普通高等教育电子通信类国家级特色专业系列规划教材：数字信号处理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

门爱东 等 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 国家级特色专业
• 数字通信
• 信号分析
• 滤波算法

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030254153

版次：2

商品编码：11050885

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2009-09-01

用纸：胶版纸

页数：408

字数：606000

正文语种：中文

内容简介

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育电子通信类国家特色专业系列规划教材：数字信号处理（第2版）》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，也是北京邮电大学校级精品课程主干教材，在第一版教材的基础上，增加了新内容，重新整理而成。全书共分7章，主要涉及数字信号处理的三个基本内容：一是对离散信号和离散系统进行表示和分析所必需的基础知识；二是离散傅里叶变换和快速算法及其典型应用；三是数字滤波器的设计和实现（包括结构和字长效应）等。为便于理解，《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育电子通信类国家特色专业系列规划教材：数字信号处理（第2版）》将每章涉及的Matlab内容单独成节，列于每章之后。为帮助学生理解所学内容，每章都配备了难易适中的习题，并在书后提供了部分习题答案，另外，《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育电子通信类国家特色专业系列规划教材：数字信号处理（第2版）》还配有电子课件供任课教师参考。
　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育电子通信类国家特色专业系列规划教材：数字信号处理（第2版）》可作为高等院校工科通信工程、电子信息工程、自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器以及理科电子信息科学与技术等专业的本科生教材，也可供相关专业的技术人员参考。

内页插图

目录

第二版前言
第一版前言
第1章 绪论
1.1 数字信号处理的定义、特点和方法
1.1.1 数字信号定义
1.1.2 数字信号处理的特点
1.1.3 数字信号处理的方法
1.1.4 数字信号处理的应用
1.2 数学预备知识
1.2.1 傅里叶变换的几种形式
1.2.2 常用的模拟信号
习题

第2章 离散时间信号与离散时间系统
2.1 取样和内插
2.1.1 取样
2.1.2 内插
2.2 离散时间信号
2.2.1 常用序列
2.2.2 序列的基本运算
2.3 时域离散系统的基本概念
2.4 离散系统的差分方程描述及信号流图
2.4.1 离散系统的差分方程
2.4.2 信号流图表示
2.5 离散时间信号的傅里叶变换
2.5.1 离散时间信号傅里叶变换的定义
2.5.2 离散信号傅里叶变换对的推导
2.5.3 离散时间信号傅里叶变换的性质
2.5.4 线性非移变系统的频率响应
2.6 Z变换的定义及收敛域
2.6.1 Z变换的定义
2.6.2 Z变换的收敛域
2.7 Z反变换
2.7.1 Z反变换的定义
2.7.2 Z反变换的求解
2.8 Z变换的性质
2.9 一些常用的Z变换对
2.10 Z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系
2.10.1 Z变换与拉普拉斯变换的关系
2.10.2 Z变换与傅里叶变换的关系
2.11离散系统的频域分析
2.11.1 传输函数'
2.11.2 用单边Z变换解线性差分方程
2.11.3 传输函数的零极点
2.11.4 线性非移变因果系统的稳定性
2.11.5 信号流图的转置定理
2.12本章涉及的Matlab函数
习题

第3章 离散傅里叶变换及其快速计算方法
3.1 问题的提出
3.2 DFS及其性质
3.2.1 DFS的定义
3.2.2 DFS的性质
3.3 DFT及其性质
3.3.1 DFT的定义
3.3.2 DFT同Z变换和DTFT间的关系
3.3.3 DFT的性质
3.3.4 DFT变换的应用
3.4 快速傅里叶变换
3.4.1 基2时域抽选算法
3.4.2 基2时域抽选算法的矩阵表示形式
3.4.3 基2频域抽选算法
3.4.4 基4时域抽选算法
3.4.5 IDFT的快速计算方法
3.5 FFT的应用
3.5.1 线性卷积的快速计算
3.5.2 CZT及其快速计算
3.6 DFT相关变换
3.6.1 DCT及其同DFT的关系
3.6.2 DST及其同DFT的关系
3.6.3 小结
3.7 本章涉及的Matlab函数
……

第4章 IIR数字滤波器设计和实现
第5章 FIR数字滤波器设计和实现
第6章 数字信号处理中的有限字长效应
第7章 多抽样率数字信号处理
部分习题答案
参考文献

前言/序言

数字信号处理（第2版） 教材特色与定位 《数字信号处理（第2版）》是普通高等教育电子通信类国家级特色专业系列规划教材的重要组成部分，旨在为电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业学生提供系统、深入的数字信号处理理论与实践指导。本教材紧密结合当前电子通信技术发展的最新动态与行业需求，在继承前版经典内容的基础上，进行了全面更新与深化，特别是在理论阐述的严谨性、算法应用的广泛性以及工程实践的指导性方面，均达到了新的高度。 教材的编写团队由一批在数字信号处理领域享有盛誉的资深教授和青年学者组成，他们不仅在学术研究上成就卓著，更具备丰富的教学经验和工程实践背景。教材内容力求科学严谨，逻辑清晰，语言精练，便于读者理解和掌握。同时，教材注重理论与实践的结合，通过丰富的实例分析和习题设计，帮助读者将所学知识应用于实际工程问题。 国家级特色专业系列规划教材的定位，意味着本教材不仅具备了扎实的学术根基和前沿的专业视角，更承载着推动国家电子通信类专业教育发展的重要使命。它将成为培养具有创新能力和工程实践能力的高素质人才的有力支撑。 主要内容纲要 本教材内容涵盖了数字信号处理的核心概念、理论方法和关键技术，并为读者构建了由浅入深、循序渐进的学习路径。 第一部分：数字信号处理基础 绪论： 信号与系统的基本概念，包括连续时间信号与离散时间信号。 模拟信号与数字信号的转换过程：采样、量化与编码。 数字信号处理在现代科技中的重要作用和应用领域，如通信、音频、图像、医疗、金融等。 教材的整体结构和学习建议。 离散时间信号与系统： 离散时间信号： 周期信号、非周期信号、指数信号、正弦信号、单位冲激信号、单位阶跃信号及其性质。 离散时间系统： 系统的基本性质（线性、时不变、因果性、稳定性）。 卷积： 线性时不变（LTI）系统的时域分析，全卷积和有限长卷积。 系统函数与差分方程： 离散时间系统的表示方法，系统函数在描述系统特性中的作用。 傅里叶分析： 离散时间傅里叶变换 (DTFT)： 将离散时间信号分解为连续频率分量的频谱分析方法。 傅里叶级数 (DFS)： 周期离散时间信号的频谱分析。 傅里叶变换性质： 线性、时移、频移、尺度变换、微分、积分、卷积等性质的推导与应用。 帕塞瓦尔定理： 信号能量与功率在频域的表示。 应用实例： 信号频谱分析、系统频率响应分析。 第二部分：离散傅里叶变换 (DFT) 与快速傅里叶变换 (FFT) 离散傅里叶变换 (DFT)： DFT 的定义、性质和计算。 DFT 在信号分析和系统分析中的作用。 DFT 在工程计算中的局限性（计算量大）。 快速傅里叶变换 (FFT)： FFT 的基本思想：利用序列的对称性减少计算量。 常用的 FFT 算法：按时间抽选的蝶形算法（Cooley-Tukey 算法）和按频率抽选的蝶形算法。 DFT 算法的复杂度分析与 FFT 的优势。 FFT 在实际工程中的应用：频谱分析、卷积计算、相关计算等。 周期信号的 DFT： 对周期信号进行 DFT 计算时的注意事项。 DFT 的应用： 使用 DFT 进行频谱分析。 通过 FFT 加速线性卷积和循环卷积的计算。 第三部分：数字滤波器的设计与实现 数字滤波器的基本概念： 滤波器的作用：去除噪声、提取有用信息、信号整形等。 滤波器分类：按频率响应（低通、高通、带通、带阻）、按系统特性（FIR、IIR）。 理想滤波器与实际滤波器的比较。 无限冲激响应 (IIR) 滤波器设计： IIR 滤波器基本原理： 利用反馈实现无限长度的冲激响应。 模拟滤波器原型： Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic 等滤波器的幅频特性和相频特性。 模拟域到数字域的变换： 双线性变换法、脉冲不变法等。 IIR 滤波器设计步骤： 确定技术指标，选择模拟滤波器原型，进行频率变换，转换为数字域，选择级联结构或直接结构。 IIR 滤波器的实现： 差分方程的表示，直接型、级联型、并联型结构。 IIR 滤波器的优缺点： 阶数低、计算量小；但相位特性不理想，容易不稳定。 有限冲激响应 (FIR) 滤波器设计： FIR 滤波器基本原理： 仅利用前馈实现有限长度的冲激响应。 FIR 滤波器的优点： 容易设计，线性相位特性，稳定性好。 FIR 滤波器的缺点： 设计相同的幅频响应需要更高的阶数，计算量相对较大。 FIR 滤波器设计方法： 窗函数法： 矩形窗、Hanning 窗、Hamming 窗、Blackman 窗等，不同窗函数的特性和选择。 频率采样法： 直接根据希望的频率响应进行设计。 最优逼近法 (Parks-McClellan 算法)： 最小均方误差设计，偶次对称和奇次对称系数的 FIR 滤波器。 FIR 滤波器的实现： 卷积方程的表示，直接型结构。 滤波器性能指标： 通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位失真等。 滤波器设计实例： 针对具体应用场景进行 IIR 和 FIR 滤波器的设计与比较。 第四部分：多速率信号处理 多速率信号处理基本概念： 信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）操作。 抽取器和插值器的工作原理。 多速率信号处理的理论： 抽取和插值过程中的频率混叠和延迟问题。 理想抽取器和插值器。 多速率滤波器的设计。 多速率信号处理的应用： 信号压缩： 例如在音频编码中。 数据率转换： 适应不同采样率的系统。 语音信号处理： 变速率语音合成与识别。 图像处理： 图像缩放与处理。 第五部分：随机信号处理 随机信号的统计特性： 均值、方差、自相关函数、互相关函数。 功率谱密度 (PSD) 和互功率谱密度 (CPSD)。 平稳随机过程。 谱估计方法： 经典谱估计： 周期图法、改良周期图法。 现代谱估计： 参数模型法（AR 模型、MA 模型、ARMA 模型）、非参数模型法。 维纳滤波器： 线性最小均方误差 (LMS) 估计。 最优线性滤波器： 最小化均方误差。 应用： 噪声消除、信号预测。 自适应滤波器： 基本原理： 滤波器系数随输入信号的变化而调整。 LMS 算法： 简单的自适应滤波器算法。 RLS 算法： 递推最小二乘算法，收敛速度更快。 应用： 回声消除、噪声抑制、信道均衡。 第六部分：算法实现与工程应用 DSP 处理器简介： TMS320 系列、ARM 系列等主流 DSP 处理器架构。 DSP 处理器指令集和优化技巧。 常用 DSP 算法的实现： FFT 算法的硬件实现。 FIR/IIR 滤波器在 DSP 上的高效实现。 自适应滤波器算法的硬件实现。 实际工程案例分析： 通信系统中的信号处理： 调制解调、信道编码、均衡等。 音频信号处理： 音频编解码、音频效果处理。 图像与视频处理： 图像增强、特征提取、视频压缩。 生物医学信号处理： 心电图、脑电图信号分析。 学习目标与能力培养 通过本教材的学习，学生将能够： 1. 掌握数字信号处理的基本理论和核心概念： 理解离散时间信号与系统的基本性质，熟练掌握傅里叶分析、Z 变换等数学工具。 2. 理解和应用离散傅里叶变换 (DFT) 和快速傅里叶变换 (FFT)： 能够利用 FFT 实现高效的频谱分析和卷积计算。 3. 掌握数字滤波器设计的方法和原理： 能够根据技术指标，设计满足要求的 IIR 和 FIR 滤波器，并理解其实现方式。 4. 了解多速率信号处理和随机信号处理的基本概念和应用： 能够初步理解和应用多速率信号处理技术，并掌握随机信号的基本统计特性和谱估计方法。 5. 熟悉常用 DSP 算法的工程实现： 了解 DSP 处理器的工作原理，能够将理论算法转化为实际的工程实现。 6. 培养分析和解决实际工程问题的能力： 通过丰富的案例分析，能够运用数字信号处理的知识解决通信、音频、图像等领域的实际问题。 7. 提升自主学习和创新能力： 鼓励学生进一步深入研究相关领域，为未来的学术研究和工程实践奠定坚实基础。 适用对象 本教材主要面向以下群体： 普通高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生和研究生。 从事电子通信、信号处理、自动控制等相关领域的工程技术人员。 对数字信号处理感兴趣的科研人员和自学者。 总结 《数字信号处理（第2版）》作为国家级特色专业系列规划教材，以其内容的系统性、理论的严谨性、方法的先进性以及实践的指导性，将成为电子通信类专业学生和从业人员学习和工作中不可或缺的参考书。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解数字信号处理的精髓，并具备运用相关技术解决复杂工程问题的能力，为我国电子信息产业的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触数字信号处理的在校研究生，一开始对这个领域感到有些畏惧，因为理论公式实在太多太抽象了。然而，当我拿到这本《数字信号处理（第2版）》时，我的看法完全改变了。书中的讲解非常“接地气”，并没有一上来就抛出大量枯燥的数学公式。而是从最基础的概念入手，例如采样定理、量化误差等等，用通俗易懂的语言进行解释，并辅以大量形象的比喻和生活中的例子。例如，在讲解傅里叶变换时，书中用声音的频谱分析来类比，让我一下子就明白了其核心思想。更重要的是，书中提供了大量的代码示例，涵盖了MATLAB、Python等主流的编程语言，这让我能够立刻动手实践，将学到的知识转化为可执行的代码，极大地提升了我的学习兴趣和效率。不再是纸上谈兵，而是真正地“玩”转数字信号处理。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电子通信领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找一本能够系统梳理数字信号处理核心概念并兼顾实际应用的参考书。这本《数字信号处理（第2版）》恰好满足了我的需求。它并没有停留在理论的海洋里，而是紧密结合了实际工程中的案例。书中对各种滤波器设计方法的讲解，不仅阐述了其数学原理，还深入分析了在不同应用场景下（如音频处理、图像压缩等）的优劣，并给出了具体的实现建议。特别是对于一些新兴的信号处理技术，如自适应滤波、小波变换等，书中也进行了比较深入的探讨，并引用了最新的研究成果，这对于保持技术前沿性非常有帮助。我尤其欣赏其中对于算法效率和计算复杂度的分析，这在资源受限的嵌入式系统开发中至关重要。这本书的深度和广度都相当可观，对于希望将理论知识转化为实际生产力的从业者而言，无疑是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常合理，逻辑清晰，层层递进，非常适合作为一本系统学习数字信号处理的教材。从基础的采样定理、离散傅里叶变换，到滤波器设计、FFT算法，再到更高级的自适应信号处理和多速率信号处理，内容覆盖全面且深入。章节之间的过渡自然，概念的引入和发展循序渐进，即使是初学者也能在作者的引导下逐步掌握核心知识。每一章的学习目标都明确，并在章节末提供了高质量的习题，这些习题不仅能够帮助巩固课堂知识，还能拓展思路，激发进一步的学习兴趣。我特别欣赏的是，书中对于一些核心概念的解释，都力求做到概念清晰、推导严谨，并且辅以大量的图示和实例，这使得抽象的数学理论变得生动易懂，大大提高了学习效率。总体而言，这本书为我构建了一个扎实的数字信号处理知识体系。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我深刻体会到了作者在教学方法上的独具匠心。不同于市面上很多只强调数学推导而忽略直观理解的教材，《数字信号处理（第2版）》巧妙地将理论知识与工程实践紧密结合。书中对于各种算法的介绍，并非简单的公式堆砌，而是先从直观的角度阐述其解决问题的思路，再逐步深入到数学模型和推导过程。这种“先易后难，由浅入深”的教学模式，极大地降低了学习门槛，让原本复杂的概念变得清晰易懂。而且，书中对于一些关键算法的优缺点、适用范围以及在实际应用中可能遇到的问题，都进行了详尽的分析和讨论，这对于培养学生的批判性思维和工程实践能力非常有益。我尤其喜欢书中对一些经典的数字信号处理系统（如FFT算法、LMS自适应滤波器等）的深入剖析，这让我能够更深刻地理解它们的工作原理和工程意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量堪称业界良心，纸张厚实，不易洇墨，排版清晰，字体大小适中，长时间阅读也不会感到疲劳。封面设计简洁大气，虽然不是那种华丽的风格，但透着一股扎实的学术气息，很符合一本专业教材的定位。装订牢固，即使是翻阅率很高的章节，也没有出现散页的迹象，这点对于经常在图书馆或实验室翻阅教材的学生来说，无疑是个福音。书本的尺寸也设计得恰到好处，既不会过大难以携带，也不会过小而牺牲阅读体验。而且，我注意到书中一些关键公式和定理的推导过程，都经过了反复的斟酌和优化，逻辑严谨，层层递进，非常适合初学者循序渐进地理解。即使是有些抽象的概念，通过书中精心绘制的图示，也变得生动形象，大大降低了学习的难度。总而言之，从硬件到软件，这本书都展现出一种对细节的极致追求，让人感受到编著者和出版方对知识传播的认真态度。

评分☆☆☆☆☆

3.6 DFT相关变换

评分☆☆☆☆☆

2.6.2 Z变换的收敛域

评分☆☆☆☆☆

2.5 离散时间信号的傅里叶变换

评分☆☆☆☆☆

2.9 一些常用的Z变换对

评分☆☆☆☆☆

2.9 一些常用的Z变换对

评分☆☆☆☆☆

2.1 取样和内插

评分☆☆☆☆☆

3.4.1 基2时域抽选算法

评分☆☆☆☆☆

买书、读书、藏书，对我来说是一个幸福的过程。我的书都是在京东买的。 以前有“书非借不能读也”的说法，到我这里就变成 “书非买不能读也”了，在今天这个书价飙升的时代，买书已成为了一种很“奢侈”的消费行为，很多人宁愿在网络上读电子图书，也不愿意花这个“冤枉钱”。但是我却一直保持买书的“奢侈”习惯，我喜欢在书店里淘书带来的乐趣，更喜欢把买来的书捧在手中任意找一个时间来细读品味，思随书动，灵随书行，那种恬静、惬意的感觉是任何事情也比不了的。 从最初的《读者》、《散文诗》、《青年文摘》等一些期刊的订购，到现在的诗歌散文、随笔小说、文史哲类的书籍，总之都是些人文类的，买书十几年下来豁然发现自己的书柜已多达六七百册了。男人买书犹如女人上街买衣服，不光是注重样式更注重质量，如果遇到一本品质高、内容丰富，很符合口味的书就像如获至宝一样。 我是从来不买盗版书的，这也是真正读书人应该具备的原则，但我也很少去一些综合性的大书店买书。太阳城里的“龙媒书店”我隔三差五就要去转一圈，那里主要经营的是文学类的书籍，书店虽然小但是文化氛围比较好，见到爱不释手的好书就急忙买下来。我还喜欢逛一些大学附近的小书店，无论走到那个地方，我首先想去的就是这个城市的书店，临近大学的更要去，因为那样的书店不乏青春的气息，在那里更容易找到有激情、有深度甚至是有些批判性质的书籍。 书买回来自然是需要读的，但是渐渐的我发现，读书的速度往往是赶不上买书的速度，直到现在书橱里依然有好几套书还没有与我有过“亲密接触”，有时候越放越不想读了，面对这样的书，自己心里也很愧疚与自责，怪自己当初就不应该草率的买回来，又对人家置之不理。好在我的书八成是都读过的，不然买书只是为了摆设，那就真成为附庸风雅的人了。 读书可以分两种，一种是读有实用性的书，多是为了应付考试的那种；另一种是只为慰藉心灵，寻得精神享受的书，而我说的读书是指后一种的闲书。喜欢读书的人，一定把读书当成一种兴趣与习惯，他也一定是一个乐读者，如果三日不读书就衍生日子苍白，心灵空虚、知识匮乏之感，如同吸烟者犯了烟瘾般的痛苦。 读书可以净化心灵，亦可改变人生。这里我还要说一个观点，那就是读书人往往一味的追求精神的富足，而忽视了身体的健康。“读书养心，锻炼强体”，因此我希望大家不要因为读书而忽视了身体的健康，如今的很多近视、腰椎、颈椎不好的病都是因为上学时候长久不良的坐姿引发的。古人云“读万卷书，行万里路”，只读书不行走，真的是人把书读死了，甚至会造成书把人读死。 最后说说藏书。喜欢书的人都是求书欲极强的人，他们总喜欢把喜欢的书占为己有，因此收藏书自然成为读书人爱书、恋书的一种嗜好。看着自己多年积累的书籍犹如金屋藏娇，夜阑人静目视他们仿佛是在与自己昔日的情人对话，挽手相伴遨游在浩瀚的知识海洋，有震撼更有一种内心的满足与幸福。 但是书只放在书橱上是一种形式，藏在内心里，藏在脑海中，然后运用于工作、生活才能称得上是真正的藏书。说白了藏书其实就是在储备知识与快乐，书应该是越读越薄的，把从书中得来的越来越多知识合理的释放出来，才是我们买书、读书、藏书的真实目的。 朋友们！其实生活本身就是一本书，一本无形而博大的书，一本丰富而耐读的书，这本书同样需要我们用精力去购买，用心智去品读，最后用记忆来久久珍藏。

评分☆☆☆☆☆

1.2.2 常用的模拟信号