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张小虹 著

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• 理论与实践

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787810890182

商品编码：29730913193

出版时间：2002-01-01

基本信息

书名:数字信号处理习题详解

定价：28.80元

售价：20.2元,便宜8.6元,折扣70

作者:张小虹

出版社：东南大学出版社

出版日期：2002-01-01

ISBN：9787810890182

字数：

页码：

版次：1

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的奥秘：从原理到应用》 内容概要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的信号处理知识体系，从基础的信号概念入手，逐步引申到各种信号的分析、变换、滤波以及信息提取等核心技术。内容涵盖连续时间信号与离散时间信号的数学描述、傅里叶变换及其在信号分析中的应用、拉普拉斯变换与Z变换在系统分析中的作用、采样理论与实际、数字滤波器设计（FIR与IIR）、相关与卷积、谱估计方法，以及初步涉及的自适应信号处理和多速率信号处理等前沿领域。全书力求理论严谨，公式推导清晰，同时辅以大量的图示和实例，帮助读者直观理解抽象的信号处理概念。 详细章节介绍： 第一章：信号与系统导论 信号的本质与分类： 探讨信号的定义、物理意义，以及根据不同特征对信号进行的分类，如连续/离散、模拟/数字、周期/非周期、偶/奇、能量/功率信号等。 基本信号模型： 介绍单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等常用信号的数学表达式和特性，并阐述它们在信号分析中的基础地位。 线性时不变（LTI）系统： 详细讲解LTI系统的定义、性质（叠加性、时移不变性）以及判断方法。重点介绍LTI系统的冲击响应（单位脉冲响应）作为系统特性的关键描述。 系统的表示方法： 介绍LTI系统在时域、频域的表示方法，包括微分方程、差分方程、传递函数等，为后续的系统分析奠定基础。 第二章：傅里叶分析与信号的频谱特性 傅里叶级数（FS）： 阐述周期信号的傅里叶级数展开，介绍指数形式和三角形式，以及其在分解周期信号为一系列正弦分量方面的作用。 傅里叶变换（FT）： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念，详细推导其数学公式，并解释其物理意义——信号的频谱。 傅里叶变换的性质： 系统阐述傅里叶变换的线性性、时移性、频移性、对称性、卷积定理、帕塞瓦尔定理等重要性质，以及这些性质在信号分析和系统设计中的应用。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 介绍离散时间信号的傅里叶变换，分析DTFT的周期性，并探讨其与连续时间傅里叶变换（CTFT）之间的联系。 傅里叶变换的应用实例： 通过滤波器设计、调制解调、频谱分析等实际场景，展示傅里叶变换在信号处理中的强大威力。 第三章：拉普拉斯变换与Z变换在系统分析中的应用 拉普拉斯变换（LT）： 引入复指数信号，定义单边和双边拉普拉斯变换，并详细介绍其收敛域（ROC）。 拉普拉斯变换的性质： 讲解线性性、时移性、频移性、微分性质、积分性质、卷积性质等，以及它们在求解微分方程和分析连续LTI系统中的优势。 拉普拉斯逆变换： 介绍求取拉普拉斯逆变换的方法，包括部分分式展开法和留数定理法。 Z变换（ZT）： 针对离散时间信号，定义Z变换及其收敛域（ROC）。 Z变换的性质： 阐述Z变换的线性性、时移性、乘法性质、卷积性质等，并说明其在求解差分方程和分析离散LTI系统中的应用。 Z逆变换： 讲解求取Z逆变换的方法，包括幂级数展开法、部分分式展开法和留数定理法。 系统函数与系统稳定性： 利用传递函数（拉普拉斯域）和系统函数（Z域），分析连续和离散LTI系统的稳定性判据。 第四章：采样理论与数字信号的表示 采样过程的数学描述： 详细阐述模拟信号到数字信号的采样过程，介绍采样点、采样间隔（采样周期）和采样频率等概念。 奈奎斯特定理（采样定理）： 深入剖析奈奎斯特定理，解释为什么采样频率必须大于信号最高频率的两倍才能无失真地恢复原始信号。 采样过程中的失真： 讨论欠采样可能导致的混叠（aliasing）现象，并提供防止混叠的有效手段，如抗混叠滤波器。 信号的重构： 介绍使用插值滤波器（如sinc函数插值）从采样数据中精确恢复原始连续信号的原理。 离散时间信号的表示： 再次强调数字信号的离散性和量化特性，以及其在计算机和数字设备中的存储与处理方式。 第五章：数字滤波器设计 滤波器概述： 介绍滤波器的基本概念、分类（低通、高通、带通、带阻）及其在信号去噪、信号分离等方面的作用。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 冲激响应不变法： 介绍如何将连续时间系统（如巴特沃斯、切比雪夫滤波器）的冲激响应映射到离散时间系统。 双线性变换法： 讲解将连续时间系统函数映射到离散时间系统函数的常用方法，以及其对频率轴的非线性压缩效应。 设计实例： 提供 Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic 等经典IIR滤波器的设计流程和性能指标分析。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器的优点： 强调FIR滤波器具有线性相位、稳定性等优点。 窗函数法： 介绍使用不同窗函数（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗）截断理想滤波器冲激响应的方法，并分析不同窗函数对滤波器性能的影响。 频率采样法： 介绍根据期望的频率响应来设计FIR滤波器。 最优化设计法（Parks-McClellan算法）： 简要介绍如何设计最优FIR滤波器，以在给定条件下最小化幅度响应误差。 设计实例： 展示如何设计低通、高通、带通、带阻FIR滤波器，并分析其幅度与相位响应。 第六章：相关与卷积 卷积： 详细阐述卷积的数学定义及其在LTI系统中描述输入信号与系统冲激响应之间的关系。展示离散卷积和连续卷积的计算过程。 相关： 定义自相关函数和互相关函数，并分析它们在信号检测、信号匹配、模式识别等方面的应用。 卷积与相关之间的关系： 探讨两种运算之间的联系与区别，以及它们在不同场景下的适用性。 快速卷积算法： 引入利用傅里叶变换实现高效卷积的算法，如卷积定理的应用。 第七章：谱估计方法 功率谱密度（PSD）的概念： 解释功率谱密度如何描述信号的功率在频率上的分布。 经典谱估计方法： 周期图法： 介绍基于傅里叶变换的周期图法，分析其优缺点（如方差大）。 Welch法： 讲解如何通过对信号进行分段平均来降低周期图法的方差，提高估计的平滑性。 参数化谱估计方法（简述）： 简要介绍如AR模型、MA模型、ARMA模型等参数模型在谱估计中的应用，及其在高分辨率谱估计方面的优势。 第八章：自适应信号处理与多速率信号处理初步 自适应滤波器简介： 介绍自适应滤波器的基本思想，即滤波器系数能够根据输入信号的统计特性自动调整。 LMS算法： 详细讲解最小均方（LMS）算法，这是最常用和最简单的自适应滤波器算法，并分析其收敛性。 应用场景： 简述自适应滤波器在噪声抵消、回声消除、信道均衡等方面的应用。 多速率信号处理概述： 介绍多速率信号处理的基本概念，包括抽取（decimation）和插值（interpolation）。 多速率信号处理的应用： 简要说明其在通信系统、音频处理、图像处理等领域的应用。 本书特色： 结构清晰，逻辑严谨： 从基础概念到高级应用，层层递进，确保读者能够逐步建立完整的知识体系。 理论与实践并重： 深入讲解数学原理，同时结合丰富的图示和实际应用案例，增强理解的直观性。 深入细节，剖析原理： 对于核心概念和重要公式，进行详细的推导和解释，帮助读者透彻理解背后的数学原理。 面向广泛读者： 无论是通信工程、电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生，还是从事相关领域工作的工程师，都能从中获益。 《信号的奥秘：从原理到应用》 将带领您探索信号处理的奇妙世界，掌握分析、处理和理解信号的关键技术，为解决实际工程问题奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排，体现出一种非常成熟的教学体系构建思路。它并非简单地将知识点堆砌起来，而是构建了一个逻辑严密、层层递进的知识框架。从最基础的采样定理和量化噪声讲起，逐步过渡到Z域分析和数字滤波器设计，最后收尾于先进的谱分析技术。这种结构的好处在于，它确保了读者在学习后续更复杂的章节之前，已经牢固掌握了前置知识。我注意到，在每一章的末尾，作者都精心设置了“本章小结”和“思考与拓展”两个部分。前者是对核心概念的快速回顾，非常适合考前冲刺；后者则提供了深入研究的方向和一些开放性的问题，极大地激发了我的好奇心和进一步探索的欲望。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，它知道何时该放慢脚步巩固基础，何时该适度加速探索前沿，这种掌控节奏的能力，是衡量一本优秀参考书的关键指标。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和印刷质量来看，这本书绝对是值得收藏级别的。纸张的选择非常考究，不是那种廉价的反光纸，而是带有柔和哑光质感的，使得即便是长时间翻阅，也不会感到刺眼。装订也十分牢固，我翻阅得非常频繁，经常需要将书本摊平到特定章节进行对照学习，它依然保持着良好的形态，没有出现书页松动的情况。更让我惊喜的是，书中的所有图表，无论是波形图、频谱图还是流程图，都清晰锐利，线条和文字的灰度过渡非常自然，几乎没有出现任何模糊或油墨扩散的现象。在技术书籍中，图表质量直接决定了学习效率，这一点上，这本书的出版方显然是下了大功夫的。我把这本书放在书架上，它的外观本身也是一种激励，时刻提醒着我面前的这份知识财富是如此的厚重和精致。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实战应用案例部分，可以说是我认为它超越了许多同类参考书的决定性因素。很多理论书籍读起来干巴巴的，知道原理却不知道怎么落地。而这本书在这方面做得非常出色，它没有停留在理论的空中楼阁，而是紧密结合了实际工程中的需求。我特别关注了关于滤波器设计的那几个章节，它不仅详细讲解了巴特沃斯、切比雪夫等经典滤波器的理论设计流程，更重要的是，它还配上了详细的参数选择依据和仿真结果分析。我尝试着按照书中的步骤，用MATLAB复现了其中一个数字带通滤波器的设计案例，发现其讲解的严密性，使得仿真结果与预期高度吻合。这对于我们这些渴望将理论知识快速转化为工程能力的学习者来说，价值无可估量。作者似乎非常理解读者在实际工作中会遇到的痛点，总能在关键节点提供那种“原来如此”的顿悟感。如果说理论是骨架，那么这些丰富的案例就是血肉，让整个学科鲜活了起来。

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，配上醒目的白色字体，立刻就让人感受到一种严谨和专业的氛围。我喜欢这种设计风格，它不像市面上很多教材那样花里胡哨，而是非常务实地传达出内容的核心——技术和深度。在内容上，我最欣赏的是作者在讲解复杂理论时所展现出的耐心和清晰度。比如在分析傅里叶变换的性质时，很多教科书往往只是简单罗列公式，但这本书却用了大量的篇幅，通过图示和具体的例子，一步步引导读者理解其背后的物理意义和数学本质。尤其是对于初学者来说，这种循序渐进的讲解方式，简直是救星。我记得有一次在啃一个关于Z变换收敛域的问题时，我卡了好几天，几乎要放弃，但翻阅到这本书的相应章节后，作者巧妙地引入了一个类比，瞬间点亮了我的思路。这本书的排版也很舒服，字号适中，行距合理，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。可以说，光是阅读这本书的体验，就已经是一种享受了，更别提它所蕴含的宝贵知识了。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我是一个对数学推导有一定畏惧心理的人，尤其是在面对高等的离散随机过程时，常常感到力不从心。然而，这本书在处理这些高阶数学工具时，展现出了一种非常高明的平衡艺术。它既没有为了追求数学的严谨性而将推导过程复杂到令人望而却步，也没有因为追求易读性而牺牲掉关键的数学逻辑链条。在我看来，作者采取了一种“先给出直观理解，再补充关键推导”的策略。例如，在讲解维纳滤波器的最小均方误差原理时，它首先用图形化的方式解释了为什么要“正交性”这个条件，这极大地帮助我建立了对算法的整体认知。随后，它才展现了那些必要的矩阵运算和梯度下降的步骤。这种处理方式，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，使得即便是对数学不那么自信的读者，也能有信心去深入理解这些复杂算法的底层逻辑，而不是停留在“背公式”的层面。这种对读者学习体验的关怀，是这本书最打动我的地方之一。