DSP技术与应用实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

段丽娜 著

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 信号处理
• 实验指导
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• 算法实现
• 滤波设计
• 实践教学

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115326553

商品编码：29730192775

包装：平装

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名：DSP技术与应用实验指导

定价：30.00元

作者：段丽娜

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787115326553

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

数字信号处理（DSP）技术与应用 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号处理（DSP）技术理论与实践的指南。DSP技术是现代电子工程、通信、控制、仪器仪表、医疗设备、音频视频处理乃至人工智能等众多领域不可或缺的核心技术。随着科技的飞速发展，数字信号处理的应用场景日益广泛，其重要性也愈发凸显。本书力求在理论严谨性的基础上，注重实践操作的可行性，帮助读者掌握DSP的核心概念、关键算法以及实际应用方法，从而能够独立地进行DSP系统的设计、开发与优化。 第一部分：DSP基础理论 本部分将从最基本的概念出发，逐步建立读者对数字信号处理的系统认识。 数字信号与模拟信号的辨析：首先，我们将详细阐述数字信号与模拟信号的本质区别，以及为何数字信号处理在现代科技中占据主导地位。这包括信号的离散化（采样）和量化过程，以及它们对信号信息的影响。我们将深入探讨采样定理（Nyquist-Shannon采样定理）的重要性，理解奈奎斯特频率的概念，以及欠采样和过采样可能带来的问题和应用。 离散时间信号与系统：在此基础上，我们将介绍离散时间信号的数学表示，包括单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号等基本信号。进而，引入离散时间系统的概念，包括线性时不变（LTI）系统，这是DSP分析的核心。我们将详细讲解卷积运算在LTI系统分析中的作用，如何通过卷积计算系统的输出信号。 Z变换与频域分析：Z变换是分析离散时间系统和信号的重要数学工具。我们将深入讲解Z变换的定义、性质以及其在系统稳定性分析、系统频率响应计算中的应用。特别是，我们将花大量篇幅介绍离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）。FFT的出现极大地提高了信号频谱分析的效率，是DSP应用中最为关键的算法之一。我们将详细剖析FFT的原理，以及其在各种频谱分析场景下的应用，例如信号的频率成分提取、谐波分析等。 傅里叶级数与傅里叶变换：虽然主要聚焦于离散信号，但理解连续信号的傅里叶级数和傅里叶变换对于建立信号频谱分析的全局观至关重要。我们将简要回顾这些概念，强调其与离散傅里叶变换在概念上的联系与区别，帮助读者理解信号在不同域（时域、频域）的表示及其转换的意义。 数字滤波器基础：滤波器是DSP中最核心的应用之一，用于提取、抑制或增强信号的特定频率成分。我们将介绍滤波器的基本概念，包括低通、高通、带通、带阻等几种基本类型。然后，我们将详细讲解两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。对于IIR滤波器，我们将介绍其设计方法，如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等经典设计。对于FIR滤波器，我们将重点讲解其线性相位特性以及窗函数法、频率采样法等设计方法，并分析两种滤波器各自的优缺点。 第二部分：DSP核心算法与实现 本部分将深入探讨实现数字信号处理的关键算法，并提供实际操作的指导。 数字滤波器的设计与实现：在理论基础上，我们将详细介绍如何设计和实现数字滤波器。这包括选择合适的滤波器类型（IIR vs FIR）、确定滤波器阶数、设置通带和阻带的截止频率、纹波等指标。我们将介绍使用MATLAB、Python（NumPy, SciPy）等工具进行滤波器设计和性能仿真的方法。此外，还将探讨滤波器实现的具体结构，例如直接型、级联型、并行型等，以及如何优化实现以提高效率和降低资源消耗。 自适应滤波：自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波系数，因此在噪声消除、回声消除、均衡等领域有着广泛的应用。我们将介绍LMS（Least Mean Square）算法、RLS（Recursive Least Squares）算法等几种典型的自适应滤波算法，并分析它们的收敛性能和计算复杂度。 谱估计：除了标准的FFT分析，我们还将介绍更高级的谱估计方法，用于在噪声背景下更精确地估计信号的功率谱密度。这包括参数化谱估计方法（如AR模型、ARMA模型）和非参数化谱估计方法（如Welch法）。 其他常用DSP算法：我们将简要介绍一些其他重要的DSP算法，如相关性分析、匹配滤波、锁相环（PLL）等，并指出它们在特定应用场景下的作用。 第三部分：DSP在典型领域的应用 本部分将展示DSP技术在各个行业中的实际应用案例，帮助读者理解理论知识的价值和可行性。 通信系统中的DSP应用： 调制与解调：讲解数字调制技术（如ASK, FSK, PSK, QAM）的基本原理，以及DSP如何在接收端实现精确的解调。 信道编码与解码：介绍纠错码（如海明码、卷积码、Turbo码）如何利用DSP技术来提高通信的可靠性。 信号均衡：在高速通信中，信道会引入失真，DSP如何通过自适应均衡器来补偿这种失真。 多址接入技术：讲解OFDM（正交频分复用）等技术如何利用FFT实现高效的带宽利用。 音频与视频处理中的DSP应用： 音频信号处理：介绍音频信号的采样、量化、编码（如MP3, AAC）以及噪声抑制、混响、均衡等音频效果的实现。 图像与视频信号处理：讲解图像的采样、量化、压缩（如JPEG, H.264）以及边缘检测、特征提取、图像增强、运动估计等关键算法。 生物医学信号处理中的DSP应用： 心电图（ECG）信号分析：介绍如何利用DSP技术检测QRS波群、P波、T波，以及如何进行心律失常的诊断。 脑电图（EEG）信号分析：讲解EEG信号的滤波、特征提取，以及如何用于脑电波分类或监测癫痫等。 医学成像：简要介绍CT、MRI等成像技术中DSP的应用，例如图像重建。 控制系统中的DSP应用： 数字控制器设计：介绍如何将连续时间控制器（如PID）转化为离散时间控制器，并利用DSP硬件实现。 系统辨识：利用DSP从测量数据中辨识系统的模型。 其他应用领域：还将简要提及DSP在雷达、声纳、数据采集、仪器仪表、以及近年来飞速发展的机器学习和人工智能领域中的应用。 第四部分：DSP硬件平台与开发实践 本部分将介绍DSP系统的硬件实现和软件开发流程。 DSP处理器架构：介绍主流DSP芯片的架构特点，如哈佛架构、指令集、流水线、DMA等，以及它们如何优化信号处理运算。 开发工具链：讲解常用的DSP开发环境，包括集成开发环境（IDE）、编译器、调试器，以及如何使用仿真器和目标板进行开发。 嵌入式DSP系统开发：介绍如何将DSP算法移植到嵌入式系统中，并考虑实时性、功耗、存储等实际约束。 FPGA在DSP中的应用：介绍FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为硬件加速器在高性能DSP应用中的优势，以及如何使用HDL（Hardware Description Language）进行设计。 软件实现细节与优化：提供关于如何用C/C++等语言高效实现DSP算法的技巧，包括位运算、循环展开、查找表的使用以及编译器优化选项的运用。 实验指导（贯穿全书） 本书将紧密结合理论和应用，设计一系列具有代表性的实验。每个实验都将包含： 实验目的：明确该实验要掌握的核心知识点和技能。 实验原理：简要回顾相关的理论基础。 实验环境与器材：列出所需的硬件（如DSP开发板、示波器、信号发生器）和软件（如MATLAB/Simulink, C/C++编译器, 目标板配套软件）。 实验步骤：详细指导读者完成实验的每一个环节，从系统搭建到代码编写、编译、下载、运行及结果分析。 实验数据与分析：提供预期实验结果的参考，并指导读者如何对获得的实验数据进行分析、比较和评估。 思考与讨论：提出一些开放性问题，引导读者深入思考实验现象，探索不同参数配置的影响，以及进一步的改进方向。 通过这些实验，读者可以亲手实践书中所学的理论知识，将抽象的概念转化为具体的应用，从而加深理解，并培养解决实际工程问题的能力。例如，读者将有机会亲手设计并验证一个简单的滤波器，实现一个基本的谱分析程序，甚至在一个嵌入式平台上运行一个简化的通信或音频处理算法。 本书的目标是让读者不仅理解DSP的“是什么”，更能掌握DSP的“怎么做”，并理解DSP的“为什么”在现代科技中如此重要。无论是希望进入DSP领域的研究生，还是需要将DSP技术应用于实际产品的工程师，本书都将是您不可多得的参考与实践指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和视觉设计也值得称赞，虽然它本质上是一本技术教程，但阅读体验却非常舒适。图表的清晰度和代码块的格式都体现了出版方的专业水准。特别是一些关键算法的流程图，绘制得非常直观，那些原本需要反复阅读文本才能理解的步骤，通过一张图就能瞬间明了。我尤其喜欢它在每个实验的开头都会有一个“学习目标”和“应用背景”的简介，这使得每次开始新的实验前，我都能明确知道我将要掌握的核心技能是什么，这对于时间宝贵的在职学习者来说至关重要。它有效地避免了那种“做完实验却不知道自己到底学到了什么的”尴尬境地，真正做到了学以致用，目标明确。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容我对这本《DSP技术与应用实验指导》的感受，那一定是“通透”。很多技术书籍晦涩难懂，关键在于它们假设读者已经具备了某些前置知识，使得知识的链条在中间环节断裂。这本书则不然，它似乎预料到了读者可能在哪个知识点上会卡住，并提前准备好了详尽的铺垫。例如，在讲解FFT（快速傅里叶变换）时，它不是直接给出一个黑箱函数，而是通过一系列精心设计的简化实验，让你先理解离散傅里叶变换（DFT）的含义，再逐步过渡到FFT的原理和加速技巧。这种“剥洋葱”式的教学方法，让复杂的信号处理流程变得清晰可见。我感觉自己不是在被动接受知识，而是在主动地构建对整个DSP系统的认知框架。对于那些想从理论走向实践的工程人员来说，这本书的价值无法估量。

评分☆☆☆☆☆

这本《DSP技术与应用实验指导》真是让人眼前一亮，尤其是它对那些复杂概念的拆解和直观展示，简直是化繁为简的大师。我一直觉得数字信号处理是个高深莫测的领域，书本上的理论公式看得我头疼。但这本书不同，它没有一上来就堆砌公式，而是非常巧妙地引入了具体的应用场景，比如音频处理或者图像滤波，让你能立刻感受到DSP的实际价值。实验环节的设计也相当人性化，即便是初学者，也能在指导下逐步搭建起自己的系统。我特别欣赏它对工具链使用的详细说明，从软件的安装到调试的每一个小技巧，都照顾到了，这比很多只讲解理论的教材要实用得多。感觉作者是站在一个真正想学习和实践的工程师的角度来编写的，而不是纯粹的学术研究者。读起来让人信心倍增，觉得原来那些高大上的算法并非遥不可及。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度达到了一个令人惊叹的平衡点。它没有满足于停留在基础的FIR/IIR滤波器设计，而是将触角延伸到了更前沿的应用，比如自适应滤波或者某些基本的通信调制解调原理在DSP上的实现。这为有志于深入研究的读者提供了极佳的跳板。对于我个人而言，最大的收获在于它对“资源约束”的强调。在实际的嵌入式系统中，性能和功耗是永恒的挑战，这本书在实验设计中多次提醒我们要注意算法的计算复杂度，并提供了优化思路。这种将理论与工程现实紧密结合的视角，是很多纯学术著作所缺乏的。它教会我的不只是“如何做”，更是“如何在有限条件下做得更好”，这是成为一个优秀DSP工程师的关键素养。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我刚拿到这本书时，其实心里是有点打鼓的，因为“实验指导”这四个字通常意味着枯燥的步骤罗列。然而，这本书的编排逻辑完全颠覆了我的固有印象。它更像是一部精心策划的“探险地图”，每一步的实验都像是在解锁一个新的DSP能力点。最让我印象深刻的是它在软件仿真和硬件实现之间的过渡处理，过渡得非常自然流畅，不像有些书那样，要么纯理论，要么直接跳到昂贵的硬件平台。这本书似乎找到了一条完美的中间路线，让你可以用常见的开发板或者甚至是PC上的模拟环境，就能深入理解算法的实时性要求和资源消耗。而且，它对结果的分析部分也下了很大功夫，不仅仅告诉你“应该得到什么结果”，更深入地探讨了“为什么会得到这个结果”以及“如何优化这个结果”。这种层层递进的教学方式，极大地提升了读者的主动思考能力。