数字信号处理实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

赵知劲 等 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 实验
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• DSP
• 算法
• 工程实践
• 高等教育

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308052429

版次：1

商品编码：10648774

包装：平装

出版时间：2007-03-01

用纸：胶版纸

页数：187

字数：320000

内容简介

《数字信号处理实验》在简单介绍MATLAB语言及数字信号处理工具箱中的相应函数、CCS软件平台使用及
TMS320C54x DSP芯片的基础上，共安排了18个实验。基于MATLAB的实验内容涵盖了离散时间系统的时域特性分析、离散系统频率响应和零极点分布、验证取样定理、线性卷积与圆周卷积的计算、应用FFT实现信号频谱分析、利用FFT实现快速卷积、用双线性变换法设计IIR数字滤波器、用窗口法设计FIR数字滤波器、用频率采样法设计FIR数字滤波器、IIR和FIR数字滤波器过滤信号的实现及比较、自适应数字陷波滤波器设计、应用线性预测参数法的语音合成。基于CCS的实验内容涵盖了数字振荡器设计、DTMF信号产生与检测、FIR数字滤波器的C54x实现、IIR数字滤波器的C54x实现、FFT的C54x实现、单边带调制系统的C54x实现等。每个实验都附有相应的举例程序。
《数字信号处理实验》可作为电子信息类专业的实验指导书，鉴于数字技术的应用日益广泛，个别部分稍作调整或补充，就能为更多专业所使用。

目录

上篇 基于MATLAB的数字信号处理实验
MATLAB简介
实验1 离散时间系统的时域特性分析
实验2 离散系统频率响应和零极点分布
实验3 验证取样定理
实验4 线性卷积与圆周卷积的计算
实验5 应用FFT实现信号频谱分析
实验6 利用FFT实现快速卷积
实验7 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
实验8 用窗口法设计FIR数字滤波器
实验9 用频率取样法设计FIR数字滤波器
实验10 IlR和FIR数字滤波器过滤信号的实现及比较
实验11 自适应数字陷波滤波器设计
实验12 应用线性预测参数法的语音合成

下篇 基于CCS的数字信号处理实验
DSP集成开发环境——CCS软件简介
TMS320C54x芯片简介
实验13 数字振荡器设计
实验14 DTMF信号产生与检测
实验15 FIR数字滤波器的C54x实现
实验16 IIR数字滤波器的C54x实现
实验17 FFT的C54x实现
实验18 单边带调制系统的C54x实现
附录 TMs320C54x指令系统一览表（按指令字母顺序）
参考文献

前言/序言

《信号的奥秘：从模拟世界到数字疆域的探索之旅》 这是一个关于信号的故事，一个跨越时空、融合理论与实践的探索旅程。我们生活在一个充满信号的世界里，从微弱的耳语到浩瀚的宇宙射线，从跳动的心脏到流动的电流，无不传递着信息。然而，这些原始的信号往往复杂、嘈杂，甚至难以理解。本书旨在揭示信号的本质，引领读者穿越模拟的海洋，抵达数字的彼岸，掌握驾驭信号、解析信息、创造未来的关键能力。 第一篇：初识信号——模拟世界的脉搏 在进入精妙的数字处理领域之前，我们首先需要理解信号的基石——模拟信号。想象一下，一个画家如何用色彩和笔触描绘出世界的万象？模拟信号便是如此，它以连续的、可变的方式承载信息，如同声音的波形起伏，光线的明暗变化，或是温度的悄然升温。 我们将从信号的基本概念入手，探讨其核心属性：幅度（振幅）——信号的强度，如同声音的大小；频率——信号的快慢，决定了音调的高低；相位——信号的起点，影响着波形的位置。通过这些基本属性，我们可以初步理解不同信号之间的差异。 本书将深入剖析几种典型的模拟信号，如正弦信号，它是自然界中最基本的周期性信号，是构建复杂信号的“原子”；方波信号，在数字电路中扮演着至关重要的角色，代表着“开”与“关”的切换；以及脉冲信号，作为信息传输的瞬时载体。理解这些基本信号的特性，将为后续的学习奠定坚实的基础。 更进一步，我们将探讨信号的组合与分解。就像一首交响乐由无数个音符构成，一个复杂的信号也可以被分解为一系列简单的信号。傅里叶级数和傅里叶变换便是实现这一分解的强大工具。我们将直观地理解，任何周期性信号都可以看作是不同频率的正弦波叠加而成，而非周期性信号则可以通过傅里叶变换转换为其在频域上的表现形式。这如同给信号拍了一张“X光片”，让我们能够看到隐藏在时间维度下的频率构成，从而揭示信号的内在结构和能量分布。 我们还将关注信号在传输过程中遇到的挑战：噪声。环境的干扰、设备的限制，都会给信号带来杂乱无章的成分，使得原始信息失真。理解噪声的来源、类型（如高斯噪声、周期性噪声）及其对信号的影响，是后续信号处理的关键一步。 第二篇：数字之变——从连续到离散的飞跃 模拟信号的连续性在信息处理和存储方面存在固有缺陷。对细微变化的敏感性使其容易受到噪声干扰，而精确地存储和传输连续值也面临巨大挑战。数字信号的诞生，便是为了克服这些瓶颈。 本篇将引导读者完成从模拟信号到数字信号的转变。首先是采样，这一过程如同将连续的画面分割成一个个瞬间的帧。我们将深入理解采样定理，即奈奎斯特-香农采样定理，它告诉我们，为了无损地恢复原始信号，采样频率必须是信号最高频率的两倍以上。我们将通过实例，直观感受采样频率不足时造成的“混叠”现象，即高频成分被错误地解读为低频成分，导致信息失真。 紧接着是量化，这是将连续的幅度值映射到有限个离散电平的过程。如同将尺子上的无限刻度简化为有限的标记。我们将探讨量化误差，这是由于将连续值近似为离散值而引入的误差，并分析不同的量化方式（如均匀量化、非均匀量化）如何影响量化精度。 最后是编码，将量化后的离散值转换为二进制数字码。这是计算机能够理解和处理信号的语言。我们将理解二进制表示法，以及如何将模拟信号的采样和量化结果转化为一串串0和1。 通过采样、量化和编码，模拟信号被转化为数字信号，展现出前所未有的优势：抗干扰能力强、易于存储和传输、便于进行复杂的运算和处理。本书将通过图示和比喻，帮助读者清晰地理解这一关键的转化过程。 第三篇：信号的重塑——数字信号处理的核心技法 一旦信号被转化为数字形式，我们便拥有了强大的工具来对其进行分析、增强和提取信息。本篇将聚焦于数字信号处理的核心技法，这是本书的重头戏。 我们将从离散时间信号和离散时间系统的基本概念开始。离散时间信号是数字信号的直接表示，而离散时间系统则是处理这些信号的“机器”。我们将学习如何用差分方程来描述这些系统，并理解系统的基本特性，如线性、时不变性。 滤波是信号处理中最基本也是最重要的技术之一。滤波器如同一个“筛子”，可以允许特定频率的信号通过，同时阻止其他频率的信号。我们将详细介绍不同类型的数字滤波器： 低通滤波器：允许低频信号通过，阻止高频信号，常用于去除高频噪声，平滑信号。 高通滤波器：允许高频信号通过，阻止低频信号，用于突出信号的快速变化。 带通滤波器：允许特定频带内的信号通过，其他频带的信号被阻止，用于提取特定频率成分。 带阻滤波器：阻止特定频带内的信号，允许其他频带信号通过，常用于消除特定干扰频率。 我们将深入理解滤波器的设计原理，包括FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器，探讨它们各自的优缺点以及设计方法。通过对滤波器的深入学习，读者将掌握去除噪声、分离信号、增强特征等关键技能。 除了滤波，我们还将探讨其他重要的信号处理技术： 卷积：这是描述线性时不变系统输出与输入之间关系的数学运算。我们将理解卷积的物理意义，并学习如何计算和应用卷积，以预测系统对信号的响应。 相关：用于衡量两个信号之间的相似性。我们将学习如何计算自相关（衡量信号与自身相似性，可用于周期性检测）和互相关（衡量两个不同信号之间的相似性，可用于信号匹配和时延估计）。 离散傅里叶变换（DFT）：这是将离散时间信号从时域转换到频域的数学工具。我们将理解DFT的原理，并学习如何通过DFT分析信号的频谱特性，识别信号中的不同频率成分。快速傅里叶变换（FFT）作为DFT的高效算法，也将被重点介绍。 第四篇：信号的应用——穿越现实世界的挑战 理论的学习最终是为了解决实际问题。本篇将展示数字信号处理在现实世界中的广泛应用，让读者看到这些技术如何改变我们的生活。 我们将以几个典型的应用场景为例： 音频信号处理：从MP3压缩到语音识别，再到音乐特效制作，数字信号处理在音频领域扮演着核心角色。我们将探讨如何通过降噪技术改善音频质量，如何通过编码技术减小音频文件大小，以及语音信号的特征提取如何实现语音识别。 图像信号处理：我们每天接触到的数字照片、高清电视，都离不开图像信号处理。我们将学习如何对图像进行滤波以增强细节或消除噪声，如何进行图像压缩以减小存储空间，以及边缘检测、特征提取等技术在图像识别中的应用。 通信系统：现代通信，从手机通话到互联网数据传输，都依赖于高效的数字信号处理。我们将了解调制解调技术如何将信息编码到载波上进行传输，以及信道编码如何提高通信的可靠性。 生物医学信号处理：心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物医学信号的分析，为疾病诊断提供了重要依据。我们将探讨如何利用数字信号处理技术从这些复杂信号中提取关键信息。 通过对这些应用的深入剖析，读者将能够将所学的理论知识与实际应用相结合，理解数字信号处理的强大力量，并激发进一步探索的兴趣。 结语：通往数字未来的钥匙 《信号的奥秘：从模拟世界到数字疆域的探索之旅》不仅仅是一本技术书籍，它更是一次思维的启迪，一次对信息本质的深刻洞察。通过循序渐进的学习，读者将能够掌握从理解模拟信号的连续脉搏，到驾驭数字信号的精准律动，再到运用各种数字处理技法解决实际问题的能力。 这不仅仅是关于数字信号处理的知识，更是关于如何理解、解析和利用我们周围世界中的信息。这本书将是你通往数字未来的一把关键钥匙，让你能够在这个信息爆炸的时代，洞察本质，把握机遇，创造无限可能。

评分☆☆☆☆☆

思路清晰，但可操作性有待商榷 这本书的整体框架和内容组织给我留下了深刻的印象。作者对于数字信号处理的各个关键概念，例如卷积、相关、自相关和互相关等，都进行了逻辑清晰的梳理和讲解，使得初学者能够循序渐进地建立起对这些核心概念的理解。我尤其欣赏书中在介绍信号的分类（周期、非周期、稳定、非稳定）时，所采用的类比和图示，这极大地帮助了我可视化这些抽象的概念。在一些章节中，作者还尝试将理论与实际应用联系起来，例如在介绍噪声抑制时，提到了在音频处理中的应用。然而，当我尝试将书中的理论知识转化为实际操作时，却遇到了不少挑战。书中提供的实验项目，虽然很有意义，但很多实验的步骤描述得过于简洁，甚至有些步骤语焉不详。例如，在某个实验中，需要对信号进行分帧和加窗，但书中关于窗函数选择和参数设置的指导，实在是太少了，让我无从下手。我尝试着参考其他资料，但又担心偏离这本书的教学思路。希望这本书在后续的修订中，能够提供更详细的实验指导，包括详细的参数解释、多种实现方式的对比，以及对实验结果的深入分析，这样才能真正帮助读者将理论知识转化为实践能力。

评分☆☆☆☆☆

启发思考，但细节不足以实践 这本书最让我赞赏的一点是，它不仅仅是知识的堆砌，更重要的是它能够激发读者深入思考。在介绍诸如自适应滤波、谱估计等进阶主题时，作者并没有直接给出“标准答案”，而是通过提出问题、引导分析，鼓励读者自己去探索可能的解决方案。这种启发式的教学方法，对于培养独立解决问题的能力非常有益。书中对于一些数学原理的解释，也往往能够从不同的角度切入，帮助读者打破思维定势。然而，在实际动手操作层面，这本书却显得有些“空中楼阁”。例如，在介绍谱减法进行噪声去除时，书中只是给出了一个大致的流程，但对于如何选取合适的短时傅里叶变换（STFT）的窗口长度、重叠率，以及如何设置阈值等关键参数，却鲜有详细的论述。我尝试着根据书中的思路去实现，但几次尝试的结果都不尽如人意。这让我感到，虽然书本提供了一个思考的方向，但如果没有更具体的指导和示范，我很难真正将这些思路转化为有效的工程实践。我期待这本书能够补充更多关于参数选择的理论依据和实际案例，让读者不仅能理解“为什么”，更能知道“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

理论扎实，实操略显仓促 这本书最让我印象深刻的是其理论部分的严谨性。作者在讲解诸如采样定理、奈奎斯奎特准则以及各种滤波器（FIR, IIR）的设计原理时，逻辑清晰，推导严密，引用的公式和定理也都准确无误。对于我这种希望深入理解数字信号处理背后原理的读者来说，这一点非常宝贵。书中对于各种变换（Z变换、离散傅里叶变换）的数学推导，也做得相当到位，让我能够更透彻地理解它们是如何将时域信号转换到频域，以及它们在信号分析中的关键作用。然而，当进入实验章节时，这种扎实的理论基础似乎并没有得到充分的体现。实验环节的描述，在我看来，有点过于“点到为止”了。例如，在设计一个实际的滤波器时，书中只是给出了几个关键的函数调用，却没有详细解释这些函数背后的具体实现逻辑，也没有给出足够多的参数调整的示例，让我不知道如何根据不同的信号特性来优化滤波器。此外，书中提供的部分实验代码，虽然可以运行，但在可读性和效率方面还有提升的空间，有时需要我花费不少时间去理解其意图。总的来说，这本书在夯实理论基石方面做得相当不错，但如果能在实验操作的细节上再多下功夫，提供更贴近实际应用场景的案例和更详尽的代码注释，那将是一本更完美的教材。

评分☆☆☆☆☆

内容丰富，但面向初学者不够友好 从内容的广度来看，这本书确实涵盖了数字信号处理的许多重要领域，从基础的采样和量化，到滤波器设计、变换域分析，再到更高级的自适应滤波和谱估计，几乎囊括了课程教学的大部分重点。对于想要对数字信号处理有一个全面了解的读者来说，这本书的框架设计是值得肯定的。书中也穿插了一些实际应用的案例，例如在音频信号压缩和图像去噪方面的介绍，这使得理论知识显得更加生动。然而，对于我这样一名初学者来说，这本书的阅读门槛并不低。很多概念的引入，似乎是建立在读者已经具备一定数学基础和信号处理背景的假设之上，缺少了必要的铺垫和基础知识回顾。例如，在介绍FFT（快速傅里叶变换）时，书中直接给出了算法的伪代码，却没有详细解释其背后的原理，以及它与DFT（离散傅里叶变换）的关系，这让我感到有些困惑。同样，在实验部分，虽然提供了代码，但很多代码的注释非常少，变量命名也比较随意，这使得理解和修改代码变得十分困难。总而言之，这本书内容是丰富的，但如果能针对初学者，在基础概念的讲解上更细致一些，在代码的注释和可读性上再做改进，那将是一本更加适合入门的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

初见惊艳，但深感不足 这本书的封面设计相当吸引人，简洁而富有科技感，一下子就抓住了我的眼球。迫不及待地翻开，目录的编排也显得颇具条理，感觉内容应该会很全面。我特别期待书中关于傅里叶变换在图像处理中的应用，以及小波变换的实际操作演示。然而，当我深入阅读到其中几个章节时，不禁感到一丝失望。虽然理论部分的讲解还算清晰，但具体的实验步骤和代码实现却显得过于笼统，很多细节被省略了，这对于初学者来说，上手难度大大增加。我尝试着按照书中的指导搭建环境，但很多地方都遇到了意想不到的困难，不得不花费大量时间去查阅其他资料。书中提供的实验数据量也比较有限，无法进行更深入的分析和探索。更令人遗憾的是，关于实验结果的分析和讨论部分，也仅仅是泛泛而谈，缺乏针对性和深度，没有给我提供太多启发性的见解。总的来说，这本书像是一个宏伟蓝图的草稿，勾勒出了数字信号处理的广阔天地，但却没有提供足够细致的施工图，让我这个渴望动手实践的读者，在实际操作中感到力不从心。