字信號處理實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙知勁 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 實驗
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• DSP
• 算法
• 工程實踐
• 高等教育

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 浙江大學齣版社

ISBN：9787308052429

商品編碼：29727849105

包裝：平裝

齣版時間：2007-03-01

基本信息

書名：數字信號處理實驗

定價：18.00元

作者：趙知勁

齣版社：浙江大學齣版社

齣版日期：2007-03-01

ISBN：9787308052429

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書在簡單介紹MATLAB語言及數字信號處理工具箱中的相應函數、CCS軟件平颱使用及
TMS320C54x DSP芯片的基礎上，共安排瞭18個實驗。基於MATLAB的實驗內容涵蓋瞭離散時間係統的時域特性分析、離散係統頻率響應和零極點分布、驗證取樣定理、綫性捲積與圓周捲積的計算、應用FFT實現信號頻譜分析、利用FFT實現快速捲積、用雙綫性變換法設計IIR數字濾波器、用窗口法設計FIR數字濾波器、用頻率采樣法設計FIR數字濾波器、IIR和FIR數字濾波器過濾信號的實現及比較、自適應數字陷波濾波器設計、應用綫性預測參數法的語音閤成。基於CCS的實驗內容涵蓋瞭數字振蕩器設計、DTMF信號産生與檢測、FIR數字濾波器的C54x實現、IIR數字濾波器的C54x實現、FFT的C54x實現、單邊帶調製係統的C54x實現等。每個實驗都附有相應的舉例程序。
本書可作為電子信息類專業的實驗指導書，鑒於數字技術的應用日益廣泛，個彆部分稍作調整或補充，就能為更多專業所使用。

目錄

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上篇 基於MATLAB的數字信號處理實驗
MATLAB簡介
　實驗1 離散時間係統的時域特性分析
　實驗2 離散係統頻率響應和零極點分布
　實驗3 驗證取樣定理
　實驗4 綫性捲積與圓周捲積的計算
　實驗5 應用FFT實現信號頻譜分析
　實驗6 利用FFT實現快速捲積
　實驗7 用雙綫性變換法設計IIR數字濾波器
　實驗8 用窗口法設計FIR數字濾波器
　實驗9 用頻率取樣法設計FIR數字濾波器
　實驗10 IlR和FIR數字濾波器過濾信號的實現及比較
　實驗11 自適應數字陷波濾波器設計
　實驗12 應用綫性預測參數法的語音閤成
下篇 基於CCS的數字信號處理實驗
DSP集成開發環境——CCS軟件簡介
TMS320C54x芯片簡介
實驗13 數字振蕩器設計
實驗14 DTMF信號産生與檢測
實驗15 FIR數字濾波器的C54x實現
實驗16 IIR數字濾波器的C54x實現
實驗17 FFT的C54x實現
實驗18 單邊帶調製係統的C54x實現
附錄 TMs320C54x指令係統一覽錶（按指令字母順序）
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理原理與應用》 內容簡介 本書旨在係統性地闡述數字信號處理（DSP）的核心理論，並結閤豐富的實際應用案例，為讀者構建一個全麵而深入的DSP知識體係。全書從基礎概念齣發，逐步深入到復雜的算法和工程實現，強調理論與實踐的結閤，力求使讀者在掌握DSP精髓的同時，能夠靈活運用所學知識解決實際工程問題。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分將為讀者奠定堅實的DSP理論基礎。 第一章 信號與係統概述 模擬信號與數字信號的區分： 詳細探討模擬信號的連續性和數字信號的離散性，以及采樣、量化和編碼等將模擬信號轉換為數字信號的關鍵過程。分析采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）的原理，包括奈奎斯特頻率、混疊現象及其避免方法。 信號的分類： 深入講解連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、偶函數與奇函數等基本信號分類。 係統模型： 介紹信號處理係統的基本組成，包括輸入、處理和輸齣。 係統的性質： 詳細分析綫性、時不變性、因果性、穩定性等係統基本性質。通過舉例說明如何判斷一個係統是否具備這些性質。 捲積運算： 深入闡述捲積運算在LTI（綫性時不變）係統中的核心作用，包括連續時間捲積和離散時間捲積的定義、計算方法和幾何意義。解釋捲積是如何描述LTI係統對任意輸入信號的響應的。 第二章 離散時間信號的錶示與分析 基本信號單元： 詳細介紹單位衝激信號 $delta[n]$ 和單位階躍信號 $u[n]$ 的定義、性質及其在離散信號錶示中的重要性。 序列的錶示與運算： 講解序列（離散時間信號）的錶示方法，包括時間軸上的描繪、列錶錶示和函數錶示。深入講解序列的加法、乘法、翻轉、移位等基本運算。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 周期離散時間信號的傅裏葉級數： 闡述周期序列的傅裏葉級數錶示，包括指數形式和三角形式，推導傅裏葉級數的係數計算公式，並分析其頻譜特性。 非周期離散時間信號的傅裏葉變換： 深入講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）的定義、性質及其在分析非周期序列頻域特性方麵的應用。詳細推導DTFT的求解方法，並分析其頻譜的連續性。 傅裏葉變換的性質： 詳細闡述時移、頻移、尺度變換（離散時間信號無尺度變換）、捲積、微分（離散時間信號為求和）、微分（連續時間信號）、能量守恒（Parseval定理）等重要性質，並說明這些性質在信號分析中的應用。 能量與功率譜密度： 講解如何利用傅裏葉變換計算信號的能量和功率，以及能量譜密度和功率譜密度的概念及其意義。 第三章 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT的定義與性質： 詳細介紹DFT的定義，它是DTFT在離散時間、離散頻率上的采樣。深入講解DFT的周期性、綫性性、時域翻轉、頻域翻轉、時域移位、頻域移位、捲積等重要性質，並分析這些性質與DTFT性質的聯係與區彆。 DFT的應用： 探討DFT在頻譜分析、濾波、相關計算等方麵的基礎應用。 FFT算法： 深入闡述FFT算法的原理，特彆是Cooley-Tukey算法，包括蝶形運算、分治法思想等。詳細介紹如何通過FFT算法大幅度提高DFT的計算效率。 IFFT算法： 講解逆離散傅裏葉變換（IDFT）及其快速算法IFFT，用於從頻域信號重構時域信號。 DFT/FFT在工程中的實際應用： 給齣具體的計算實例，如FFT用於音頻信號的頻譜分析，快速捲積實現等。 第四章 Z變換 Z變換的定義與收斂域： 詳細介紹Z變換的定義，它是離散時間信號在復域的延伸，以及收斂域（ROC）的概念及其重要性。深入分析不同ROC對係統性質（因果性、穩定性）的影響。 Z變換的性質： 詳細闡述綫性性、時移性、乘法性、捲積性、微分（求和）性、初值定理、終值定理等Z變換的重要性質，並說明這些性質在序列分析和係統分析中的作用。 常用序列的Z變換： 列舉並推導單位衝激序列、單位階躍序列、指數序列、正弦序列、餘弦序列等的Z變換及其收斂域。 逆Z變換： 講解求解逆Z變換的方法，包括長除法、部分分式展開法和留數定理法，並分析不同方法的適用場景。 Z變換在係統分析中的應用： 講解如何利用Z變換分析LTI係統的頻率響應、相位響應、瞬態響應和穩態響應。 第二部分：數字濾波器設計 本部分將聚焦於數字濾波器的設計，是DSP理論在信號處理中最直接的應用之一。 第五章 數字濾波器概述 濾波器的概念與作用： 解釋濾波器在信號處理中的基本功能，如去除噪聲、提取特定頻率成分、整形信號等。 濾波器的分類： 詳細區分理想濾波器和實際濾波器的區彆。重點介紹綫性相位濾波器和非綫性相位濾波器。 FIR濾波器與IIR濾波器： 深入分析有限衝激響應（FIR）濾波器和無限衝激響應（IIR）濾波器的結構、特點、優缺點。討論它們在穩定性、相位響應、計算復雜度、設計復雜度等方麵的差異。 濾波器的性能指標： 介紹通帶、阻帶、過渡帶、截止頻率、幅度響應、相位響應、階數等濾波器設計中關鍵的性能指標。 第六章 FIR濾波器設計 FIR濾波器的係統函數與衝激響應： 講解FIR濾波器的係統函數（傳遞函數）H(z)與衝激響應h[n]之間的關係，特彆是FIR濾波器衝激響應的有限性。 理想濾波器的脈衝響應： 推導理想低通、高通、帶通、帶阻濾波器的脈衝響應。 窗口法設計FIR濾波器： 詳細介紹常用的窗口函數，如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等，分析不同窗口函數的頻譜特性及其對濾波性能的影響。闡述利用窗口函數截斷理想濾波器無限長脈衝響應的方法，以及窗口法設計的步驟和優缺點。 頻率采樣法設計FIR濾波器： 介紹基於頻率響應采樣的FIR濾波器設計方法。 最優化設計法（Parks-McClellan算法）： 深入講解Parks-McClellan算法（也稱為Remez交換算法）的原理，包括切比雪夫逼近理論，如何實現幅度響應在通帶和阻帶上的最佳（等波紋）逼近，以及該方法的優缺點。 綫性相位FIR濾波器設計： 重點討論如何設計具有綫性相位的FIR濾波器，介紹四種對稱性對應的FIR濾波器設計方法，以及綫性相位濾波器在保持信號波形完整性方麵的重要性。 第七章 IIR濾波器設計 IIR濾波器的係統函數與衝激響應： 講解IIR濾波器的係統函數H(z)和衝激響應h[n]之間的關係，特彆是IIR濾波器衝激響應的無限性。 模擬濾波器設計方法： 詳細介紹幾種經典的模擬濾波器（Butterworth, Chebyshev Type I, Chebyshev Type II, Elliptic）的設計原理，包括其幅度響應的特點和設計公式。 模擬-數字域轉換： 重點講解將設計好的模擬濾波器轉換為數字濾波器的方法，包括衝激響應不變法、雙綫性變換法等。分析不同轉換方法的優缺點，特彆是雙綫性變換如何避免混疊並實現頻率軸的非綫性映射。 直接設計IIR濾波器： 簡要介紹在Z域直接設計IIR濾波器的方法。 IIR濾波器設計實例： 結閤具體的濾波器設計參數，演示如何完成一個IIR濾波器的設計過程。 第三部分：數字信號處理的應用 本部分將展示DSP在各個領域的廣泛應用，讓讀者深刻理解DSP的實際價值。 第八章 數字信號處理應用實例 譜分析： 詳細介紹利用FFT進行頻譜分析的技術，包括短時傅裏葉變換（STFT）和Welch方法，用於分析非平穩信號的頻率隨時間的變化。 語音信號處理： 語音信號的特點： 分析語音信號的聲學特性，如基頻、共振峰、聲源模型等。 語音編碼： 介紹不同類型的語音編碼技術，如脈衝編碼調製（PCM）、自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM）、綫性預測編碼（LPC）等，解釋它們如何壓縮語音數據以實現高效傳輸和存儲。 語音識彆與閤成： 簡述語音識彆和語音閤成的基本原理，以及DSP在其中扮演的關鍵角色。 圖像處理： 圖像的數字化： 解釋圖像信號是如何被采樣和量化的。 圖像濾波： 介紹二維圖像的濾波技術，包括低通濾波（平滑）、高通濾波（邊緣檢測）、中值濾波等，分析它們在圖像去噪、增強和特徵提取中的作用。 圖像壓縮： 介紹基於DSP的圖像壓縮技術，如離散餘弦變換（DCT）在JPEG圖像壓縮中的應用。 通信係統： 調製與解調： 闡述數字信號如何在通信係統中進行調製（如ASK, FSK, PSK, QAM）和解調。 信道編碼與糾錯： 簡要介紹信道編碼（如漢明碼、捲積碼）和糾錯編碼在提高通信可靠性中的作用。 自適應均衡： 解釋自適應均衡技術如何補償信道失真，提高通信速率和質量。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）信號分析： 介紹DSP在ECG信號去噪、QRS波群檢測、心率計算等方麵的應用。 腦電圖（EEG）信號分析： 講解DSP在EEG信號的濾波、特徵提取、腦電波分類等方麵的應用。 其他應用領域： 簡要提及DSP在雷達、聲納、地震數據處理、機械振動分析、儀器儀錶等領域的應用。 總結與展望 本書在梳理數字信號處理核心理論的基礎上，通過豐富的實例和深入的分析，展示瞭DSP在現代科技中不可或缺的地位。從基礎的信號與係統理論，到精密的濾波器設計，再到廣泛的應用領域，本書力求為讀者提供一個係統、實用且易於理解的學習路徑。隨著計算能力的不斷提升和算法的持續創新，數字信號處理技術將繼續在人工智能、物聯網、5G通信等前沿領域發揮更加關鍵的作用。希望本書能夠激發讀者對數字信號處理的濃厚興趣，並為他們未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我最近在忙一個關於圖像增強的項目，急需一套能夠提供足夠理論支撐同時又具有實操指導意義的參考資料。翻閱這本書的某些章節時，那種旁徵博引、深入淺齣的敘述方式，真的讓我有茅塞頓開的感覺。它不僅僅是堆砌公式，而是巧妙地將那些抽象的數學概念與實際的物理意義緊密地聯係起來，比如在解釋某種濾波器的設計原理時，作者會用非常形象的比喻來描述信號在頻域中的“雕刻”過程，這種生動的講解方式極大地降低瞭理解的門檻。我注意到，書中對一些經典算法的推導過程異常詳盡，每一步的數學推導都清晰可見，沒有那種“顯而易見，略去不寫”的傲慢態度。這對於我這種需要反復驗證和理解底層邏輯的工程師來說，簡直是福音，我不再需要到處去尋找零散的佐證材料來填補理解上的空隙，這本書幾乎提供瞭一個自洽的知識閉環。

評分☆☆☆☆☆

從學習工具的角度來看，這本書在輔助自我提升方麵的設計也值得稱贊。雖然我還沒有深入到練習題的環節，但光是翻閱書中那些結構化的章節總結和關鍵概念迴顧部分，就能感受到編者希望讀者能夠主動構建知識框架的良苦用心。這些總結部分不是簡單地羅列知識點，而是將不同章節的內容進行橫嚮和縱嚮的關聯，幫助讀者在大腦中形成一張知識網絡圖，而不是一堆孤立的信息碎片。這種強調“連接”而非“記憶”的編排思路，對於培養一個成熟的工程師或研究人員的思維模式至關重要。它訓練的不是應試能力，而是解決實際復雜問題的能力框架。總而言之，這是一部能讓人靜下心來，係統性構建專業知識體係的優秀著作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭非常深刻的印象，那種厚重且帶著磨砂質感的封麵，仿佛預示著裏麵內容的嚴謹與深度。我拿到手的時候，首先就被它傳遞齣的一種專業氣息所吸引，不是那種花裏鬍哨的現代設計，而是一種沉穩、可靠的學術工具書的風格。內頁的紙張選擇也很有考量，觸感細膩，印刷字體清晰銳利，即便是長時間閱讀那些密集的公式和圖錶，眼睛也不會感到過分疲勞。我尤其欣賞他們對章節標題和重要定義的排版方式，通常會使用不同的字體粗細或者加粗處理，這在快速查閱資料時顯得極其友好，讓人能迅速定位到自己需要的信息點。再說說目錄結構，它邏輯性極強，從基礎理論的鋪陳到復雜算法的應用，層層遞進，設計得像一個完善的知識階梯，引導讀者平穩地上升，而不是陡然麵對一座難以逾越的高峰。這種對“閱讀體驗”的關注，顯示齣編者在學術內容之外，對知識傳遞載體的細緻打磨，讓人感到物有所值。

評分☆☆☆☆☆

不得不提的是，這本書的參考資料部分做得極其紮實，堪稱一份高質量的學術導航圖。通常一本書的末尾部分我隻會草草瀏覽，但這本書的參考文獻列錶我仔細看瞭一遍，發現它不僅涵蓋瞭領域內的奠基性著作和裏程碑式的期刊論文，還收錄瞭不少近年來在頂級會議上發錶的前沿成果。更貼心的是，有些關鍵的定理或公式旁邊，會用小號字體標注齣其原始齣處，這對於希望深挖理論源頭的鑽研者來說，簡直是如獲至寶。這種對知識溯源的嚴謹態度，讓我對作者群體的學術背景充滿瞭敬意。它不僅僅是一本知識的集閤，更像是一張通往整個領域核心研究的索引圖譜，極大地拓展瞭我的學習廣度和深度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性和前瞻性在我看來是平衡得恰到好處。很多技術書籍要麼過於偏重基礎理論的晦澀論述，讀起來像是啃一本高深的教科書，要麼就是一味追求前沿技術的“時髦”，結果新概念的根基不穩。但這本書巧妙地避開瞭這兩個極端。在深入探討現代技術如小波變換或者自適應濾波等內容時，它總是會迴溯到傅裏葉分析的基礎上去鞏固讀者對頻譜特性的理解。這種“紮根傳統，麵嚮未來”的敘事策略，使得書中的知識體係具有極強的生命力。此外，書中對不同技術路綫的優缺點進行瞭非常客觀的對比分析，而不是簡單地推崇某一種“最佳”方案。這種中立且基於性能指標的評估，對於我們進行係統選型和方案決策時，提供瞭非常寶貴的參考維度，避免瞭盲目跟風的風險。