基本信息
书名:数字信号处理原理及实现(第2版)(高等院校信息与通信工程系列教材)
定价:35.00元
作者:王艳芬 等
出版社:清华大学出版社
出版日期:2013-10-01
ISBN:9787302312413
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:大32开
商品重量:0.522kg
编辑推荐
王艳芬编著的《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》系统阐述了数字信号处理的基本原理、算法分析和实现,本书可作为高等院校信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生教材,也可作为从事信息处理、通信工程、电子系统设计等领域的科学研究与工程技术人员的参考用书。数字信号处理原理及实现学习指导 (第2版)(高等学校电子信息类专业系列教材)
内容提要
王艳芬编著的《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》系统阐述了数 字信号处理的基本原理、算法分析和实现,共包括9章内容,即绪论、离散时间信号与系统的时域分析、 离散时间信号与系统的频域分析、离散傅里叶变换(dft)、快速傅里叶变换(fft)、iir数字滤波器的设 计、fir数字滤波器的设计、数字滤波器结构与有限字长效应、多采样率数字信号处理以及数字信号处理 实验等。
本书概念清楚、理论完整、分析透彻,特别是自始至终运用matlab来阐述基本概念和基本原理,将经 典理论与现代技术相结合,使知识点的叙述更加清楚易懂。本书还结合实际给出了matlab上机实验内容, 并配有上机习题,可以作为课程实验练习和上机考试 的复习题。
《数字信号处理原理及实现(第2版高等院校信息与通信工程系列教材)》可作为高等院校信息工程、 电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化、自动化、计算机科学与技术等专业的 本科生教材,也可作为从事信息处理、通信工程、电子系统设计等领域的科学研究与工程技术人员的参考 用书。
目录
绪论
0.1 信号、系统与信号处理
0.2 数字信号处理系统的基本组成
0.3 数字信号处理的特点
0.4 数字信号处理基本学科分支
o.5 数字信号处理系统的实现方法
0.6 数字信号处理的应用领域
章 离散时间信号与系统的时域分析
1.1 引言
1.2 离散时间信号
1.2.1 序列的定义
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本运算
1.2.4 任意序列的单位脉冲序列表示
1.2.5 matlab实现
1.3 离散时间系统
1.3.1 线性系统
1.3.2 时不变系统
1.3.3 线性时不变离散系统
.1.3.4 线性卷积的计算
1.3.5 系统的因果性和稳定性
1.4 离散时间系统的时域描述——差分方程
1.4.1 常系数线性差分方程的一般表达式
1.4.2 差分方程的求解
1.4.3 matlab实现
1.5 模拟信号数字处理方法
1.5.1 采样的基本概念
1.5.2 理想采样及其频谱
1.5.3 时域采样定理
1.5.4 采样的恢复
1.5.5 采样内插公式
1.5.6 matlab实现
本章 小结
习题
第2章 离散时间信号与系统的频域分析
2.1 序列的傅里叶变换的定义及性质
2.1.1 序列的傅里叶变换的定义
2.1.2 常用序列的傅里叶变换
2.1.3 序列的傅里叶变换的性质
2.1.4 matlab实现
2.2 序列的z变换
2.2.1 z变换的定义及其收敛域
2.2.2 序列特性对z变换收敛域的影响
2.2.3 z反变换
2.2.4 matlab实现
2.2.5 z变换的性质
2.3 系统函数与频率响应
2.3.1 系统函数的定义
2.3.2 系统函数和差分方程
2.3.3 系统函数的收敛域与系统的因果稳定性
2.3.4 频率响应
2.3.5 iir和fir系统
2.3.6 matlab实现
本章 小结
习题
第3章 离散傅里叶变换
3.1 引言
3.2 傅里叶变换的几种形式
3.2.1 连续时间、连续频率——连续傅里叶变换(ft)
3.2.2 连续时间、离散频率——傅里叶级数(fs)
3.2.3 离散时间、连续频率——序列的傅里叶变换(dtft)
3.2.4 离散时间、离散频率——离散傅里叶变换(dft)
3.3 离散傅里叶级数(dfs)
3.3.1 dfs的定义
3.3.2 dfs的性质
3.4 离散傅里叶变换
3.4.1 dft的定义
3.4.2 dft和z变换、dtft的关系
3.4.3 dft的性质
3.4.4 matlab实现
3.5 频域采样理论——抽样z变换
3.5.1 频域采样
3.5.2 频域恢复——频域内插公式
3.6 用dft计算线性卷积和线性相关
3.6.1 线性卷积的dft算法
3.6.2 线性相关的dft算法
3.7 用dft进行频谱分析
3.7.1 利用dft对连续非周期信号进行谱分析
3.7.2 用dft进行谱分析的误差问题
3.7.3 用dft进行谱分析的参数考虑
3.7.4 matlab实现
本章小结
习题
第4章 快速傅里叶变换
4.1 引言
4.2 直接计算dft的问题及改进的途径
4.2.1 直接计算dft的运算量问题
4.2.2 改善途径
4.3 按时间抽取(dit)的基2-fft算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 dit-fft算法与直接计算dft运算量的比较
4.3.3 算法特点
4.4 按频率抽取(dif)的基2-fft算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 算法特点
4.5 1dft的高效算法
4.5.1 利用fft流图计算ifft
4.5.2 直接调用fft子程序的方法
4.6 实序列的fft算法
4.7 n为复合数的混合基fft算法
4.7.1 算法的基本原理
4.7.2 n为复合数时算法的运算量估计
4.8 线性调频z变换(czt)
4.8.1 算法基本原理
4.8.2 czt的实现
4.8.3 czt的特点
4.8.4 matlab实现
本章小结
习题
第5章 iir数字滤波器的设计
5.1 引言
5.2 数字滤波器的基本概念
5.2.1 数字滤波原理
5.2.2 数字滤波器的分类
5.2.3 数字滤波器的技术指标
5.2.4 数字滤波器的设计方法
5.3 模拟滤波器的设计
5.3.1 模拟滤波器的技术指标要求
5.3.2 由幅度平方函数来确定传输函数
5.3.3 巴特沃思低通滤波器
5.3.4 切比雪夫低通滤波器
5.3.5 模拟滤波器的频率变换
5.4 脉冲响应不变法设计iir数字滤波器
5.4.1 变换原理
5.4.2 s平面与z平面的映射关系
5.4.3 混叠失真
5.4.4 优缺点
5.4.5 matlab实现
5.5 双线性变换法设计iir数字滤波器
5.5.1 变换原理
5.5.2 s平面与z平面的映射关系
5.5.3 双线性变换法中的频率失真和预畸变
5.5.4 模拟滤波器的数字化方法
5.5.5 matlab实现
5.6 iir数字滤波器的频率变换及matlab实现
5.7 iir数字滤波器的直接设计法
5.7.1 零、极点累试法
5.7.2 小均方误差法
5.8 iir数字滤波器的相位均衡
5.8.1 全通滤波器的群时延特性
5.8.2 iir数字滤波器的群时延均衡
本章小结
习题
第6章 fir数字滤波器的设计
6.1 引言
6.2 线性相位fir数字滤波器的特点
6.2.1 线性相位条件
6.2.2 幅度函数特点
6.2.3 线性相位fir数字滤波器的零点位置
6.3 窗函数法设计fir数字滤波器
6.3.1 设计方法
6.3.2 加窗对fir数字滤波器幅度特性的影响
6.3.3 常用窗函数.
6.3.4 一般设计步骤及matlab实现
6.4 频率采样法设计fir数字滤波器
6.4.1 设计方法
6.4.2 线性相位滤波器的约束条件
6.4.3 逼近误差
6.4.4 过渡带采样的优设计
6.4.5 一般设计步骤及matlab实现
6.5 等波纹逼近法设计fir数字滤波器
6.5.1 等波纹逼近准则.
6.5.2 线性相位fir数字滤波器的设计
6.5.3 matlab实现
6.6 简单整系数法设计fir数字滤波器
6.6.1 设计方法
6.6.2 简单整系数fir数字滤波器的优化设计
6.6.3 参数求解及matlab实现
6.7 fir和iir数字滤波器的比较
本章小结
习题
第7章 数字滤波器结构与有限字长效应
7.1 引言
7.2 基本结构单元
7.3 iir滤波器的基本网络结构
7.3.1 直接型
7.3.2 级联型
7.3.3 并联型
7.3.4 全通系统
7.3.5 小相位系统
7.4 fir滤波器的基本网络结构
7.4.1 直接型(卷积型)
7.4.2 级联型
7.4.3 频率采样结构
7.4.4 线性相位结构
7.5 数字滤波器的格型结构
7.5.1 全零点(fir)系统的格型结构
7.5.2 全极点(fir)系统的格型结构
7.5.3 极零系统的格型结构
7.6 有限字长效应
7.6.1 输入信号的量化效应
7.6.2 数字滤波器的系数量化效应
7.6.3 数字滤波器的运算量化效应
本章小结
习题
第8章 多采样率数字信号处理
8.1 引言
8.2 序列的整数倍抽取和插值
8.2.1 序列的整数倍抽取
8.2.2 序列的整数倍插值
8.3 有理倍数的采样率转换
8.4 多采样转换滤波器的设计
8.4.1 直接型fir滤波器结构
8.4.2 多相滤波器实现
8.5 多采样转换滤波器的matlab实现
本章小结
习题
第9章 数字信号处理实验
9.1 实验开发工具matlab基础
9.1.1 matlab语言
9.1.2 交互式仿真simulink
9.1.3 滤波器分析设计工具fdatool
9.2 实验(1):fft频谱分析及应用
9.3 实验(2):iir数字滤波器的设计
9.4 实验(3):fir数字滤波器的设计
9.5 实验(4):数字滤波器结构及simulink仿真实现
9.6 实验(5):立体声延时音效处理
9.7 上机习题
附录 傅里叶变换
作者介绍
文摘
序言
从阅读体验的角度来看,这本书的行文风格极其严谨,但又不失教育者的耐心。它仿佛是一位经验丰富的导师,在一步步引导你攀登知识的高峰。对于涉及到矩阵运算和向量空间理论的部分,作者处理得非常得体,没有为了追求数学的“纯粹性”而牺牲读者的直观理解。举个例子,在讨论主成分分析(PCA)在信号处理中的应用时,它会先用简单的二维数据点云来解释特征值和特征向量的意义,然后再过渡到高维的协方差矩阵,这种由浅入深的结构,极大地降低了跨学科知识的理解难度。此外,书后的习题部分设计得非常巧妙,它们不是简单的计算题,而是结合了MATLAB或类似工具的编程挑战,这迫使用户必须动手实践才能真正掌握内容。这种“学以致用”的导向,使得这本书的价值远超一般的理论参考书,它鼓励读者成为知识的生产者而非单纯的接收者。
评分这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象,那种深沉的蓝色调配上简洁有力的字体,一看就知道内容是扎实且专业的。我手里这本是第二版,装帧厚重,拿在手里有一种沉甸甸的充实感,预示着其中蕴含的知识量是相当可观的。虽然我主要关注的是那些偏向应用层面的东西,但这本书在理论基础的构建上做得非常到位。比如,在傅里叶变换和Z变换的介绍部分,作者没有简单地罗列公式,而是深入浅出地解释了其背后的物理意义和数学推导过程,让人感觉不是在死记硬背,而是在真正理解信号是如何在频域和时域之间转换的。对于初学者来说,这个循序渐进的过程至关重要,它为后续复杂算法的学习打下了坚实的基础。我特别欣赏的是书中对一些关键概念的插图和图示,它们清晰地描绘了离散化、量化这些DSP核心步骤的细节,极大地帮助了我这个“视觉学习者”快速抓住要点。整体而言,这本书的排版清晰,逻辑严密,作为一本面向高等院校的教材,其学术严谨性和内容的覆盖面都达到了很高的水准。
评分我印象最深的是关于自适应信号处理的那一部分,那感觉就像是打开了一个全新的世界。在传统的DSP教材中,很多内容往往止步于固定系数的滤波器设计,但这本书显然与时俱进,对LMS(最小均方)算法和RLS(递归最小二乘)算法的推导和收敛性分析做到了深入浅出的平衡。作者没有直接抛出复杂的迭代公式,而是通过构建误差信号的期望值和梯度下降的直观几何解释,让我这个在初次接触时感到头疼的概念变得豁然开朗。书中对收敛因子$mu$的选择对算法性能的影响分析得极其透彻,哪些情况下需要小步长,哪些情况下需要大步长,都有详细的论述和图例支持。更值得称道的是,它不仅仅是介绍了算法本身,还讨论了这些自适应滤波器在噪声消除、回声消除等实际场景中的应用限制和优化方向,这些超越教科书层面的思考,对于提升读者解决实际工程问题的能力是至关重要的。这本书在“高阶”内容的组织上,确实比我以前接触的很多资料要高明得多。
评分拿到这本教材后,我立刻翻阅了关于滤波器的章节,这正是我目前工作中最需要深入理解的部分。这本书的讲解方式非常注重工程实践性,这一点让我非常满意。它不仅仅停留在理论上讨论理想滤波器和窗函数法的优缺点,而是非常细致地剖析了有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器在实际设计中会遇到的权衡问题,比如相位失真和计算复杂度。书中提供的那些设计实例,往往会结合具体的应用场景,比如语音信号的预处理或者雷达信号的脉冲压缩,这使得抽象的理论知识立刻变得生动和具体起来。我尤其喜欢它在介绍Chebyshev和椭圆滤波器时,那种对通带纹波和阻带衰减的精确量化分析,这种对细节的把控,体现了作者深厚的专业功底。而且,书里还穿插了一些关于软件实现和硬件加速的讨论,虽然不是核心内容,但对于想将理论转化为实际产品的工程师来说,这些点拨是非常宝贵的。这本书绝对是那种可以放在案头,随时翻阅查找特定设计参数的“工具书”级别的好教材。
评分说实话,我最初对这本“第2版”教材抱有一种审视的态度,总担心它只是旧瓶装新酒,内容更新不够及时。然而,阅读之后,我的顾虑完全打消了。作者显然在再版过程中,对新兴的技术领域做了细致的补充和修正。特别是关于多相滤波器组和快速卷积算法的介绍部分,明显融入了近些年来的优化思路,比如FFT算法在长序列卷积中的应用细节,比我多年前看的资料要详尽和高效得多。书中对于多速率信号处理的讲解也令人耳目一新,它清晰地阐述了抽取和插值操作如何在保持信号信息完整性的前提下,大幅度降低后续处理单元的运算量,这在低功耗嵌入式系统中是至关重要的优化手段。这本书成功地在坚实的经典理论基础上,嵌入了现代DSP系统设计所必须掌握的前沿技术点,使得这本书的生命力和指导价值得以长久保持,绝对是信息与通信工程领域研究生和高级工程师案头必备的宝典。
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