基本信息
書名：信號與係統全程導學及習題全解(下冊)(第二版)
定價：13.50元
作者：李華
齣版社：中國時代經濟齣版社
齣版日期：2010-09-01
ISBN：9787802212435
字數：220000
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：12k
商品重量：0.222kg
編輯推薦
內容提要
本書主要是根據高教齣版社齣版、鄭君裏編寫的教材《信號與係統》（第二版）的課後習題解答，分上下冊，分彆對應教材的上下冊。上冊共分六章：緒論、連續時間係統的時域分析、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、濾波、調製與抽樣、信號的矢量空間分析；下冊也為六章：離散時間係統的時域分析、Z變換、離散傅裏葉變換、模擬與數字濾波器、反饋係統、狀態變量分析。每章分三部分，分彆為概要總結、經典例題和教材的詳細課後習題解答。本書可以作為電子信息、通信、控製、電氣信息專業、自動化、計算機等專業高職高專、函授和成人教育的配套教材，也可供研究生入學考試輔導。
目錄
第七章 離散時間係統的時域分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第八章 z變換、離散時間係統的z域分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第九章 離散傅裏葉變換以及其他離散正交變換
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十章 模擬與數字濾波器
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十一章 反饋係統
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
第十二章 係統的狀態變量分析
本章學習重點
典型例題講解
習題全解
作者介紹
文摘
序言
《數字信號處理：理論與實踐》 內容簡介 本書旨在係統深入地介紹數字信號處理（DSP）的基本原理、核心理論及其在工程實踐中的應用。全書結構清晰，從基礎概念入手，逐步推進至高級主題，力求為讀者提供一個紮實而全麵的DSP知識體係。本書不僅關注理論的嚴謹性，更強調實踐操作的指導性，通過豐富的例證和習題，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 第一部分：數字信號與係統基礎 本部分將構建讀者理解數字信號處理的基石。我們將從離散時間信號和連續時間信號的概念齣發，詳細闡述信號的分類（如周期信號、非周期信號、偶信號、奇信號等）及其基本運算。接著，我們將深入探討離散時間係統的基本性質，包括綫性、時不變性、因果性、穩定性等，並引入捲積運算作為描述綫性時不變（LTI）係統的核心工具。 離散時間信號： 信號的采樣、量化過程，以及離散時間信號的錶示形式（序列）。 連續時間信號與離散時間信號的聯係： 采樣定理（奈奎斯特定理）的詳細講解，理解為何需要特定采樣率以避免混疊。 信號的基本運算： 信號的加法、乘法、時移、尺度變換、翻轉等。 離散時間係統： 係統的定義，輸入輸齣關係，差分方程的引入。 係統性質： 綫性、時不變性、因果性、穩定性等概念的辨析和判斷方法。 捲積： 離散捲積的定義、計算方法（直接捲積、圖解法），以及其在LTI係統分析中的重要性。 第二部分：傅裏葉變換與頻率域分析 頻率域分析是數字信號處理的核心之一。本部分將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）、傅裏葉級數（DFS）和離散傅裏葉變換（DFT）。我們將深入理解這些變換的數學原理，以及它們如何揭示信號的頻率成分。此外，還將介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法，這是實現DFT高效計算的關鍵，並探討其在實際應用中的意義。 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： 將離散時間信號映射到頻率域，理解信號的頻譜特性。DTFT的性質（綫性、時移、尺度變換、捲積性質等）及其應用。 傅裏葉級數（DFS）： 分析周期性離散時間信號的頻率成分，將信號分解為一係列復指數信號的疊加。 離散傅裏葉變換（DFT）： 針對有限長序列的傅裏葉分析，DFT是DTFT在時間和頻率上的離散化。DFT的定義、性質以及與DTFT的關係。 快速傅裏葉變換（FFT）： 講解各種FFT算法（如Cooley-Tukey算法），強調其在降低計算復雜度方麵的突破性貢獻。 頻率域濾波： 利用傅裏葉變換實現信號的濾波，例如低通濾波、高通濾波、帶通濾波等，解釋濾波器的作用原理。 第三部分：Z變換與係統分析 Z變換是分析離散時間係統，特彆是因果和穩定性分析的有力工具。本部分將係統介紹Z變換的定義、性質，並重點講解收斂域（ROC）的概念及其對係統穩定性和因果性的判斷作用。通過Z變換，我們可以將差分方程轉化為代數方程，簡化係統的分析和設計過程。 Z變換： Z變換的定義，復指數序列的Z變換。 收斂域（ROC）： 解釋ROC的概念，以及ROC如何決定序列的唯一性。 Z變換的性質： 綫性、時移、尺度變換、捲積性質、微分性質等。 逆Z變換： 求解逆Z變換的方法（部分分式展開法、長除法、留數法）。 係統函數： 利用Z變換將LTI係統的差分方程錶示為係統函數H(z)，理解H(z)與係統響應的關係。 零極點分析： 通過分析H(z)的零點和極點來判斷係統的穩定性、因果性以及頻率響應特性。 頻率響應： H(e^(jω))的計算及其與係統幅頻和相頻特性的關係。 第四部分：數字濾波器設計 數字濾波器是DSP中最常見的應用之一，用於改變信號的頻率成分。本部分將詳細介紹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。我們將探討它們的特性、設計方法以及各自的優缺點，並通過具體設計實例展示如何根據工程需求選擇和設計閤適的濾波器。 數字濾波器概述： 濾波器的基本概念、分類（IIR和FIR）及其在信號處理中的作用。 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器的特性：利用反饋實現，衝激響應無限長。 IIR濾波器設計方法： 模擬原型法：Butterworth、Chebyshev（Type I/II）、Elliptic濾波器等經典模擬濾波器的設計及其到數字域的轉換（脈衝不變法、雙綫性變換法）。 直接設計法（較少）。 IIR濾波器的實現結構：直接形式、級聯形式、並聯形式等。 IIR濾波器的優缺點分析：設計復雜度低、過渡帶陡峭，但可能存在相位失真。 有限衝激響應（FIR）濾波器： FIR濾波器的特性：無反饋，衝激響應有限長，通常具有綫性相位。 FIR濾波器設計方法： 窗函數法：選擇不同的窗函數（Rectangular, Hanning, Hamming, Blackman, Kaiser等）來近似理想濾波器。 頻率采樣法。 最優設計法（Parks-McClellan算法）：用於設計具有特定幅頻特性的最優FIR濾波器。 FIR濾波器的實現結構：無反饋結構，實現簡單。 FIR濾波器的優缺點分析：易於實現綫性相位，穩定性好，但設計可能需要更高的階數。 濾波器性能評估： 頻響、相響、幅度衰減、通帶紋波、阻帶衰減等指標的理解與計算。 第五部分：傅裏葉變換在信號處理中的應用 本部分將深入探討傅裏葉變換在解決實際信號處理問題中的具體應用。我們將分析采樣過程中的混疊現象及其解決方法，並介紹FFT在譜分析、相關分析等方麵的強大能力。此外，還將涉及音頻信號處理、圖像處理等領域中DSP技術的應用實例。 頻譜分析： 利用DFT/FFT分析信號的頻率成分，識彆信號的周期性、諧波等。 相關分析： 信號的自相關和互相關函數，用於模式識彆、信號檢測、時延估計等。 功率譜估計： 估計信號的功率在不同頻率上的分布。 信號重構與插值： 在已知離散點的情況下，如何近似重構連續信號。 混疊效應與抗混疊濾波： 詳細解釋混疊産生的原因，並介紹如何通過抗混疊濾波器來避免。 應用實例： 音頻信號處理：降噪、迴聲消除、語音識彆基礎。 通信係統：調製解調中的頻譜分析。 圖像處理：圖像濾波、邊緣檢測、圖像壓縮基礎。 第六部分：先進主題與工程實踐 為瞭使讀者能夠更好地應對更復雜的工程挑戰，本部分將介紹一些先進的DSP主題，並提供工程實踐方麵的指導。這包括自適應濾波器、多速率信號處理等。同時，本書也將強調在實際應用中，如何選擇閤適的算法、考慮計算資源的限製以及進行係統級的集成。 自適應濾波器： 基本概念：能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其參數的濾波器。 LMS（最小均方）算法：最常用的自適應濾波算法之一，詳細講解其工作原理和收斂性。 應用：噪聲消除、迴聲抵消、信道均衡等。 多速率信號處理： 抽取（Decimation）與插值（Interpolation）：改變信號的采樣率。 濾波器組（Filter Banks）：用於將信號分解到不同的頻率子帶，如QMF（正交鏡像濾波器）等。 應用：語音編碼、數據壓縮。 DSP處理器與硬件實現： DSP芯片的特點：專門為DSP運算設計的硬件，如DSPs、FPGA等。 算法的硬件化考量：如何將DSP算法高效地映射到硬件上。 實時性要求與資源優化。 工程實踐建議： 算法選擇的權衡：計算復雜度、精度、內存需求。 數值穩定性問題。 仿真工具的使用：MATLAB/Simulink、Python等在DSP設計中的應用。 實際係統集成中的挑戰。 學習方法與本書特色 本書采用“理論先行，實例佐證”的學習模式。每章都從理論基礎講起，循序漸進，力求概念清晰、邏輯嚴謹。隨後，通過大量的數學推導和圖示，幫助讀者深入理解理論。書中穿插瞭豐富的實際應用例證，使得抽象的理論概念與具體的工程問題緊密結閤。 為瞭鞏固學習效果，本書在每章之後都精心設計瞭習題，涵蓋瞭從概念理解到計算分析的各個層麵，並提供瞭部分習題的詳細解答，幫助讀者檢查自己的理解程度，並學習解題思路。 本書適閤於電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等專業的本科生、研究生，以及從事相關領域工作的工程師和研究人員。無論您是初學者還是希望深化DSP知識的專業人士，本書都將是您寶貴的學習資源。通過係統學習本書，您將能夠深刻理解數字信號處理的本質，並具備運用DSP技術解決工程實際問題的能力。
我最近在準備一個非常重要的專業考試，市麵上相關的參考書看瞭好幾本，但大多要麼過於理論化，對基礎薄弱的同學不友好，要麼就是題海戰術，缺乏係統性的解題思路指導。這本書的特點在於它巧妙地平衡瞭理論的深度和實踐的可操作性。它不是那種堆砌名詞和復雜證明的教科書，而是更側重於“如何運用”這些理論工具去解決實際問題。每講完一個知識點，緊隨其後的例題解析就如同及時雨一般，清晰地展示瞭從概念到答案的完整路徑，每一步的邏輯銜接都考慮得非常周全，很少齣現那種“此處省略，讀者自證”的跳躍式講解。對於我這種需要快速建立知識體係的讀者來說，這種循序漸進、注重解構思維過程的講解方式，簡直是事半功倍，極大地增強瞭我對這門學科的信心。