數字信號處理 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《數字信號處理》采用新穎的形式係統地介紹瞭數字信號處理的概念、用途、理論和實現方法，編寫力求理論緊扣實際、論述有據、邏輯連貫，應用內容涉及廣泛、形象生動。
　　全書共分10章：第1章介紹數字信號處理的基本概念。第2、3章介紹數字信號處理的時域和頻域基礎理論。第4、5章介紹實際信號處理的理論，如信號轉換、z變換、離散傅裏葉變換等，以及提高計算效率的方法。第6~8章介紹數字濾波的原理和數字濾波器的設計。第9、10章介紹實際的數字係統和數字信號處理的實現。
　　本書各章後的習題和附錄中的實驗內容大多與實際應用緊密相關，書後列齣術語索引供讀者查找。作者還為書中習題和實驗編寫瞭詳細的參考解答，方便用書教師授課和學生自學；書中的計算機仿真圖均配有MATLAB源程序，提供擴展和創新的平颱，這些內容的電子文件將置於齣版社教育服務網內本書主題頁麵上，供讀者和用書教師下載。

目錄

前言
第1章　數字信號處理的概念
1.1什麼叫數字信號處理
1.1.1數字信號的概念
1.1.2數字信號處理的來曆
1.1.3數字信號處理係統的結構
1.1.4數字信號處理的特點
1.2數字信號處理有什麼用
1.2.1信號為什麼要處理
1.2.2數字信號處理的應用領域
1.2.3數字信號處理的應用前景
1.3怎樣用數字信號處理
1.3.1用數字代錶事物的特徵
1.3.2用數字信號描述事物的變化
1.3.3用數學公式錶示信號的關係
1.3.4找齣最佳的處理方法
1.3.5用計算機處理數字信號
1.3.6應用數字信號處理的關鍵
1.4練習題
第2章　時域的信號與係統
2.1時域的信號
2.1.1語言描述
2.1.2錶格描述
2.1.3公式描述
2.1.4波形描述
2.2信號之間的關係
2.2.1相關係數
2.2.2相關函數
2.2.3自相關函數
2.2.4互相關函數
2.3時域的係統
2.3.1符號描述
2.3.2單位脈衝響應
2.3.3差分方程
2.3.4圖形描述
2.4信號處理的方法
2.4.1比較兩個信號
2.4.2閤理運用數學公式
2.4.3數學公式的算法
2.5時域分析法的特點
2.6練習題
數字信號處理目錄第3章　頻域的信號與係統
3.1頻域的信號
3.1.1正弦波的錶達方法和特點
3.1.2信號的正弦波成分
3.1.3其他形式的信號成分
3.2各類信號的頻域分析
3.2.1信號的正弦變換
3.2.2四類信號的正弦變換
3.3正弦變換的物理意義
3.3.1序列的正弦變換
3.3.2函數的正弦變換
3.3.3正弦變換的總結
3.4傅裏葉變換
3.4.1傅裏葉變換的體係
3.4.2傅裏葉變換與正弦變換的區彆
3.4.3數字角頻率的低頻與高頻
3.4.4頻譜的對稱性
3.5頻域的係統
3.5.1係統的頻率特性
3.5.2頻率響應的物理意義
3.5.3不失真係統的條件
3.6頻域分析法的特點
3.7練習題
第4章　數字處理的技巧
4.1信號的轉換
4.1.1模擬信號變成數字信號
4.1.2數字信號變成模擬信號
4.2信號轉換遵循的定理
4.2.1模擬信號到數字信號
4.2.2數字信號到模擬信號
4.3頻譜分析的推廣
4.3.1z變換的定義與性質
4.3.2係統的z變換
4.3.3零極點的用途
4.3.4z變換的應用
4.4離散傅裏葉級數的演繹
4.4.1離散傅裏葉變換
4.4.2離散傅裏葉變換的性質
4.4.3離散傅裏葉變換的關係
4.4.4離散傅裏葉變換的意義與用途
4.5練習題
第5章　信號處理的效率
5.1直接計算離散傅裏葉變換的代價
5.1.1直接計算頻譜的代價
5.1.2直接計算捲積的代價
5.2離散傅裏葉變換計算效率的提高
5.3時域抽取的快速算法
5.3.1時域抽取法的原理
5.3.2時域抽取法的應用
5.3.3時域抽取法的運算量
5.4頻域抽取的快速算法
5.4.1頻域抽取法的原理
5.4.2頻域抽取法的應用
5.4.3頻域抽取法的運算量
5.4.4兩種快速算法的相似之處
5.5離散傅裏葉反變換的快速算法
5.5.1仿效快速傅裏葉變換
5.5.2取鏇轉因子的復共軛
5.5.3取頻譜的復共軛
5.6實數序列的快速傅裏葉變換
5.6.1直接運用
5.6.2閤二為一
5.6.3一分為二
5.7快速傅裏葉變換的應用
5.7.1提高信號分析的計算速度
5.7.2提高綫性捲積的計算速度
5.7.3提高相關函數的計算速度
5.8練習題
第6章　數字濾波的原理
6.1數字濾波器的概念
6.2數字濾波器的指標
6.3數字濾波器的研究方法
6.3.1數字濾波器的錶示
6.3.2信號流圖與係統函數
6.3.3信號流圖的轉置
6.4數字濾波器的分類
6.5數字濾波器的結構
6.5.1無限脈衝響應濾波器的結構
6.5.2有限脈衝響應濾波器的結構
6.6數字濾波器的應用
6.7練習題
第7章　無限脈衝響應濾波器的設計
7.1模擬濾波器的設計
7.1.1模擬濾波器的描述方法
7.1.2巴特沃斯濾波器的設計
7.1.3切比雪夫濾波器的設計
7.2間接設計數字濾波器
7.2.1脈衝響應不變法
7.2.2雙綫性變換法
7.3直接設計數字濾波器
7.3.1零極點設計法
7.3.2最小誤差設計法
7.4低通濾波器的變換
7.4.1模擬頻率域的頻率變換
7.4.2數字頻率域的頻率變換
7.5無限脈衝響應濾波器的應用
7.5.1數字圖形均衡器
7.5.2數字控製器
7.5.3數據通信的時鍾恢復
7.6練習題
第8章　有限脈衝響應濾波器的設計
8.1係統頻譜的本質
8.1.1係統頻譜的含意
8.1.2係統的延時
8.2有限脈衝響應濾波器的頻譜
8.2.1有限脈衝響應濾波器的頻譜錶示法
8.2.2實現綫性相位的方法
8.2.3綫性相位濾波器的幅度特性
8.3在時域設計濾波器
8.3.1截取一段序列
8.3.2截斷序列的後果
8.4在頻域設計濾波器
8.4.1設計單位脈衝響應
8.4.2設計係統函數
8.5最優化設計
8.5.1最小化最大誤差的原理
8.5.2最小化最大誤差的設計方法
8.5.3設計方法的演繹
8.6無限和有限脈衝響應濾波器的區彆
8.6.1濾波器的性能
8.6.2設計方法的特點
8.7練習題
第9章　多采樣率的係統
9.1多采樣率的概念
9.2整數倍降低采樣率
9.2.1抽取前後的頻譜
9.2.2防止抽取的失真
9.2.3抽取的用途
9.3整數倍提高采樣率
9.3.1內插前後的頻譜
9.3.2防止內插的失真
9.3.3內插的用途
9.4非整數倍改變采樣率
9.5練習題
第10章　數字信號處理的實現
10.1實現數字信號處理的方法
10.2數字信號處理器的速度
10.2.1處理器的結構
10.2.2處理器的流水綫機製
10.2.3乘法加法器
10.3數字信號處理器的數字錶示
10.3.1定點數
10.3.2浮點數
10.3.3數字的動態範圍和精度
10.4信號處理的誤差
10.4.1模?數轉換的誤差
10.4.2數字運算的誤差
10.4.3數?模轉換的誤差
10.5數字信號處理的應用實例
10.5.1簡單的實例
10.5.2較復雜的實例
10.5.3復雜的實例
10.6練習題
附錄　信號處理的實驗
實驗1 測量人耳辨彆迴聲的最小時間
實驗2 觀察一句話的頻譜特點
實驗3 雙音多頻的通信
實驗4 濾除心電圖信號中的電網乾擾
實驗5 軟件無綫電的通信
索引
參考文獻

前言/序言

《數字信號處理》簡介 探尋聲、光、電交織的奧秘，解鎖信息時代的無限可能 在這瞬息萬變的數字時代，信息如同奔騰的河流，無時無刻不在湧動、匯聚、傳遞。而在這信息的洪流背後，一股強大而深刻的力量在默默驅動著這一切——那便是數字信號處理。這本《數字信號處理》旨在為您打開一扇通往這門學科核心的大門，帶領您深入理解並掌握如何有效地分析、設計和實現對數字信號進行操作的技術。我們關注的並非虛無縹緲的理論，而是那些能夠切實解決現實問題、賦能各類現代科技的工具與方法。 這本書將帶您踏上一段兼具理論深度與實踐廣度的探索之旅。我們將從最基礎的信號與係統的概念入手，為您構建堅實的理論基石。您將學習到離散時間信號的特性，包括其采樣、量化等關鍵過程，理解連續信號如何被轉換為數字信號，以及數字信號所蘊含的豐富信息。同時，我們也將深入探討各種經典的信號係統模型，如綫性時不變係統（LTI）的性質，理解它們如何影響信號的行為，並學會用數學語言精確描述這些係統的響應。 本書的核心內容之一將聚焦於傅裏葉變換及其在信號分析中的關鍵作用。您將不僅僅是被動地接受公式，而是真正理解傅裏葉變換的物理意義——如何將信號分解為其不同頻率分量的疊加。我們將詳細講解離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法——快速傅裏葉變換（FFT），揭示它們在頻率域分析中的強大能力。掌握傅裏葉變換，意味著您將能夠洞察信號的頻譜特徵，從而實現諸如噪聲抑製、信號分離、特徵提取等復雜任務。 濾波是數字信號處理中最重要也是應用最廣泛的技術之一。本書將為您係統地梳理各類數字濾波器，從基本的低通、高通、帶通、帶阻濾波器，到更復雜的自適應濾波器。您將學習到如何根據不同的應用需求，設計齣性能優越的數字濾波器。我們不僅會講解FIR（有限衝激響應）和IIR（無限衝激響應）濾波器的設計原理，還會深入探討濾波器設計的各種方法，例如窗函數法、頻率采樣法、雙綫性變換法等，並分析它們各自的優缺點。通過對濾波原理的深入理解，您將能夠有效地區分和提取信號中的有用信息，消除乾擾，使信號更加清晰和有意義。 除瞭在時域和頻域進行分析，離散傅裏葉變換（DFT）的引入促使我們走嚮另一個重要的數學工具——Z變換。Z變換為分析離散時間係統提供瞭另一個強大的視角，它能夠更方便地處理因果性、穩定性等係統特性，並為濾波器設計提供更為簡便的途徑。本書將詳細講解Z變換的定義、性質以及它與傅裏葉變換之間的關係，並指導您如何利用Z變換來分析和設計各種數字信號處理係統。 在本書的後續章節，我們將逐步深入到更具挑戰性和前沿性的主題。自適應信號處理將是重點探討的領域之一。您將瞭解自適應濾波器的基本原理，學習如何設計能夠根據輸入信號的統計特性自動調整自身參數的濾波器，這在通信、語音處理、生物醫學信號分析等領域有著極其廣泛的應用。例如，在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等場景，自適應濾波器展現齣非凡的性能。 數據壓縮是當今信息時代不可或缺的一環，它極大地提高瞭信息傳輸和存儲的效率。本書將為您揭示數字信號的編碼與壓縮技術。您將瞭解無損壓縮和有損壓縮的基本原理，並學習幾種典型的壓縮算法，如霍夫曼編碼、算術編碼、Lempel-Ziv算法（LZ係列）、以及在圖像和音頻處理中常用的變換編碼（如DCT、小波變換）和量化技術。理解這些壓縮技術，將使您能夠更有效地管理和利用海量數據。 在本書的實踐部分，我們將引導您如何將所學的理論知識應用於實際工程問題。您將學習如何使用MATLAB等專業的仿真工具來實現各種數字信號處理算法。我們將提供一係列貼近實際應用的案例，例如音頻信號的去噪與增強、圖像的濾波與邊緣檢測、通信係統中均衡器的設計、生物醫學信號（如心電圖、腦電圖）的分析與處理等等。通過這些實踐項目，您將親身體驗數字信號處理技術的強大威力，並能夠獨立解決實際工程中的相關問題。 我們深知，理論知識的掌握離不開大量的練習。因此，本書的每一章都配有精心設計的習題，涵蓋瞭從基礎概念到高級應用的各個層麵，旨在幫助您鞏固所學知識，加深理解。同時，我們還將提供一些思考題，鼓勵您對相關問題進行更深入的探究和創新。 本書適閤人群： 通信工程、電子工程、計算機科學、自動化等專業的本科生和研究生： 為您提供紮實的理論基礎和實踐技能，為您的未來學習和職業發展打下堅實基礎。 從事信號處理相關領域的研究人員和工程師： 幫助您係統地迴顧和深化對數字信號處理核心概念的理解，掌握最新的技術和方法，提升工作效率和技術水平。 對信息處理、模式識彆、機器學習等領域感興趣的愛好者： 為您提供一個理解這些領域背後數學和工程原理的入口，解鎖更多跨學科的學習可能性。 《數字信號處理》不僅僅是一本書，更是您通往數字世界深處的一張地圖，是您掌握信息處理核心技能的一把鑰匙。我們期待您能在這本書的引導下，開啓屬於您自己的數字信號處理探索之旅，發現其中的無限魅力與廣闊前景。