基本信息
書名:數字信號處理原理及應用(第2版)
定價:65.00元
作者:桂誌國,陳友興
齣版社:國防工業齣版社
齣版日期:2016-06-01
ISBN:9787118107968
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版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
桂誌國、陳友興主編的《數字信號處理原理及應用(第2版)》主要包括離散時間信號與係統的基本理論,快速傅裏葉變換,數字濾波器的結構理論和設計方法,特殊濾波器的設計,有限字長效應及多抽樣率轉換等內容。
本書適閤普通高等院校信息類相關專業本科生及研究生選為教材,也可作為相關工程技術人員的自學參考書。
目錄
章 離散時間信號與係統的時域分析 1.1 離散時間信號-序列 1.1.1 幾種常用序列 1.1.2 序列的基本運算 1.2 序列的捲積和與相關 1.2.1 序列的捲積和 1.2.2 序列的綫性相關 1.3 綫性移不變係統 1.3.1 綫性係統 1.3.2 移不變係統 1.3.3 單位抽樣響應與捲積和 1.3.4 因果係統 1.3.5 穩定係統 1.3.6 捲積和的性質及LTI係統的互連 1.4 綫性常係數差分方程 1.4.1 綫性常係數差分方程的描述 1.4.2 綫性常係數差分方程的求解 1.5 連續時間信號的抽樣及抽樣定理 1.5.1 理想抽樣 1.5.2 實際抽樣 1.5.3 帶通信號的抽樣 習題第2章 離散時間信號與係統的z域分析 2.1 z變換的定義及收斂域 2.1.1 z變換的定義 2.1.2 z變換的收斂域 2.1.3 常用序列的z變換 2.1.4 z變換收斂域的性質 2.2 z變換 2.2.1 部分分式展開法 2.2.2 冪級數展開法 2.2.3 圍綫積分法(留數法) 2.3 z變換的性質與定理 2.4 z變換與連續信號拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係 2.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關係 2.4.2 序列的z變換和傅裏葉變換的關係 2.5 序列傅裏葉變換及性質 2.5.1 非周期序列傅裏葉變換 2.5.2 序列傅裏葉變換的性質與定理 2.5.3 常用序列的傅裏葉變換 2.6 離散時間係統的係統函數和頻率響應 2.6.1 係統函數的定義 2.6.2 係統函數與差分方程的關係 2.6.3 係統的頻率響應 2.6.4 利用H(z)的零極點分析係統 2.6.5 無限長單位抽樣響應係統與有限長單位抽樣響應係統 習題第3章 離散傅裏葉變換 3.1 傅裏葉變換的幾種形式 3.1.1 非周期連續時間信號的傅裏葉變換——時域連續、頻域連續 3.1.2 周期連續時間信號的傅裏葉級數——時域連續、頻域離散 3.1.3 非周期離散時間信號(序列)的傅裏葉變換——時域離散、頻域連續 3.1.4 周期離散時間信號的傅裏葉級數——時域離散、頻域離散 3.2 周期序列的離散傅裏葉級數及性質 3.2.1 周期序列的離散傅裏葉級數 3.2.2 周期序列離散傅裏葉級數的性質 3.2.3 周期序列的傅裏葉變換 3.3 離散傅裏葉變換 3.3.1 離散傅裏葉變換的定義 3.3.2 DFT與z變換以及DTFT之間的關係 3.3.3 幾種頻率的關係 3.4 離散傅裏葉變換的性質 3.4.1 離散傅裏葉變換隱含的周期性 3.4.2 離散傅裏葉變換的性質 3.5 有限長序列的循環捲積定理和循環相關定理 3.5.1 有限長序列的循環捲積 3.5.2 循環捲積定理 3.5.3 有限長序列的綫性捲積和循環捲積 3.5.4 有限長序列的循環相關與循環相關定理 3.6 頻域抽樣理論 3.6.1 由X(k)不失真地恢復x(n)的條件 3.6.2 頻率抽樣的內插公式 3.7 基於DFT技術的頻譜分析技術 3.7.1 利用DFT對連續非周期信號進行頻譜分析 3.7.2 利用DFT對連續信號進行頻譜分析中的問題及其解決方法 3.7.3 頻率分辨率 習題第4章 快速傅裏葉變換 4.1 DFT的運算量分析及改善途徑 4.1.1 直接計算DFT的運算量 4.1.2 改善DFT運算效率的基本途徑 4.2 按時間抽取的基-2FFT算法 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法運算量分析 4.2.3 算法特點分析 4.2.4 按時間抽取的其他形式流圖 4.2.5 DIT基-2FFT的軟件編程思想 4.3 按頻率抽取的基-2FFT算法 4.3.1 算法的基本原理 4.3.2 按頻率抽取的FFF算法特點分析 4.3.3 時間抽取法與頻率抽取法的比較 4.4 快速傅裏葉反變換 4.4.1 稍微變動FFT程序和參數實現IFFT 4.4.2 不改變FFT的程序直接實現IEFT 4.5 FFT算法的MATLAB軟件實現 4.6 實序列的FFT算法 4.6.1 利用頻譜對稱性推導實序列的FFT 4.6.2 離散哈德曼變換 4.7 基於FFT的綫性捲積與綫性相關快速算法 4.7.1 基於FFT的有限長序列綫性捲積算法 4.7.2 基於FFT的有限長序列和無限長序列捲積算法 4.7.3 基於FFT的綫性相關算法 習題第5章 數字濾波器的基本結構 5.1 數字濾波器結構的錶示方法 5.2 無限長單位抽樣響應(IIR)濾波器的結構 5.2.1 直接I型 5.2.2 直接Ⅱ型(典範型、正準型) 5.2.3 級聯型 5.2.4 並聯型 5.2.5 轉置定理 5.3 有限長單位抽樣響應(FIR)濾波器的基本結構 5.3.1 直接型(橫截型、捲積型) 5.3.2 級聯型 5.3.3 快速捲積型 5.3.4 頻率抽樣型結構 5.3.5 梳狀濾波器 5.4 格型濾波器的基本結構 5.4.1 全零點(FIR)格型濾波器 5.4.2 全極點(IIR)格型濾波器 5.4.3 零、極點(IIR)格型濾波器 習題第6章 無限長單位抽樣響應數字濾波器的設計 6.1 濾波器的基本概念 6.1.1 濾波器的分類 6.1.2 濾波器的技術指標 6.1.3 濾波器的設計步驟 6.2 模擬低通濾波器的設計 6.2.1 由幅度平方函數來確定係統函數 6.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器的設計 6.2.3 切比雪夫模擬低通濾波器的設計 6.2.4 橢圓模擬低通濾波器的設計 6.2.5 貝塞爾模擬低通濾波器的設計 6.2.6 歸-化原型濾波器設計數據 6.2.7 常用模擬濾波器的比較 6.3 基於模擬濾波器的IIR數字濾波器設計 6.3.1 抽樣響應不變法 6.3.2 雙綫性變換法 6.4 數字高通、帶通和帶阻IIR濾波器的設計 6.4.1 模擬頻帶法 6.4.2 數字頻帶法 習題第7章 有限長單位抽樣響應數字濾波器的設計 7.1 綫性相位FIR數字濾波器及其特點 7.1.1 綫性相位的定義 7.1.2 綫性相位的條件 7.1.3 綫性相位FIR濾波器的幅度特性 7.1.4 綫性相位FIR濾波器的零點分布 7.2 窗函數設計法 7.2.1 設計方法 7.2.2 加窗處理對頻譜性能的影響 7.2.3 典型窗函數 7.2.4 窗函數設計法舉例 7.3 頻率抽樣設計法 7.3.1 設計方法 7.3.2 逼近誤差 7.3.3 頻率抽樣法設計舉例 7.4 等波紋佳設計法 7.4.1 設計思想 7.4.2 交錯點組定理 7.4.3 Parks-McClellan算法 7.4.4 MATLAB實現 7.5 IIR濾波器和FIR濾波器的比較 習題第8章 常用的特殊濾波器 8.1 常用的特殊IIR濾波器 8.1.1 全通濾波器 8.1.2 小相位濾波器 8.1.3 特殊零極點二階濾波器 8.2 簡單整係數FIR濾波器 8.2.1 均值濾波器 8.2.2 平滑濾波器 8.2.3 建立在零極點相消思想的簡單整係數濾波器 習題第9章 有限字長效應 9.1 問題的提齣 9.2 二進製數的錶示 9.2.1 定點運算與浮點運算 9.2.2 原碼、補碼和反碼 9.3 量化誤差 9.3.1 定點運算的量化誤差 9.3.2 浮點運算中的量化誤差 9.4 係統輸入信號的量化效應 9.4.1 信號量化誤差的統計分析 9.4.2 量化噪聲通過綫性係統的響應 9.5 係統係數的量化效應 9.5.1 係數量化誤差對係統零極點的影響 9.5.2 係數量化對濾波器穩定性的影響 9.6 定點運算FIR濾波器的有限字長效應 9.6.1 FIR濾波器的有限字長效應 9.6.2 FFT算法的有限字長效應 9.7 定點運算IIR濾波器的有限字長效應 9.7.1 量化噪聲 9.7.2 極限環振蕩 9.7.3 死帶效應 9.8 浮點運算的有限字長效應 習題0章 多抽樣率轉換 10.1 按整數因子D抽取 10.1.1 抽取器 10.1.2 抗混疊抽取器 10.1.3 頻譜關係 10.2 按整數因子,內插 10.2.1 插值器 10.2.2 插值器的頻域分析 10.2.3 插值器的時域關係 10.3 按有理因子I/D的抽樣率轉換 10.4 多抽樣率轉換FIR濾波器的MATLAB實現 1O.4.1 相關的MATLAB函數 10.4.2 FIR整數插值舉例 10.4.3 FIR整數抽取舉例 10.4.4 FIR有理因子的抽樣率轉換 10.5 多抽樣率轉換的FIR濾波器結構 10.5.1 整數因子抽取的FIR實現 10.5.2 整數因子插值的FIR實現 10.5.3 多相FIR結構 習題參考文獻
作者介紹
文摘
序言
我最近正在忙於一個關於水下聲學信號處理的項目,主要任務是對接收到的微弱信號進行增強和去噪。坦白說,我對於非平穩信號的處理經驗不足。在翻閱這本書時,我驚喜地發現瞭專門針對時變係統和非平穩信號分析的章節。這本書沒有將重點僅僅放在傳統的FFT分析上,而是深入探討瞭短時傅裏葉變換(STFT)以及更先進的小波變換(Wavelet Transform)在時間-頻率局部化分析中的應用。特彆是關於小波基的選擇和多分辨分析的介紹,配有大量實際的聲學信號示例圖譜,直觀地展示瞭不同小波基如何更好地捕捉信號中的瞬態信息。這本書的“應用”部分,遠超齣瞭“舉例說明”的範疇,它更像是一本“算法工具箱”的說明書,清晰地指導讀者何時選擇何種工具,以及如何根據實際場景的數據特性來調整工具的參數,這對於我解決當前的實際工程難題提供瞭直接有效的指導方針。
評分這部新齣版的《數字信號處理原理及應用(第2版)》真是讓人眼前一亮。我最近在研究一些現代通信係統的抗乾擾技術,手頭的參考書大多停留在比較基礎的理論層麵,對於如何將這些理論轉化為實際可操作的算法,描述得不夠深入。這本書的結構設計非常巧妙,它沒有一開始就陷入枯燥的傅裏葉變換和Z變換的公式推導中,而是選擇從實際工程問題齣發,引導讀者去理解為什麼需要這些數學工具。舉個例子,書中在介紹濾波器設計時,並沒有直接給齣復雜的菜單式公式,而是通過一個具體的信道模型,演示瞭不同類型濾波器(比如FIR和IIR)在抑製特定噪聲方麵的性能差異,這種“問題導嚮”的學習方式,極大地激發瞭我探索更深層次理論的興趣。特彆值得稱贊的是,作者在算法實現這一塊的講解非常細緻,涉及到瞭定點運算的精度問題和硬件資源消耗的權衡,這對於我們這些需要將DSP算法固化到嵌入式設備上的工程師來說,簡直是如獲至寶。我尤其關注瞭關於自適應濾波器的章節,它不僅涵蓋瞭經典的LMS算法,還引入瞭基於最小二乘法的算法,並清晰地對比瞭它們的收斂速度和計算復雜度,這比我之前看過的任何一本教材都要係統和實用得多。
評分初拿到這本書時,我主要是衝著它“第2版”這個名號去的,期待能看到前一版更新的技術和更清晰的闡述。事實證明,我的期望得到瞭極大的滿足。這絕不是簡單地修補一下前一版的勘誤,而是一次重構性的升級。尤其是關於現代采樣理論和重構算法的章節,加入瞭許多近幾年在信號處理領域新興的概念,比如壓縮感知的基礎思想也被巧妙地融入到傳統的信號采集部分,讓人感覺這本書緊跟時代前沿。我印象最深的是,作者在解釋離散時間信號的頻譜分析時,用瞭一種非常形象的比喻,將“混疊”現象描述成不同頻率信號在時域上的“纏繞”,這比教科書式的定義要直觀得多,幫助我徹底理解瞭采樣率選擇的關鍵性。另外,書中的習題設計也很有梯度,從基礎的數學運算到復雜的係統級仿真設計,層層遞進,我做完後麵的設計型題目後,感覺對整個DSP係統的構建流程有瞭非常清晰的認識,不再是孤立地看單個模塊,而是能夠將A/D轉換、濾波、調製解調等環節有機地串聯起來思考。
評分作為一個在高校從事教學工作的老師,我非常看重教材的邏輯嚴謹性和教學內容的連貫性。這本書在這兩方麵做得尤為齣色。它的章節安排遵循瞭經典的信號處理學習路徑:從連續時間信號到離散時間信號的轉換,然後是變換域分析,最後到實際係統的設計與實現。但其高明之處在於,它在每完成一個知識模塊(比如傅裏葉分析)後,都會立刻安排一個“應用場景迴顧”的小節,用一個實際的例子(比如音頻壓縮中的頻譜分析)來固化所學知識,這極大地提升瞭學生的學習積極性。我特彆欣賞作者處理“非綫性係統”這一棘手話題的方式。傳統的教材往往將非綫性濾波或失真處理放在最後,處理得比較簡略,而這本書則將其係統地放在瞭參數估計和係統辨識的章節之前,通過分析非綫性對信號估計的影響,自然而然地引齣瞭需要更復雜工具來處理的必要性,這種循序漸進的教學設計,使得復雜理論的學習麯綫變得平滑可控。
評分這本書的裝幀和印刷質量也值得稱贊。在處理大量數學公式和圖錶時,清晰度至關重要,這本書的圖錶綫條乾淨利落,公式排版一絲不苟,即使用放大鏡仔細查看,也沒有發現印刷上的瑕疵。這一點對於需要反復對照公式和波形的讀者來說,極大地減少瞭閱讀疲勞。我記得我之前買過一本同領域的譯著,因為圖錶模糊,很多細節都看不清楚,嚴重影響瞭學習效率。而這本《數字信號處理原理及應用(第2版)》在細節上體現瞭對讀者的尊重。此外,作者在討論各種算法的收斂性時,總是能給齣明確的數學證明,但同時又會用文字對證明的物理意義進行解釋。比如在解釋維納濾波器的最優性準則時,作者不僅給齣瞭最小均方誤差的求解過程,還強調瞭這背後的“最小化估計誤差方差”的直觀含義,這種理論與直覺的結閤,是真正高水平教材的標誌。
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