基本信息
书名:数字信号处理教程(第四版)——经典版
定价:49.5元
作者:程佩青著
出版社:清华大学出版社
出版日期:2015-08-01
ISBN:9787302405719
字数:819000
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
近年来,数字信号处理的理论得到快速发展,其应用领域也日益广泛。作为电子信息类专业重要的专业基础课程,数字信号处理的学科内容在不断充实和完善,从而推动教材内容也随之进行充实和更新。
本书历经多个版本,受到广大读者的认可,被众多高校采用作为教材。为适应学科发展,结合教学实践,且参考一些国内外教材,作者充实了教材内容,完善了表达方式,改进了教材的可读性,更便于自学,充实了例题和习题,更加实用。
本书特色:
(1)在编写方式上做了全面及重大的改变,即在全书都采用将内容分条目的论述方式,使得脉络更加清晰; 对基础理论、概念及基本分析方法又加注了“学习重点”的提示。使读者在学习时感到更加顺畅,更容易掌握内容。
(2)对每章内容,分别作了归纳、补充、整理、改动,使得其内容更加充实、完整,论述更加流畅、透彻。
(3)增加了大量例题,覆盖面更广,凡是设计方面的内容,都有一个或多个例题,这对理解、消化和掌握课程内容,掌握分析和设计方法都很有助益。
(4)适应教材内容的充实和完善,各章习题都有一定的改动和补充,补充了一些必须用MATLAB来实现的习题。提供给读者更多的练习机会和选择余地。
内容提要
本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法、设计。全书共9章,包括四个部分。部分是离散时间信号(序列)与系统的时域、频域的分析,包括第1、2章的内容; 第二部分是离散傅里叶变换及其快速算法,包括第3、4章的内容; 第三部分是IIR及FIR数字滤波器的理论、结构与算法,包括第5~7章的内容; 第四部分是多抽样数字信号处理的基础理论以及数字滤波器实现中的有限字长效应,包括第8、9章的内容。
本书以条目式方法论述,条理清晰,内容充实,讨论全面,深入浅出,并有大量的例题和习题,便于教学,便于自学。
本书可作为大学本专科院校通信工程、信息工程、电子信息工程、自动控制等专业的教材,也可供从事这些专业及相近的理工科专业的科学研究和工程技术人员作为参考书。
目录
作者介绍
程佩青 北京信息科技大学原电子技术与通信系主任。1958年毕业于清华大学无线电系“无线电技术”专业。1956—1986年在清华大学无线电系(无线电电子学系)、电子系工作。1986年到北京信息工程学院(现北京信息科技大学)创建通信工程系(后改名电子技术与通信系)并任系主任。长期从事通信、信号与信息处理的教学和科研工作。讲授过无线电基础、高频电子线路、数字滤波器、数字信号处理、电视接收机原理、数字信号处理(二)(选修)等课程。给清华大学、中国科技大学研究生院、北京广播学院(现中国传媒大学)的研究生多次讲数字信号处理原理与应用(二)(统计信号处理为主)课程。著有《信息与系统(合编)》、《数字滤波与快速傅里叶变换》、《数字信号处理教程(一、二、三版)》(此书被评为校教材)、《数字信号处理分析与解答》、《晶体管电视机原理(合著)》、《高频电子线路》等教材。译有《多维数字信号处理(合译)》等4种著作。参与研发的“SCA-4数据传输机”曾获国防科委奖。
文摘
序言
随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展,数字信号处理已成为各大专院校相关专业的专业基础必修课程。作者所著《数字信号处理教程》多年来被许多高校采用,受到读者认可。为使教材内容更加充实完善,表达方式更便于教学,便于自学,便于掌握和应用,作者决定对第三版教材进行修订和改写,形成本教材——第四版(经典版)。作者认为数字信号处理课程的核心内容应是“一个基础,两个支柱”,一个基础是离散时间信号与离散时间系统的时域与频域的分析,两个支柱是离散傅里叶变换及其快速算法以及数字滤波器的理论和设计。本书的指导思想是围绕这个核心内容,对第三版教材进行充实和补充。具体修改如下:
1. 重要的是在编写方式上做了全面及重大的改变,即在全书的论述中都采用将内容分条目(1,2,…)的论述方式,使得脉络更加清晰; 同时,对以基础理论、概念及基本分析方法为主的前5章又加注了“学习重点”的提示。这样的处理方式,可使读者在学习(包括自学)时感到更加顺畅,更容易掌握内容。
2. 对每章内容,尤其是对核心部分的三章(第3,6,7章)内容,都按上述核心内容要求,分别作了归纳、补充、整理、改动,使得其内容更加充实、完整,论述更加流畅、透彻。
(1) 第1章离散时间信号与系统。补充了相关性及其计算方法的内容,同时重点讨论了线性卷积和线性相关,并分别用一小节来论述;增加了利用向量�渤朔ń�行有限长序列卷积计算的内容,这极有利于编程运算; 重点讨论了数字频率ω这一基本概念; 增加带通信号的抽样一小节; 增加了能量信号与功率信号的描述。
(2) 第2章z变换与离散时间傅里叶变换(DTFT)。补充了单边z变换下的移位,同时增加了利用z变换求解差分方程一小节,讨论了利用单边z变换求系统的零输入响应、零输入状态;改写了傅里叶变换的对称性,使读者理解时变得更为流畅; 对模拟信号、理想抽样、信号、序列及它们的频率域、复频率域(s域、z域)之间的关系作了归纳。作者认为,归纳和综合也是一种重要的学习方法。
(3) 第3章离散傅里叶变换(DFT)。增加了用矩阵表示DFT的内容,有利于编程计算; 深入讨论了DFT(通过FFT算法)在计算线性卷积、线性相关上的应用; 全面深入讨论了DFT在模拟信号频谱分析上的应用,包括参量的选择,频率分辨率的定义及其与其他参量的关系,处理过程中可能产生的三种误差(失真)以及解决办法。
(4) 第4章快速傅里叶变换(FFT)。给出了重叠相加法和重叠保留法的FFT实现步骤。
(5) 第5章数字滤波器的基本结构。为适应MATLAB上的编程要求,将一些结构参数的表示方法做了调整,对各种结构的特点做了更深入的讨论。
(6) 第6章无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器设计方法。对本章大部分内容都做了改写、完善和充实,主要有: 对小相位系统及全通系统补充了很多重要内容,对它们的特点和应用做了深入的改写、论述,增加了对切贝雪夫Ⅱ型滤波的分析与设计方法的论述;增加了“模拟频域频带变换”一节内容; 讨论了三种IIR数字滤波器设计方案,给出实用的设计步骤和清晰的设计流程图。
(7) 第7章有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器设计方法。对窗函数法设计线性相位FIR滤波器进行了改写和充实,增加了“理想低通、带通、带阻、高通的线性相位数字滤波器的表达式”一小节,以便于设计;对窗函数设计线性相位微分器及希尔伯特变换器(90°移相器)这一小节全部做了改写,并做了较深入的讨论,完善和补充了很多内容和例子;在频率抽样法设计线性相位FIR滤波器中增加了一节设计步骤及举例的内容; 此外,对这一章还做了不少补充和改写。
(8) 第8章序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础。在单级及多级抽取论述中,给出了各级防混叠滤波器技术指标的分配方案。
(9) 考虑到FFT作为计算工具已有成熟的标准模块,故删除第4章FFT中基��4及分裂基算法,但作为科技工作者,对一些重要技术问题,不但要知结果,更要知如何得到这个结果,因而仍保留第4章中其他FFT算法的分析; 将第9章中IIR滤波器的定点运算中的溢出振荡及FFT算法的有限字长效应两部分删除。
3. 增加了大量例题,覆盖面更广,凡是设计方面的内容,都有一个或多个例题,这对理解、消化和掌握课程内容,掌握分析和设计方法都很有助益。
4. 适应教材内容的充实和完善,各章习题都有一定的改动和补充,补充了一些必须用MATLAB来实现的习题。习题量增加了14%,提供给读者更多的练习机会和选择余地。
全书共有9章,可分为四个部分。
部分是第1章和第2章。此两章是数字信号处理的基础内容,即上面提到的一个基础。它引出了一系列基本概念,例如数字频率、频谱混叠、常用典型序列、线性移(时)不变系统、因果性、稳定性、抽样等;也涉及一些基本方法,例如相关函数、卷积和、零极点分析、周期序列与非周期序列的傅里叶变换、z变换及z反变换等。
第二部分是第3章和第4章。离散傅里变换(DFT)是数字信号处理的两大支柱之一,它不仅是重要的理论支柱,也是许多领域的技术支撑和重要工具,起着“承前启后”的作用,在线性滤波、相关分析,尤其是谱分析时都是极为重要的工具。本书对DFT的基本理论、性质、特点及应用都做了较深入的论述。DFT的重要性还在于它有行之有效的快速算法FFT的帮助。
第三部分是第5~第7章,这三章是数字信号处理的另一大支柱,讨论的是数字滤波器设计内容,同样,数字滤波器不但有重要的理论意义,而且在实际应用中有主要的价值。这三章讨论了IIR及FIR数字滤波器的基本结构、IIR滤波器三种设计方法,讨论了各种模拟滤波器之间、数字滤波之间以及它们两者之间的频带变换方法;讨论了线性相位FIR滤波器、微分器及希尔伯特变换器(90°移相器)的三种设计方法,即窗函数法、频率抽样法及优化Park�睲cclellan算法。
第四部分是第8和第9章。第8章讨论多抽样率数字信号处理的基础知识,包括抽取、插值及有理数抽样率变换基本理论及其流图结构,变抽样率的多级实现等。抽样率转换用于多种媒体传输中以及其他一些希望改变抽样频率的应用中。第9章讨论数字信号处理的有限字长效应,包括A/D变换,系数,以及运算中的有限字长效应。这两章标上“*”号,是供选择的内容。
本书的主要特点是主要和重要的内容讨论全面深入,内容充实,逻辑性强,条目脉络清晰,深入浅出,有大量的精选例题,便于教、便于学,尤其便于自学; 配合177道习题另有《数字信号处理教程习题分析与解答(第4版)》一书,可作为解题时的提示和校对工具。
考虑到有不少院校(包括使用过本书第三版的部分院校)在学习本课程之前已经学过MATLAB,因而本书没有包含MATLAB的内容。本书第四版(经典版)在论述方式,内容充实度,讨论深度,例题的精选度上都完全优于第三版教材,而且更适于教学、自学。因此,作者认为它更适于这些院校使用。
期望本教材对相关读者有更大的帮助,并受到读者的欢迎。
本书在编写过程中参考了一些文献(见书后所列“参考文献”)的编写思路,参考或采用了其中一些内容的思路、例题和习题,特此向这些文献的作者致以衷心的感谢。
限于作者水平,书中定有不妥之处,恳切欢迎广大读者批评指正。
本书的建议学时为54或64两种,书中有“*”部分内容视各院校情况可选学或不学。作者认为教学大纲要求的内容并不是全要讲授的,有的要求应该由学生自学来掌握。
作者
2015年6月
这本书,与其说是“教程”,倒不如说是一本让我重新认识“信号”的百科全书。在学习过程中,我曾以为自己对数字信号处理已经有了基本的概念,但翻开这本书,我才发现自己之前的理解有多么肤浅。作者并没有直接抛出枯燥的公式和定理,而是从最基础的采样和量化讲起,一步步构建起严谨的理论框架。让我印象深刻的是,书中大量的图示和例子,将那些抽象的数学概念具象化,即使是初学者也能轻松理解。例如,在讲解傅里叶变换时,作者并没有一开始就引入复指数形式,而是从三角函数形式入手,逐步引申,让读者在潜移默化中掌握了其精髓。而且,书中对于不同应用场景的分析也十分到位,比如在通信、音频处理等领域的实际应用,让我看到了理论联系实际的力量。我尤其喜欢作者在每一章节后面设置的思考题,这些问题不仅仅是简单的复习,更是引导我深入思考,拓展思维的绝佳机会。我常常会在做完一道题后,回过头来重新阅读相关章节,对知识的理解又深了一层。总而言之,这是一本值得反复研读的经典之作,它不仅传授了知识,更点燃了我对数字信号处理领域探索的兴趣。
评分我是在准备考研的时候接触到这本书的,当时的目标是数字信号处理相关专业。市面上相关的书籍很多,但经过几番对比,我最终选择了这本。事实证明,我的选择非常正确。这本书最大的亮点在于其内容的深度和广度。作者以一种非常系统的方式,将数字信号处理的各个核心概念,从离散时间信号与系统,到傅里叶变换,再到滤波器设计,一一娓娓道来。每一个概念的引入都循序渐进,逻辑清晰,丝毫不显突兀。而且,书中对于每一个理论的推导都极其详尽,没有省略任何关键步骤,这对于我这样的学生来说,简直是福音。我曾尝试过其他一些书籍,但常常因为公式推导跳跃太大而感到困惑,而这本书则避免了这种情况。此外,书中对于信号处理算法的讲解也非常到位,比如FIR和IIR滤波器的设计方法,以及各种变换的性质和应用,都讲得非常透彻。我特别欣赏作者在讲解算法时,会结合一些实际的工程问题,让我能够更直观地理解算法的意义和价值。当然,这本书的篇幅相对较大,内容也比较密集,需要投入大量的时间和精力去消化,但相信只要认真学习,一定会有丰厚的回报。
评分阅读这本书的体验,就像是在一次精密的仪器调试过程中,每一个环节都力求精准,每一个步骤都环环相扣。它不像某些教科书那样,只是简单罗列概念,而是真正地在“教”你如何去思考和解决问题。我在阅读过程中,最大的感受是作者在处理复杂概念时所展现出的“大道至简”的能力。比如,在讲解Z变换时,作者并没有一开始就陷入其复杂的积分形式,而是先从离散傅里叶变换(DFT)的角度去切入,解释Z变换如何推广了DFT,并进一步阐述其在系统稳定性分析和频率响应分析中的重要作用。这种由表及里、层层递进的讲解方式,让我对Z变换有了更深刻的理解,而不是仅仅停留在记住公式的层面。书中对于信号重建的原理,以及噪声处理的技巧,也给我留下了深刻的印象。作者通过大量的实际案例,生动地展示了数字信号处理在现实世界中的强大威力。比如,在音频信号的去噪处理部分,书中详细介绍了各种滤波器的特性和应用场景,并给出了相应的实现步骤,让我对如何从嘈杂的信号中提取有用的信息有了全新的认识。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本思想启迪录,它教会我如何用更严谨、更系统的方式去分析和解决问题。
评分这本书给我最直观的感受是,它是一本“干货”十足的书,没有任何多余的装饰,每一页都承载着扎实的知识。作者的写作风格非常直接,但也充满了智慧。我常常会在阅读过程中,被作者的一些独到见解所折服。例如,在讲解参数估计时,作者并没有停留在理论层面,而是深入探讨了不同估计方法的优缺点,以及在实际应用中如何根据具体情况进行选择。这种批判性的思维方式,让我受益匪浅。书中关于自适应信号处理的章节,更是让我眼前一亮。作者将复杂的自适应算法,如LMS和RLS,讲解得清晰易懂,并辅以大量的仿真实验结果,让我能够直观地感受到这些算法的强大之处。我记得在学习过程中,曾遇到一个关于盲源分离的问题,而这本书中的相关内容,为我提供了重要的理论指导和实践思路。总的来说,这本书对于那些希望深入理解数字信号处理理论,并将其应用于实际工程问题的读者来说,绝对是一本不可多得的宝典。它需要耐心和时间,但回报绝对是巨大的。
评分我一直对信号处理的理论基础很感兴趣,但市面上很多书籍要么过于理论化,要么过于偏重应用,很难找到一本能兼顾理论深度和工程实践的书。这本《数字信号处理教程》恰好弥补了这一空白。它不仅仅是一本教科书,更像是一本精心打磨的工具箱,里面包含了解决各种信号处理问题的钥匙。我特别欣赏作者在讲解概念时,总能找到最恰当的比喻和类比,让抽象的数学工具变得生动形象。比如,在解释窗函数的作用时,作者将其比作“观察信号的窗口”,形象地说明了不同窗函数对频谱泄漏的影响。这种生动的讲解方式,让我能够快速地抓住问题的核心。此外,书中对于谱估计的讲解也让我印象深刻,从经典谱估计到现代谱估计,作者层层递进,详细阐述了各种方法的原理和适用范围。在实际项目中,我曾利用书中介绍的AR模型,成功地对某些周期性信号进行了有效的估计和预测,这让我深切体会到理论知识的价值。这本书的语言风格严谨又不失生动,逻辑清晰,结构严谨,是一本值得反复品读的经典之作。
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