数字信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《数字信号处理》采用新颖的形式系统地介绍了数字信号处理的概念、用途、理论和实现方法，编写力求理论紧扣实际、论述有据、逻辑连贯，应用内容涉及广泛、形象生动。
　　全书共分10章：第1章介绍数字信号处理的基本概念。第2、3章介绍数字信号处理的时域和频域基础理论。第4、5章介绍实际信号处理的理论，如信号转换、z变换、离散傅里叶变换等，以及提高计算效率的方法。第6~8章介绍数字滤波的原理和数字滤波器的设计。第9、10章介绍实际的数字系统和数字信号处理的实现。
　　本书各章后的习题和附录中的实验内容大多与实际应用紧密相关，书后列出术语索引供读者查找。作者还为书中习题和实验编写了详细的参考解答，方便用书教师授课和学生自学；书中的计算机仿真图均配有MATLAB源程序，提供扩展和创新的平台，这些内容的电子文件将置于出版社教育服务网内本书主题页面上，供读者和用书教师下载。

目录

前言
第1章　数字信号处理的概念
1.1什么叫数字信号处理
1.1.1数字信号的概念
1.1.2数字信号处理的来历
1.1.3数字信号处理系统的结构
1.1.4数字信号处理的特点
1.2数字信号处理有什么用
1.2.1信号为什么要处理
1.2.2数字信号处理的应用领域
1.2.3数字信号处理的应用前景
1.3怎样用数字信号处理
1.3.1用数字代表事物的特征
1.3.2用数字信号描述事物的变化
1.3.3用数学公式表示信号的关系
1.3.4找出最佳的处理方法
1.3.5用计算机处理数字信号
1.3.6应用数字信号处理的关键
1.4练习题
第2章　时域的信号与系统
2.1时域的信号
2.1.1语言描述
2.1.2表格描述
2.1.3公式描述
2.1.4波形描述
2.2信号之间的关系
2.2.1相关系数
2.2.2相关函数
2.2.3自相关函数
2.2.4互相关函数
2.3时域的系统
2.3.1符号描述
2.3.2单位脉冲响应
2.3.3差分方程
2.3.4图形描述
2.4信号处理的方法
2.4.1比较两个信号
2.4.2合理运用数学公式
2.4.3数学公式的算法
2.5时域分析法的特点
2.6练习题
数字信号处理目录第3章　频域的信号与系统
3.1频域的信号
3.1.1正弦波的表达方法和特点
3.1.2信号的正弦波成分
3.1.3其他形式的信号成分
3.2各类信号的频域分析
3.2.1信号的正弦变换
3.2.2四类信号的正弦变换
3.3正弦变换的物理意义
3.3.1序列的正弦变换
3.3.2函数的正弦变换
3.3.3正弦变换的总结
3.4傅里叶变换
3.4.1傅里叶变换的体系
3.4.2傅里叶变换与正弦变换的区别
3.4.3数字角频率的低频与高频
3.4.4频谱的对称性
3.5频域的系统
3.5.1系统的频率特性
3.5.2频率响应的物理意义
3.5.3不失真系统的条件
3.6频域分析法的特点
3.7练习题
第4章　数字处理的技巧
4.1信号的转换
4.1.1模拟信号变成数字信号
4.1.2数字信号变成模拟信号
4.2信号转换遵循的定理
4.2.1模拟信号到数字信号
4.2.2数字信号到模拟信号
4.3频谱分析的推广
4.3.1z变换的定义与性质
4.3.2系统的z变换
4.3.3零极点的用途
4.3.4z变换的应用
4.4离散傅里叶级数的演绎
4.4.1离散傅里叶变换
4.4.2离散傅里叶变换的性质
4.4.3离散傅里叶变换的关系
4.4.4离散傅里叶变换的意义与用途
4.5练习题
第5章　信号处理的效率
5.1直接计算离散傅里叶变换的代价
5.1.1直接计算频谱的代价
5.1.2直接计算卷积的代价
5.2离散傅里叶变换计算效率的提高
5.3时域抽取的快速算法
5.3.1时域抽取法的原理
5.3.2时域抽取法的应用
5.3.3时域抽取法的运算量
5.4频域抽取的快速算法
5.4.1频域抽取法的原理
5.4.2频域抽取法的应用
5.4.3频域抽取法的运算量
5.4.4两种快速算法的相似之处
5.5离散傅里叶反变换的快速算法
5.5.1仿效快速傅里叶变换
5.5.2取旋转因子的复共轭
5.5.3取频谱的复共轭
5.6实数序列的快速傅里叶变换
5.6.1直接运用
5.6.2合二为一
5.6.3一分为二
5.7快速傅里叶变换的应用
5.7.1提高信号分析的计算速度
5.7.2提高线性卷积的计算速度
5.7.3提高相关函数的计算速度
5.8练习题
第6章　数字滤波的原理
6.1数字滤波器的概念
6.2数字滤波器的指标
6.3数字滤波器的研究方法
6.3.1数字滤波器的表示
6.3.2信号流图与系统函数
6.3.3信号流图的转置
6.4数字滤波器的分类
6.5数字滤波器的结构
6.5.1无限脉冲响应滤波器的结构
6.5.2有限脉冲响应滤波器的结构
6.6数字滤波器的应用
6.7练习题
第7章　无限脉冲响应滤波器的设计
7.1模拟滤波器的设计
7.1.1模拟滤波器的描述方法
7.1.2巴特沃斯滤波器的设计
7.1.3切比雪夫滤波器的设计
7.2间接设计数字滤波器
7.2.1脉冲响应不变法
7.2.2双线性变换法
7.3直接设计数字滤波器
7.3.1零极点设计法
7.3.2最小误差设计法
7.4低通滤波器的变换
7.4.1模拟频率域的频率变换
7.4.2数字频率域的频率变换
7.5无限脉冲响应滤波器的应用
7.5.1数字图形均衡器
7.5.2数字控制器
7.5.3数据通信的时钟恢复
7.6练习题
第8章　有限脉冲响应滤波器的设计
8.1系统频谱的本质
8.1.1系统频谱的含意
8.1.2系统的延时
8.2有限脉冲响应滤波器的频谱
8.2.1有限脉冲响应滤波器的频谱表示法
8.2.2实现线性相位的方法
8.2.3线性相位滤波器的幅度特性
8.3在时域设计滤波器
8.3.1截取一段序列
8.3.2截断序列的后果
8.4在频域设计滤波器
8.4.1设计单位脉冲响应
8.4.2设计系统函数
8.5最优化设计
8.5.1最小化最大误差的原理
8.5.2最小化最大误差的设计方法
8.5.3设计方法的演绎
8.6无限和有限脉冲响应滤波器的区别
8.6.1滤波器的性能
8.6.2设计方法的特点
8.7练习题
第9章　多采样率的系统
9.1多采样率的概念
9.2整数倍降低采样率
9.2.1抽取前后的频谱
9.2.2防止抽取的失真
9.2.3抽取的用途
9.3整数倍提高采样率
9.3.1内插前后的频谱
9.3.2防止内插的失真
9.3.3内插的用途
9.4非整数倍改变采样率
9.5练习题
第10章　数字信号处理的实现
10.1实现数字信号处理的方法
10.2数字信号处理器的速度
10.2.1处理器的结构
10.2.2处理器的流水线机制
10.2.3乘法加法器
10.3数字信号处理器的数字表示
10.3.1定点数
10.3.2浮点数
10.3.3数字的动态范围和精度
10.4信号处理的误差
10.4.1模?数转换的误差
10.4.2数字运算的误差
10.4.3数?模转换的误差
10.5数字信号处理的应用实例
10.5.1简单的实例
10.5.2较复杂的实例
10.5.3复杂的实例
10.6练习题
附录　信号处理的实验
实验1 测量人耳辨别回声的最小时间
实验2 观察一句话的频谱特点
实验3 双音多频的通信
实验4 滤除心电图信号中的电网干扰
实验5 软件无线电的通信
索引
参考文献

前言/序言

《数字信号处理》简介 探寻声、光、电交织的奥秘，解锁信息时代的无限可能 在这瞬息万变的数字时代，信息如同奔腾的河流，无时无刻不在涌动、汇聚、传递。而在这信息的洪流背后，一股强大而深刻的力量在默默驱动着这一切——那便是数字信号处理。这本《数字信号处理》旨在为您打开一扇通往这门学科核心的大门，带领您深入理解并掌握如何有效地分析、设计和实现对数字信号进行操作的技术。我们关注的并非虚无缥缈的理论，而是那些能够切实解决现实问题、赋能各类现代科技的工具与方法。 这本书将带您踏上一段兼具理论深度与实践广度的探索之旅。我们将从最基础的信号与系统的概念入手，为您构建坚实的理论基石。您将学习到离散时间信号的特性，包括其采样、量化等关键过程，理解连续信号如何被转换为数字信号，以及数字信号所蕴含的丰富信息。同时，我们也将深入探讨各种经典的信号系统模型，如线性时不变系统（LTI）的性质，理解它们如何影响信号的行为，并学会用数学语言精确描述这些系统的响应。 本书的核心内容之一将聚焦于傅里叶变换及其在信号分析中的关键作用。您将不仅仅是被动地接受公式，而是真正理解傅里叶变换的物理意义——如何将信号分解为其不同频率分量的叠加。我们将详细讲解离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法——快速傅里叶变换（FFT），揭示它们在频率域分析中的强大能力。掌握傅里叶变换，意味着您将能够洞察信号的频谱特征，从而实现诸如噪声抑制、信号分离、特征提取等复杂任务。 滤波是数字信号处理中最重要也是应用最广泛的技术之一。本书将为您系统地梳理各类数字滤波器，从基本的低通、高通、带通、带阻滤波器，到更复杂的自适应滤波器。您将学习到如何根据不同的应用需求，设计出性能优越的数字滤波器。我们不仅会讲解FIR（有限冲激响应）和IIR（无限冲激响应）滤波器的设计原理，还会深入探讨滤波器设计的各种方法，例如窗函数法、频率采样法、双线性变换法等，并分析它们各自的优缺点。通过对滤波原理的深入理解，您将能够有效地区分和提取信号中的有用信息，消除干扰，使信号更加清晰和有意义。 除了在时域和频域进行分析，离散傅里叶变换（DFT）的引入促使我们走向另一个重要的数学工具——Z变换。Z变换为分析离散时间系统提供了另一个强大的视角，它能够更方便地处理因果性、稳定性等系统特性，并为滤波器设计提供更为简便的途径。本书将详细讲解Z变换的定义、性质以及它与傅里叶变换之间的关系，并指导您如何利用Z变换来分析和设计各种数字信号处理系统。 在本书的后续章节，我们将逐步深入到更具挑战性和前沿性的主题。自适应信号处理将是重点探讨的领域之一。您将了解自适应滤波器的基本原理，学习如何设计能够根据输入信号的统计特性自动调整自身参数的滤波器，这在通信、语音处理、生物医学信号分析等领域有着极其广泛的应用。例如，在噪声消除、回声消除、信道均衡等场景，自适应滤波器展现出非凡的性能。 数据压缩是当今信息时代不可或缺的一环，它极大地提高了信息传输和存储的效率。本书将为您揭示数字信号的编码与压缩技术。您将了解无损压缩和有损压缩的基本原理，并学习几种典型的压缩算法，如霍夫曼编码、算术编码、Lempel-Ziv算法（LZ系列）、以及在图像和音频处理中常用的变换编码（如DCT、小波变换）和量化技术。理解这些压缩技术，将使您能够更有效地管理和利用海量数据。 在本书的实践部分，我们将引导您如何将所学的理论知识应用于实际工程问题。您将学习如何使用MATLAB等专业的仿真工具来实现各种数字信号处理算法。我们将提供一系列贴近实际应用的案例，例如音频信号的去噪与增强、图像的滤波与边缘检测、通信系统中均衡器的设计、生物医学信号（如心电图、脑电图）的分析与处理等等。通过这些实践项目，您将亲身体验数字信号处理技术的强大威力，并能够独立解决实际工程中的相关问题。 我们深知，理论知识的掌握离不开大量的练习。因此，本书的每一章都配有精心设计的习题，涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面，旨在帮助您巩固所学知识，加深理解。同时，我们还将提供一些思考题，鼓励您对相关问题进行更深入的探究和创新。 本书适合人群： 通信工程、电子工程、计算机科学、自动化等专业的本科生和研究生： 为您提供扎实的理论基础和实践技能，为您的未来学习和职业发展打下坚实基础。 从事信号处理相关领域的研究人员和工程师： 帮助您系统地回顾和深化对数字信号处理核心概念的理解，掌握最新的技术和方法，提升工作效率和技术水平。 对信息处理、模式识别、机器学习等领域感兴趣的爱好者： 为您提供一个理解这些领域背后数学和工程原理的入口，解锁更多跨学科的学习可能性。 《数字信号处理》不仅仅是一本书，更是您通往数字世界深处的一张地图，是您掌握信息处理核心技能的一把钥匙。我们期待您能在这本书的引导下，开启属于您自己的数字信号处理探索之旅，发现其中的无限魅力与广阔前景。