新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵健，李勇 编

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302118091

版次：1

商品编码：10484840

品牌：清华大学

包装：平装

出版时间：2006-01-01

用纸：胶版纸

页数：199

字数：320000

内容简介

《新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理》系统地介绍了数字信号处理的基本理论和算法，并简单介绍了高速数字信号处理器。《新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理》主要内容包括离散时间信号和离散时间系统、序列傅里叶变换和系统频率响应、Z变换及系统函数、系统的网络结构、有限长序列的离散傅里叶变换、快速傅里叶变换（FFT）算法、数字滤波器设计和高速数字信号处理器。
《新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理》的重点放在基本理论和基本概念上，强调对基本理论中的物理概念的透彻理解；同时尽量反映DSP的最新发展。每章后附本章要点，有利于读者抓住重点。精选的习题、上机练习题和部分习题解答将包含在随后出版的与《新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理》配套的学习指导中。
《新坐标大学本科电子信息类专业系列教材：数字信号处理》可作为理工科院校电子和通信等专业教材，也可作为工程技术人员的自学参考书。

目录

第1章 绪论
1.1 数字信号处理的基本概念
1.2 数字信号处理的应用
1.3 数字信号处理的研究内容
本章要点
科学家简介

第2章 离散时间信号和离散时间系统
2.1 离散时间信号——序列
2.2 离散时间系统
2.3 系统的稳定性和因果性
2.4 离散时间信号和系统的频域表示
2.5 序列傅里叶变换的对称性质
2.6 连续时间信号的采样28 2. 6.1采样的基本概念
2.7 Z变换
2.8 系统函数
2.9 系统的信号流图
本章要点
习题
科学家简介

第3章 离散傅里叶变换（DFT）
3.1 离散傅里叶级数（DFS）
3.2 离散傅里叶变换的定义及基本性质
3.3 频域采样理论
3.4 频率分辨率与DFT参数的选择
本章要点
习题
科学家简介

第4章 快速傅里叶变换（FFT）
4.1 DFT的运算特点
4.2 基2－FFT算法
4.3 IDFT的快速算法
4.4 基4－FFT算法
4.5 实序列的FFT算法
4.6 FFT的软件实现
本章要点
习题
科学家简介

第5章 数字滤波器设计
5.1 数字滤波器的基本概念
5.2 IIR数字滤波器设计
5.3 FIR数字滤波器设计
5.4 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器比较
本章要点
习题
科学家简介

第6章 高速数字信号处理器——DSP
6.1 DSP芯片的特点
6.2 TMS320C54x数字信号处理器的硬件结构
6.3 TMS320C54x指令系统
6.4 FFT算法的DSP程序
本章要点
科学家简介

附录1 模拟器滤波器设计参数
附录2 切比雪夫滤波器设计参数表
附录3 TMS320C54x指令系统中的符号和略语
参考文献

前言/序言

数字信号处理：理论、方法与工程实践 内容概述 本书是一部系统阐述数字信号处理（DSP）核心理论、关键方法与实际工程应用的专业教材。内容涵盖了从基础概念到高级主题的广泛领域，旨在为电子信息类专业本科生构建扎实的DSP知识体系，并引导他们掌握将理论应用于解决实际工程问题的能力。本书强调理论的严谨性与实践的可操作性相结合，通过丰富的实例和清晰的讲解，使读者能够深入理解数字信号处理的奥秘，并为后续更深入的学习和研究打下坚实基础。 第一部分：数字信号处理基础 本部分着重于数字信号处理的基石，为读者建立对信号、系统以及它们在数字域中转化的基本认识。 第一章 信号与系统回顾 连续时间信号与系统： 梳理了连续时间信号的基本类型（如指数信号、正弦信号、阶跃信号、冲激信号等）及其性质（如奇偶性、周期性、能量信号、功率信号等）。回顾了线性时不变（LTI）系统的基本概念、描述方法（如微分方程、系统函数）以及系统分析的基本工具（如卷积）。 离散时间信号与系统： 引入了离散时间信号的概念，包括采样、量化等基本过程。详细阐述了离散时间LTI系统的基本性质，重点讲解了差分方程和单位脉冲响应在描述和分析离散时间LTI系统中的核心作用。 系统性能指标： 探讨了系统分析中的关键性能指标，如稳定性、因果性、幅度响应、相位响应以及频率响应等，为后续章节的系统设计和分析奠定基础。 第二章 采样定理与重建 采样过程的数学描述： 详细讲解了连续时间信号到离散时间信号的采样过程，包括采样定理（Nyquist-Shannon采样定理）的推导和解释。深入探讨了奈奎斯特频率、混叠现象及其危害。 理想采样与实际采样： 分析了理想采样器和实际采样器（脉冲幅度调制）的数学模型，并研究了采样频率选择对信号重建精度的影响。 信号重建技术： 重点介绍了使用理想低通滤波器（sinc函数）进行信号重建的理论基础和数学公式。同时，也探讨了实际应用中常用的插值方法，如零阶保持、一阶保持以及更复杂的插值算法，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。 欠采样与应用： 引入了欠采样（sub-Nyquist sampling）的概念，并阐述了其在特定应用场景下的优势，例如直接数字合成（DDS）和射频信号采集等。 第三章 离散傅里叶变换（DFT） DFT的定义与性质： 详细推导了DFT的数学定义，并系统性地介绍了DFT的各项重要性质，包括线性性、周期性、对称性、时移性、频移性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等。这些性质是理解和应用DFT的关键。 DFT与傅里叶级数、傅里叶变换的关系： 明确了DFT作为对有限长信号进行傅里叶分析的离散版本，以及它与连续傅里叶变换和傅里叶级数之间的内在联系。 DFT的应用： 讲解了DFT在频谱分析、系统分析、滤波等方面的基本应用，展示了如何通过DFT来揭示信号的频率成分。 计算DFT的挑战： 指出直接计算DFT的计算复杂度较高（$N^2$），为后续介绍快速傅里叶变换（FFT）做铺垫。 第四章 快速傅里叶变换（FFT） FFT的原理与方法： 重点讲解了FFT算法的核心思想——分治法，以及如何将长序列的DFT计算分解为一系列短序列的DFT计算。详细介绍了Cooley-Tukey算法，包括按时间抽取的FFT（DIT-FFT）和按频率抽取的FFT（DIF-FFT），并解析了蝶形运算的结构和原理。 FFT的计算复杂度： 强调了FFT算法将DFT的计算复杂度从$O(N^2)$降低到$O(N log N)$，显著提高了计算效率，为实时信号处理提供了可能。 FFT的应用实例： 通过具体的例子，展示了FFT在频谱分析、卷积计算（利用FFT进行快速卷积）等方面的强大应用，并分析了其对工程实践的影响。 非2的N次幂长度的FFT： 简要提及了如何处理长度不是2的N次幂的信号，如混合基FFT或补零法。 第二部分：数字滤波器设计 本部分深入探讨了数字滤波器在信号处理中的关键作用，并介绍了几种主要的滤波器设计方法。 第五章 数字滤波器概述 滤波器的基本功能与分类： 阐述了滤波器在信号处理中的核心作用，即选择性地允许或抑制特定频率范围的信号成分。详细介绍了滤波器按频率响应的分类（低通、高通、带通、带阻）和按单位脉冲响应（衝激响应）的分类（无限冲激响应IIR和有限冲激响应FIR）。 滤波器性能指标： 定义了衡量滤波器性能的关键指标，包括通带、阻带、过渡带、截止频率、阻带衰减、幅度失真、相位失真等。 IIR滤波器与FIR滤波器的比较： 对两种滤波器类型在稳定性、线性相位、计算复杂度、设计难度等方面的优缺点进行了详细的比较分析，为选择合适的滤波器类型提供了依据。 第六章 有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器的优点： 强调了FIR滤波器能够实现精确线性相位的特性，这对于保持信号波形完整性至关重要。 理想FIR滤波器的冲激响应： 分析了理想低通、高通、带通、带阻滤波器的单位脉冲响应，并指出这些理想响应是无限长且非因果的，需要进行截断和实现。 窗函数法设计FIR滤波器： 详细介绍了使用窗函数法设计FIR滤波器的原理。讲解了不同的窗函数（矩形窗、汉宁窗、海明窗、巴特勒窗、凯瑟窗等）及其在频谱泄漏、旁瓣衰减等方面的特性。阐述了如何根据期望的滤波器指标选择合适的窗函数和截断长度。 频率采样法设计FIR滤波器： 介绍了通过直接指定滤波器在离散频率点上的期望响应来设计FIR滤波器的方法。 最优FIR滤波器设计（Chebyshev逼近）： 引入了Parks-McClellan算法（一种基于Remez交换算法的线性时域设计方法），用于设计最优的equiripple FIR滤波器，在给定的过渡带宽度和阻带衰减下，使通带和阻带的纹波最小。 第七章 无限冲激响应（IIR）滤波器设计 IIR滤波器的特点： 解释了IIR滤波器利用反馈实现递归，从而可以用较少的阶数达到期望的滤波效果。 模拟滤波器原型设计： 介绍了三种经典的模拟滤波器原型：巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev Type I和Type II）和椭圆（Elliptic）滤波器。详细阐述了它们各自的幅频特性、相频特性以及在通带和阻带的纹波特性。 模拟到数字的变换方法： 重点讲解了将模拟滤波器设计转换为数字滤波器设计的几种常用方法，包括： 冲激响应不变法： 解释了该方法如何保持数字滤波器在离散时间点的冲激响应与模拟滤波器在采样点的冲激响应一致。分析了其可能引起的频谱混叠问题。 双线性变换法： 详细介绍了双线性变换的原理，它能将实数频率轴映射到复平面上的单位圆，从而避免频谱混叠，并保证数字滤波器的稳定性。详细推导了其变换关系，并分析了其固有的频率压缩现象，以及如何通过预畸变频率来补偿。 阶跃响应不变法： 简要提及了该方法。 IIR滤波器的稳定性与线性相位： 讨论了IIR滤波器设计中的稳定性问题，以及实现精确线性相位对于IIR滤波器而言通常是困难的。 第三部分：数字信号处理的进阶主题与应用 本部分将深入探讨更高级的DSP概念，并结合实际工程应用，展示DSP的强大威力。 第八章 自适应信号处理 自适应滤波器的概念与优势： 介绍了自适应滤波器能够在未知或变化的信号环境下自动调整其滤波器系数以达到特定目标的思想。强调其在应对噪声、干扰以及信号模型未知等问题时的重要性。 最优化准则： 讲解了自适应滤波器设计中常用的最优化准则，如最小均方误差（LMS）准则。 LMS算法： 详细阐述了最流行的LMS算法，包括其工作原理、迭代公式、步长参数的选择对收敛速度和稳态误差的影响。 RLS算法： 介绍了递推最小二乘（RLS）算法，它相比LMS算法具有更快的收敛速度，但计算复杂度也更高。 自适应滤波器的应用： 列举了自适应滤波器在噪声消除（如回声消除、语音增强）、系统辨识、信道均衡、预测等领域的典型应用。 第九章 谱估计 谱估计的基本概念： 阐述了谱估计在信号分析中的重要性，即如何从有限的观测数据中估计信号的功率谱密度（PSD）。 经典谱估计方法： 周期图法（Periodogram）： 介绍了利用DFT计算信号的周期图，并分析其估计的方差较大，即估计结果不够平滑。 改进的周期图法（Welch法）： 阐述了Welch法通过对信号分段、加窗和平均来降低周期图法方差，提高谱估计的平滑度和准确性。 现代谱估计方法（参数模型法）： AR模型（自回归模型）： 介绍了AR模型如何将信号建模为过去值的线性组合加上白噪声。 MA模型（移动平均模型）： 介绍了MA模型。 ARMA模型（自回归移动平均模型）： 介绍了ARMA模型。 Yule-Walker方程： 讲解了如何利用Yule-Walker方程来估计AR模型的参数。 Burg算法： 介绍了Burg算法，一种用于估计AR模型参数的迭代算法。 谱估计的应用： 讨论了谱估计在语音识别、地震波分析、通信系统、生物医学信号处理等领域的实际应用。 第十章 数字信号处理的工程实现 DSP处理器（DSPs）简介： 介绍了数字信号处理器（DSP）芯片的特点，如哈佛结构、指令集优化（如MAC指令）、硬件乘法器、DMA等，以及它们在高速、实时信号处理中的优势。 DSP的体系结构与指令集： 简要介绍主流DSP处理器的典型体系结构和常用的指令集，以及如何利用这些特性来优化算法实现。 算法的硬件化实现： 探讨了如何将DSP算法（如FFT、滤波器）高效地移植到DSP处理器上，包括定点运算与浮点运算的选择、存储器管理、中断处理等。 DSP在通信、音频、图像领域的应用实例： 通信系统： 例如OFDM调制解调、码分多址（CDMA）信号处理、信道编码与解码。 音频信号处理： 例如音频编码（MP3, AAC）、音频效果（混响、均衡）、语音识别。 图像信号处理： 例如图像滤波、边缘检测、图像压缩（JPEG）。 软件开发工具与仿真： 介绍了常用的DSP开发环境，如Code Composer Studio (CCS)、MATLAB/Simulink等，以及仿真工具在算法验证和系统设计中的作用。 结论 本书在系统讲解数字信号处理基本原理的基础上，着重于将理论知识转化为实际的工程能力。通过对采样、变换、滤波、自适应处理和谱估计等核心概念的深入剖析，以及对DSP工程实现细节的探讨，期望读者能够掌握数字信号处理的强大工具，并将其灵活应用于解决未来的工程挑战。本书的学习将使学生为从事电子信息领域的研发、设计和应用工作做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我首先注意到的是它的厚度，确实是一本内容相当丰富的教材，这让我对它能涵盖的知识点有了很高的期待。我之前接触过一些数字信号处理的入门读物，但总感觉不够深入，或者某些章节的讲解不够透彻，总是会留下一些疑问。我希望这本《数字信号处理》能够填补这些空白，它应该在对基础理论进行严谨阐述的同时，能够引入一些更前沿的技术和应用，比如在通信、图像处理、生物医学工程等领域的具体案例。我对书中关于离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）的讲解尤为关注，这部分内容往往是理解后续章节的关键，我希望作者能够用生动形象的比喻或者直观的图示来解释 DFT 和 FFT 的原理，而不是仅仅罗列公式。另外，滤波器设计是数字信号处理中的一个重要分支，包括 FIR 和 IIR 滤波器的设计方法，我希望这本书能够详细介绍各种设计算法的原理、优缺点以及适用场景，并且能够提供具体的例子来说明如何设计一个满足特定要求的滤波器。我也期待书中能有关于随机信号处理和自适应滤波的介绍，这些内容对于理解更复杂的信号分析和系统设计非常有帮助，能够开阔我的视野，为我今后的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书最大的期待在于它能够提供一个系统性的学习框架，而不是零散的知识点堆砌。作为一本“数字信号处理”的本科教材，它应该能够清晰地梳理出数字信号处理的整个知识体系，从信号的采样、量化、编码开始，到信号的表示、分析，再到信号的处理和系统设计，每一个环节都应该有逻辑性的过渡和联系。我希望书中能够深入讲解信号的各种变换域分析，比如傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等，不仅仅是介绍公式，更重要的是理解这些变换在不同场景下的意义和应用。特别是Z变换，在离散时间系统分析中起着至关重要的作用，我希望书中能够通过大量的实例来展示如何利用Z变换来分析系统的稳定性、频率响应等特性。此外，我对书中关于信号处理系统设计的章节非常感兴趣，比如如何根据实际需求选择合适的数字滤波器，如何设计自适应滤波器来处理变化的环境，以及如何利用谱估计技术来分析随机信号。我希望这些内容能够以一种非常实用的方式呈现，如果书中能够结合一些实际的工程问题，比如音频信号的去噪、图像信号的增强，或者通信信号的调制解调，来讲解相关的算法和技术，那就更好了，这样能够让我更直观地感受到数字信号处理的魅力和价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上“电子信息类专业系列教材”这样的字样，让我对它的内容有了很高的预期，这意味着它应该是一本非常专业且系统性的书籍。我一直对数字信号处理领域很感兴趣，尤其是在各种电子设备和通信系统中，数字信号处理的身影无处不在，它的重要性不言而喻。我希望这本书能够清晰地介绍数字信号处理的基本原理和核心技术，例如，关于离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）的讲解，我希望能有深入的剖析，不仅是公式的推导，更重要的是理解其应用场景和计算效率的提升。同时，滤波器设计是数字信号处理中的重头戏，我期待书中能够详细阐述FIR和IIR滤波器的设计方法，包括各种设计准则和实现技巧，并且最好能够通过一些实际的工程案例来展示如何根据需求设计合适的滤波器。另外，我也非常希望书中能够涵盖一些关于随机信号处理和自适应信号处理的内容，这对于理解更复杂的信号分析和系统设计非常关键，能够帮助我应对实际工程中的各种挑战。如果书中能够对这些概念进行深入浅出的讲解，并提供丰富的练习题和参考资料，那将对我学习和掌握数字信号处理这门学科有巨大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当简洁大方，采用了一种比较沉稳的蓝色调，配上烫金的标题，给人一种专业且厚重的感觉，一看就是那种适合放在书架上、随时可以拿出来查阅的工具书。虽然我还没有深入翻阅，但单从装帧和排版来看，它给我的第一印象是内容一定非常扎实，排版也应该很清晰，方便阅读。我猜想，作为一本“数字信号处理”的教材，它应该涵盖了数字信号处理领域的核心概念和基本方法，比如傅里叶变换、Z变换、滤波器设计、采样定理等等，这些都是电子信息类专业学习中绕不开的重要环节。我特别期待书中能够有清晰的理论推导和丰富的实例，能够帮助我理解抽象的数学公式背后的物理意义，并且能够将理论知识与实际工程应用联系起来。毕竟，理论学习最终还是要服务于解决实际问题，如果能通过书中的案例学习到一些常见的信号处理技巧，那将非常有价值。我希望这本书能够以循序渐进的方式来展开，从最基础的概念讲起，逐步深入到更复杂的专题，这样对于初学者来说会比较友好，不容易产生畏难情绪。同时，如果书中能够提供一些配套的学习资源，比如习题解答、仿真代码或者相关的在线课程链接，那将会大大提升学习效率和体验，让我能够更有效地掌握这门课程。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书时，被其厚重的篇幅和精美的排版所吸引。作为一名对数字信号处理充满好奇的学生，我一直在寻找一本能够系统深入地讲解这一领域的书籍。我尤其希望这本书能够详细阐述数字信号处理的核心概念，比如离散时间信号与系统的基本性质，傅里叶变换在信号分析中的作用，以及各种变换域（如Z域）的应用。我希望作者能够以清晰易懂的语言，辅以大量的图示和实例，来解释这些抽象的数学原理，让读者能够真正理解其背后蕴含的物理意义。例如，在讲解采样定理时，我希望书中能够通过直观的图示来展示欠采样和过采样带来的不同结果，并解释奈奎斯特频率的重要性。对于滤波器设计部分，我期待书中能够详细介绍FIR和IIR滤波器的不同设计方法，并分析它们的优缺点，同时最好能提供一些实际的滤波器设计案例，比如如何设计一个用于音频信号的低通滤波器，或者一个用于图像处理的带通滤波器。我也希望书中能够涉及一些更高级的主题，比如多速率信号处理、谱估计方法，以及现代数字信号处理在通信、控制、图像处理等领域的应用。总而言之，我希望这本书能够成为一本全面、深入、实用的数字信号处理教材，能够帮助我打下坚实的理论基础，并培养解决实际问题的能力。