DSP技術與應用實驗指導 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

段麗娜 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 信號處理
• 實驗指導
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法實現
• 濾波設計
• 實踐教學

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115326553

商品編碼：29730192775

包裝：平裝

齣版時間：2013-12-01

基本信息

書名：DSP技術與應用實驗指導

定價：30.00元

作者：段麗娜

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2013-12-01

ISBN：9787115326553

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

數字信號處理（DSP）技術與應用 書籍簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字信號處理（DSP）技術理論與實踐的指南。DSP技術是現代電子工程、通信、控製、儀器儀錶、醫療設備、音頻視頻處理乃至人工智能等眾多領域不可或缺的核心技術。隨著科技的飛速發展，數字信號處理的應用場景日益廣泛，其重要性也愈發凸顯。本書力求在理論嚴謹性的基礎上，注重實踐操作的可行性，幫助讀者掌握DSP的核心概念、關鍵算法以及實際應用方法，從而能夠獨立地進行DSP係統的設計、開發與優化。 第一部分：DSP基礎理論 本部分將從最基本的概念齣發，逐步建立讀者對數字信號處理的係統認識。 數字信號與模擬信號的辨析：首先，我們將詳細闡述數字信號與模擬信號的本質區彆，以及為何數字信號處理在現代科技中占據主導地位。這包括信號的離散化（采樣）和量化過程，以及它們對信號信息的影響。我們將深入探討采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）的重要性，理解奈奎斯特頻率的概念，以及欠采樣和過采樣可能帶來的問題和應用。 離散時間信號與係統：在此基礎上，我們將介紹離散時間信號的數學錶示，包括單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號等基本信號。進而，引入離散時間係統的概念，包括綫性時不變（LTI）係統，這是DSP分析的核心。我們將詳細講解捲積運算在LTI係統分析中的作用，如何通過捲積計算係統的輸齣信號。 Z變換與頻域分析：Z變換是分析離散時間係統和信號的重要數學工具。我們將深入講解Z變換的定義、性質以及其在係統穩定性分析、係統頻率響應計算中的應用。特彆是，我們將花大量篇幅介紹離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法——快速傅裏葉變換（FFT）。FFT的齣現極大地提高瞭信號頻譜分析的效率，是DSP應用中最為關鍵的算法之一。我們將詳細剖析FFT的原理，以及其在各種頻譜分析場景下的應用，例如信號的頻率成分提取、諧波分析等。 傅裏葉級數與傅裏葉變換：雖然主要聚焦於離散信號，但理解連續信號的傅裏葉級數和傅裏葉變換對於建立信號頻譜分析的全局觀至關重要。我們將簡要迴顧這些概念，強調其與離散傅裏葉變換在概念上的聯係與區彆，幫助讀者理解信號在不同域（時域、頻域）的錶示及其轉換的意義。 數字濾波器基礎：濾波器是DSP中最核心的應用之一，用於提取、抑製或增強信號的特定頻率成分。我們將介紹濾波器的基本概念，包括低通、高通、帶通、帶阻等幾種基本類型。然後，我們將詳細講解兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。對於IIR濾波器，我們將介紹其設計方法，如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等經典設計。對於FIR濾波器，我們將重點講解其綫性相位特性以及窗函數法、頻率采樣法等設計方法，並分析兩種濾波器各自的優缺點。 第二部分：DSP核心算法與實現 本部分將深入探討實現數字信號處理的關鍵算法，並提供實際操作的指導。 數字濾波器的設計與實現：在理論基礎上，我們將詳細介紹如何設計和實現數字濾波器。這包括選擇閤適的濾波器類型（IIR vs FIR）、確定濾波器階數、設置通帶和阻帶的截止頻率、紋波等指標。我們將介紹使用MATLAB、Python（NumPy, SciPy）等工具進行濾波器設計和性能仿真的方法。此外，還將探討濾波器實現的具體結構，例如直接型、級聯型、並行型等，以及如何優化實現以提高效率和降低資源消耗。 自適應濾波：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係數，因此在噪聲消除、迴聲消除、均衡等領域有著廣泛的應用。我們將介紹LMS（Least Mean Square）算法、RLS（Recursive Least Squares）算法等幾種典型的自適應濾波算法，並分析它們的收斂性能和計算復雜度。 譜估計：除瞭標準的FFT分析，我們還將介紹更高級的譜估計方法，用於在噪聲背景下更精確地估計信號的功率譜密度。這包括參數化譜估計方法（如AR模型、ARMA模型）和非參數化譜估計方法（如Welch法）。 其他常用DSP算法：我們將簡要介紹一些其他重要的DSP算法，如相關性分析、匹配濾波、鎖相環（PLL）等，並指齣它們在特定應用場景下的作用。 第三部分：DSP在典型領域的應用 本部分將展示DSP技術在各個行業中的實際應用案例，幫助讀者理解理論知識的價值和可行性。 通信係統中的DSP應用： 調製與解調：講解數字調製技術（如ASK, FSK, PSK, QAM）的基本原理，以及DSP如何在接收端實現精確的解調。 信道編碼與解碼：介紹糾錯碼（如海明碼、捲積碼、Turbo碼）如何利用DSP技術來提高通信的可靠性。 信號均衡：在高速通信中，信道會引入失真，DSP如何通過自適應均衡器來補償這種失真。 多址接入技術：講解OFDM（正交頻分復用）等技術如何利用FFT實現高效的帶寬利用。 音頻與視頻處理中的DSP應用： 音頻信號處理：介紹音頻信號的采樣、量化、編碼（如MP3, AAC）以及噪聲抑製、混響、均衡等音頻效果的實現。 圖像與視頻信號處理：講解圖像的采樣、量化、壓縮（如JPEG, H.264）以及邊緣檢測、特徵提取、圖像增強、運動估計等關鍵算法。 生物醫學信號處理中的DSP應用： 心電圖（ECG）信號分析：介紹如何利用DSP技術檢測QRS波群、P波、T波，以及如何進行心律失常的診斷。 腦電圖（EEG）信號分析：講解EEG信號的濾波、特徵提取，以及如何用於腦電波分類或監測癲癇等。 醫學成像：簡要介紹CT、MRI等成像技術中DSP的應用，例如圖像重建。 控製係統中的DSP應用： 數字控製器設計：介紹如何將連續時間控製器（如PID）轉化為離散時間控製器，並利用DSP硬件實現。 係統辨識：利用DSP從測量數據中辨識係統的模型。 其他應用領域：還將簡要提及DSP在雷達、聲納、數據采集、儀器儀錶、以及近年來飛速發展的機器學習和人工智能領域中的應用。 第四部分：DSP硬件平颱與開發實踐 本部分將介紹DSP係統的硬件實現和軟件開發流程。 DSP處理器架構：介紹主流DSP芯片的架構特點，如哈佛架構、指令集、流水綫、DMA等，以及它們如何優化信號處理運算。 開發工具鏈：講解常用的DSP開發環境，包括集成開發環境（IDE）、編譯器、調試器，以及如何使用仿真器和目標闆進行開發。 嵌入式DSP係統開發：介紹如何將DSP算法移植到嵌入式係統中，並考慮實時性、功耗、存儲等實際約束。 FPGA在DSP中的應用：介紹FPGA（Field-Programmable Gate Array）作為硬件加速器在高性能DSP應用中的優勢，以及如何使用HDL（Hardware Description Language）進行設計。 軟件實現細節與優化：提供關於如何用C/C++等語言高效實現DSP算法的技巧，包括位運算、循環展開、查找錶的使用以及編譯器優化選項的運用。 實驗指導（貫穿全書） 本書將緊密結閤理論和應用，設計一係列具有代錶性的實驗。每個實驗都將包含： 實驗目的：明確該實驗要掌握的核心知識點和技能。 實驗原理：簡要迴顧相關的理論基礎。 實驗環境與器材：列齣所需的硬件（如DSP開發闆、示波器、信號發生器）和軟件（如MATLAB/Simulink, C/C++編譯器, 目標闆配套軟件）。 實驗步驟：詳細指導讀者完成實驗的每一個環節，從係統搭建到代碼編寫、編譯、下載、運行及結果分析。 實驗數據與分析：提供預期實驗結果的參考，並指導讀者如何對獲得的實驗數據進行分析、比較和評估。 思考與討論：提齣一些開放性問題，引導讀者深入思考實驗現象，探索不同參數配置的影響，以及進一步的改進方嚮。 通過這些實驗，讀者可以親手實踐書中所學的理論知識，將抽象的概念轉化為具體的應用，從而加深理解，並培養解決實際工程問題的能力。例如，讀者將有機會親手設計並驗證一個簡單的濾波器，實現一個基本的譜分析程序，甚至在一個嵌入式平颱上運行一個簡化的通信或音頻處理算法。 本書的目標是讓讀者不僅理解DSP的“是什麼”，更能掌握DSP的“怎麼做”，並理解DSP的“為什麼”在現代科技中如此重要。無論是希望進入DSP領域的研究生，還是需要將DSP技術應用於實際産品的工程師，本書都將是您不可多得的參考與實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和視覺設計也值得稱贊，雖然它本質上是一本技術教程，但閱讀體驗卻非常舒適。圖錶的清晰度和代碼塊的格式都體現瞭齣版方的專業水準。特彆是一些關鍵算法的流程圖，繪製得非常直觀，那些原本需要反復閱讀文本纔能理解的步驟，通過一張圖就能瞬間明瞭。我尤其喜歡它在每個實驗的開頭都會有一個“學習目標”和“應用背景”的簡介，這使得每次開始新的實驗前，我都能明確知道我將要掌握的核心技能是什麼，這對於時間寶貴的在職學習者來說至關重要。它有效地避免瞭那種“做完實驗卻不知道自己到底學到瞭什麼的”尷尬境地，真正做到瞭學以緻用，目標明確。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度達到瞭一個令人驚嘆的平衡點。它沒有滿足於停留在基礎的FIR/IIR濾波器設計，而是將觸角延伸到瞭更前沿的應用，比如自適應濾波或者某些基本的通信調製解調原理在DSP上的實現。這為有誌於深入研究的讀者提供瞭極佳的跳闆。對於我個人而言，最大的收獲在於它對“資源約束”的強調。在實際的嵌入式係統中，性能和功耗是永恒的挑戰，這本書在實驗設計中多次提醒我們要注意算法的計算復雜度，並提供瞭優化思路。這種將理論與工程現實緊密結閤的視角，是很多純學術著作所缺乏的。它教會我的不隻是“如何做”，更是“如何在有限條件下做得更好”，這是成為一個優秀DSP工程師的關鍵素養。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我剛拿到這本書時，其實心裏是有點打鼓的，因為“實驗指導”這四個字通常意味著枯燥的步驟羅列。然而，這本書的編排邏輯完全顛覆瞭我的固有印象。它更像是一部精心策劃的“探險地圖”，每一步的實驗都像是在解鎖一個新的DSP能力點。最讓我印象深刻的是它在軟件仿真和硬件實現之間的過渡處理，過渡得非常自然流暢，不像有些書那樣，要麼純理論，要麼直接跳到昂貴的硬件平颱。這本書似乎找到瞭一條完美的中間路綫，讓你可以用常見的開發闆或者甚至是PC上的模擬環境，就能深入理解算法的實時性要求和資源消耗。而且，它對結果的分析部分也下瞭很大功夫，不僅僅告訴你“應該得到什麼結果”，更深入地探討瞭“為什麼會得到這個結果”以及“如何優化這個結果”。這種層層遞進的教學方式，極大地提升瞭讀者的主動思考能力。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來形容我對這本《DSP技術與應用實驗指導》的感受，那一定是“通透”。很多技術書籍晦澀難懂，關鍵在於它們假設讀者已經具備瞭某些前置知識，使得知識的鏈條在中間環節斷裂。這本書則不然，它似乎預料到瞭讀者可能在哪個知識點上會卡住，並提前準備好瞭詳盡的鋪墊。例如，在講解FFT（快速傅裏葉變換）時，它不是直接給齣一個黑箱函數，而是通過一係列精心設計的簡化實驗，讓你先理解離散傅裏葉變換（DFT）的含義，再逐步過渡到FFT的原理和加速技巧。這種“剝洋蔥”式的教學方法，讓復雜的信號處理流程變得清晰可見。我感覺自己不是在被動接受知識，而是在主動地構建對整個DSP係統的認知框架。對於那些想從理論走嚮實踐的工程人員來說，這本書的價值無法估量。

評分☆☆☆☆☆

這本《DSP技術與應用實驗指導》真是讓人眼前一亮，尤其是它對那些復雜概念的拆解和直觀展示，簡直是化繁為簡的大師。我一直覺得數字信號處理是個高深莫測的領域，書本上的理論公式看得我頭疼。但這本書不同，它沒有一上來就堆砌公式，而是非常巧妙地引入瞭具體的應用場景，比如音頻處理或者圖像濾波，讓你能立刻感受到DSP的實際價值。實驗環節的設計也相當人性化，即便是初學者，也能在指導下逐步搭建起自己的係統。我特彆欣賞它對工具鏈使用的詳細說明，從軟件的安裝到調試的每一個小技巧，都照顧到瞭，這比很多隻講解理論的教材要實用得多。感覺作者是站在一個真正想學習和實踐的工程師的角度來編寫的，而不是純粹的學術研究者。讀起來讓人信心倍增，覺得原來那些高大上的算法並非遙不可及。