正版 數字信號處理：原理、實現與仿真(第2版) 唐嚮宏,孫閩紅 978704035883 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐嚮宏，孫閩紅 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
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• 孫閩紅
• 通信工程
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040358834

商品編碼：29657922760

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名：數字信號處理：原理、實現與仿真(第2版)

定價：32.80元

作者：唐嚮宏,孫閩紅

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787040358834

字數：

頁碼：321

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.540kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》係統討論數字信號處理的基本理論、基本算法和基本實現方法，注重基本概念、基本方法的講解，壓縮瞭繁瑣的理論推導，所列舉的大量典型示例注重理論聯係實際，例題、習題緊扣基本概念、基本原理、基本方法的應用，內容通俗易懂、易教易學。
全書共9章，主要涉及離散時間係統的基本特徵、連續時間信號的抽樣、離散時間係統的變換域分析方法、離散時間係統結構、快速傅裏葉變換（FFT）、IIR和FIR數字濾波器的理論和設計方法，以及多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析等內容。結閤各章節的內容，介紹瞭相應的MATLAB信號處理工具箱函數，給齣有關的仿真程序。
《數字信號處理：原理、實現與仿真（第2版）》可作為大專院校電氣信息類專業的教材，也可作為在通信工程、電子信息工程、自動控製工程、圖像處理、語音處理等領域從事信號處理的科技工作者的參考書。

目錄

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緒論
章 離散時間信號與係統
1.1 離散時間信號與序列運算
1.1.1 離散時間信號及錶示方式
1.1.2 序列的運算
1.1.3 序列的能量、周期性以及幾種常用序列
1.2 離散時間係統
1.2.1 綫性時不變係統
1.2.2 單位衝激響應與係統響應
1.2.3 因果與穩定係統
1.3 連續時間信號的抽樣
1.3.1 連續時間信號抽樣的基本原理
1.3.2 抽樣定理與連續信號的恢復
1.4 本章相關的MATLAB命令及應用
1.4.1 離散時間信號的MATLAB錶示
1.4.2 離散時間信號運算的實現
1.4.3 差分方程的MATLAB求解
1.4.4 連續信號的離散與重構
小結
習題

第2章 離散時間係統的變換域分析-z變換
2.1 z變換與z逆變換
2.1.1 z變換的定義與收斂域
2.1.2 z逆變換
2.1.3 z變換的基本性質
2.2 離散時間係統的係統函數與係統特性的描述
2.3 係統的頻率響應與係統濾波特性
2.4 z變換和拉氏變換的關係
2.5 本章相關的MATLAB命令及應用
2.5.1 z變換與z逆變換的MATLAB實現
2.5.2 有理多項式的部分分式展開與多項式的乘除
2.5.3 MATLAB對係統的描述及各係統模型的轉換
2.5.4 離散LTI係統的時域響應與頻率響應
小結
習題

第3章 離散時間係統的頻域分析傅裏葉變換
3.1 非周期序列的傅裏葉變換及性質
3.1.1 非周期序列傅裏葉變換
3.1.2 非周期序列傅裏葉變換的性質
3.2 周期序列的離散傅裏葉級數（DFS）及性質
3.3 有限長序列的離散傅裏葉變換（DFT）
3.3.1 離散傅裏葉變換（DFT）及性質
3.3.2 圓周捲積與有限長序列的綫性捲積的關係
3.4 頻域抽樣理論
3.5 利用DFT對連續時間信號處理時應注意的問題
3.5.1 混疊失真與參數選擇
3.5.2 頻譜泄漏
3.5.3 柵欄效應
3.6 本章相關的MATLAB命令及應用
3.6.1 求係統幅度響應函數與相位響應函數
3.6.2 傅裏葉變換的MATLAB實現
小結
習題

第4章 數字濾波器的基本結構
4.1 數字濾波器類型及結構錶示方法
4.2 無限長單位衝激響應（ IIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.3 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.4 數字濾波器的格型結構
4.4.1 全零點FIR係統的格型結構
4.4.2 全極點IIR係統的格型結構
4.4.3 零極點IIR係統的格型結構
4.5 本章相關的MATLAB命令及應用
4.5.1 係統互聯函數命令
4.5.2 係統不同結構的實現
4.5.3 係統格型結構的實現函數
小結
習題

第5章 快速傅裏葉變換
5.1 快速計算DFT的改進途徑
5.2 按時間抽選（DIT）的基-2 FFT算法
5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理
5.2.2 DIT-FFT算法的特點
5.2.3 按時間抽選的FFT算法的其他形式流圖
5.3 按頻率抽選（DIF）的基-2 FFT算法
5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理
……
第6章 無限長單位衝激響應（IIR）數字濾波器的設計方法
第7章 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的設計方法
第8章 多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析
第9章 離散信號處理係統設計分析及有限字長效應

附錄A 常用模擬低通濾波器設計方法
附錄B MATLAB使用簡介
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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緒論
章 離散時間信號與係統
1.1 離散時間信號與序列運算
1.1.1 離散時間信號及錶示方式
1.1.2 序列的運算
1.1.3 序列的能量、周期性以及幾種常用序列
1.2 離散時間係統
1.2.1 綫性時不變係統
1.2.2 單位衝激響應與係統響應
1.2.3 因果與穩定係統
1.3 連續時間信號的抽樣
1.3.1 連續時間信號抽樣的基本原理
1.3.2 抽樣定理與連續信號的恢復
1.4 本章相關的MATLAB命令及應用
1.4.1 離散時間信號的MATLAB錶示
1.4.2 離散時間信號運算的實現
1.4.3 差分方程的MATLAB求解
1.4.4 連續信號的離散與重構
小結
習題

第2章 離散時間係統的變換域分析-z變換
2.1 z變換與z逆變換
2.1.1 z變換的定義與收斂域
2.1.2 z逆變換
2.1.3 z變換的基本性質
2.2 離散時間係統的係統函數與係統特性的描述
2.3 係統的頻率響應與係統濾波特性
2.4 z變換和拉氏變換的關係
2.5 本章相關的MATLAB命令及應用
2.5.1 z變換與z逆變換的MATLAB實現
2.5.2 有理多項式的部分分式展開與多項式的乘除
2.5.3 MATLAB對係統的描述及各係統模型的轉換
2.5.4 離散LTI係統的時域響應與頻率響應
小結
習題

第3章 離散時間係統的頻域分析傅裏葉變換
3.1 非周期序列的傅裏葉變換及性質
3.1.1 非周期序列傅裏葉變換
3.1.2 非周期序列傅裏葉變換的性質
3.2 周期序列的離散傅裏葉級數（DFS）及性質
3.3 有限長序列的離散傅裏葉變換（DFT）
3.3.1 離散傅裏葉變換（DFT）及性質
3.3.2 圓周捲積與有限長序列的綫性捲積的關係
3.4 頻域抽樣理論
3.5 利用DFT對連續時間信號處理時應注意的問題
3.5.1 混疊失真與參數選擇
3.5.2 頻譜泄漏
3.5.3 柵欄效應
3.6 本章相關的MATLAB命令及應用
3.6.1 求係統幅度響應函數與相位響應函數
3.6.2 傅裏葉變換的MATLAB實現
小結
習題

第4章 數字濾波器的基本結構
4.1 數字濾波器類型及結構錶示方法
4.2 無限長單位衝激響應（ IIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.3 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的基本結構與特點
4.4 數字濾波器的格型結構
4.4.1 全零點FIR係統的格型結構
4.4.2 全極點IIR係統的格型結構
4.4.3 零極點IIR係統的格型結構
4.5 本章相關的MATLAB命令及應用
4.5.1 係統互聯函數命令
4.5.2 係統不同結構的實現
4.5.3 係統格型結構的實現函數
小結
習題

第5章 快速傅裏葉變換
5.1 快速計算DFT的改進途徑
5.2 按時間抽選（DIT）的基-2 FFT算法
5.2.1 DIT-FFT算法的基本原理
5.2.2 DIT-FFT算法的特點
5.2.3 按時間抽選的FFT算法的其他形式流圖
5.3 按頻率抽選（DIF）的基-2 FFT算法
5.3.1 DIF-FFT算法的基本原理
……
第6章 無限長單位衝激響應（IIR）數字濾波器的設計方法
第7章 有限長單位衝激響應（ FIR）數字濾波器的設計方法
第8章 多抽樣率信號處理與多分辨率信號分析
第9章 離散信號處理係統設計分析及有限字長效應

附錄A 常用模擬低通濾波器設計方法
附錄B MATLAB使用簡介
參考文獻

《數字信號處理：理論基礎與工程應用》 書籍簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字信號處理（DSP）領域入門。我們聚焦於DSP的核心理論、關鍵技術及其在實際工程中的廣泛應用，力求以清晰的邏輯、嚴謹的推導和生動的實例，引領讀者探索信號世界的奧秘，掌握信號處理的強大工具。本書內容涵蓋瞭從最基礎的信號與係統概念，到復雜的現代信號處理算法，再到具體工程實現的方方麵麵，旨在培養讀者紮實的理論功底和解決實際工程問題的能力。 第一部分：數字信號處理的基石 第一章：信號與係統概述 本章將係統地介紹信號與係統的基本概念。我們將區分連續時間信號與離散時間信號，並介紹它們在時域和頻域的錶示方法。讀者將學習到如何描述信號的周期性、奇偶性、能量與功率等重要特性。對於係統，我們將闡述綫性時不變（LTI）係統作為DSP中最基本和最重要的模型，深入剖析其因果性、穩定性、記憶性以及可逆性等關鍵屬性。通過對捲積定理的詳細講解，讀者將理解LTI係統在信號處理中的核心作用，為後續章節奠定堅實的理論基礎。 第二章：離散時間信號的分析 本章聚焦於離散時間信號的特性和分析方法。我們將介紹幾種常見的離散時間信號，如單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號和正弦信號，並分析它們的數學錶達式和時域特性。重點在於介紹離散傅裏葉變換（DFT）及其性質，包括綫性性質、時移性質、頻移性質、周期捲積性質、帕塞瓦爾定理等。DFT是分析離散信號頻譜特性的 fundamental 工具，對於理解信號的頻率成分至關重要。我們將通過詳細的數學推導和圖示，幫助讀者理解DFT的原理和計算方法。 第三章：離散時間係統的分析 本章將深入探討離散時間係統的分析方法。我們將介紹差分方程作為描述離散時間係統的基本數學模型，並講解如何利用初始條件求解差分方程。核心內容將圍繞LTI係統的頻率響應展開，解釋頻率響應如何反映係統對不同頻率信號的放大或衰減作用。我們將介紹衝激響應在描述LTI係統動態特性中的重要性，以及通過捲積運算實現輸入信號到輸齣信號的轉換。此外，本章還將引入Z變換，作為分析離散時間係統頻率響應和穩定性的強大數學工具。讀者將學習Z變換的定義、性質及其在係統分析中的應用，包括零極點分析在判斷係統穩定性中的作用。 第二部分：核心數字信號處理技術 第四章：傅裏葉變換及其在信號分析中的應用 本章將詳細闡述各種傅裏葉變換的原理及其在信號分析中的應用。我們將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）齣發，引齣離散時間傅裏葉變換（DTFT），並最終過渡到DFT。我們將深入講解快速傅裏葉變換（FFT）算法，包括蝶形運算和基-2 FFT的原理，強調FFT作為加速DFT計算的關鍵技術。FFT的引入將極大地提高瞭信號頻譜分析的效率。本章將通過大量實際例子，演示如何利用傅裏葉變換分析信號的頻譜特性，識彆信號中的周期成分，以及理解信號的帶寬等概念。 第五章：濾波器設計 濾波器是數字信號處理中不可或缺的重要組成部分，用於選擇性地通過或阻止特定頻率範圍的信號。本章將分為兩大部分：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器設計： 我們將介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，包括巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器和橢圓濾波器。這些方法利用瞭連續時間域濾波器的原型，並將其映射到離散時間域。讀者將學習如何根據技術指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度）選擇閤適的濾波器類型，並掌握由模擬濾波器設計參數推導齣數字濾波器參數的步驟。我們將詳細講解脈衝不變法和雙綫性變換法這兩種主要的模擬-數字變換技術。 FIR濾波器設計： 相較於IIR濾波器，FIR濾波器具有綫性相位延遲的優點，在許多對相位失真敏感的應用中具有不可替代的地位。本章將重點介紹幾種常見的FIR濾波器設計方法，如窗函數法（包括矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。讀者將理解不同窗函數對濾波器過渡帶和阻帶特性的影響，以及如何根據預設的性能要求選擇閤適的窗函數和設計參數。我們還將介紹Parks-McClellan算法（也稱為Remez算法），這是一種最優逼近方法，能夠設計齣在特定誤差容限內性能最優的FIR濾波器。 第六章：采樣與重建 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵過程，而重建則是將離散時間信號恢復為連續時間信號的過程。本章將深入探討這兩個 fundamental 過程。我們將詳細闡述奈奎斯特定理，解釋采樣頻率與信號最高頻率之間的關係，以及欠采樣可能導緻的混疊現象。讀者將學習如何選擇閤適的采樣率以避免信息丟失。隨後，我們將介紹信號重建的常用方法，如理想低通濾波器法，並探討實際應用中使用的插值濾波器技術，如綫性插值、多項式插值等，以及它們的優缺點。本章還將討論過采樣和量化誤差等與信號數字化密切相關的重要概念。 第七章：隨機信號分析 現實世界中的許多信號都具有隨機性，因此對隨機信號的分析是DSP的重要分支。本章將介紹隨機信號的基本概念，包括概率分布、均值、方差、自相關函數和互相關函數。我們將講解寬平穩和窄平穩隨機過程的定義及其重要性。重點在於介紹功率譜密度（PSD）的概念，它描述瞭隨機信號的能量或功率在不同頻率上的分布。讀者將學習如何估計隨機信號的功率譜密度，以及如何利用隨機信號的統計特性來分析和理解信號的行為。本章還將簡要介紹隨機過程與LTI係統的關係，以及其在噪聲分析中的應用。 第三部分：現代信號處理技術與應用 第八章：數字信號處理的實現 本章將從工程實現的視角探討DSP。我們將介紹如何將理論上的DSP算法轉化為實際可執行的代碼。重點在於討論如何利用有限精度運算（定點運算和浮點運算）來處理信號，以及這些運算可能帶來的誤差和影響。讀者將瞭解DSP芯片的架構特點，如指令集、流水綫、乘纍加（MAC）單元等，以及它們如何加速信號處理任務。本章還將介紹常用的DSP軟件開發工具和庫函數，並討論如何優化算法以提高計算效率，滿足實時性要求。 第九章：自適應信號處理 自適應信號處理是指係統能夠根據輸入信號的統計特性或外部環境的變化，自動調整其內部參數以達到最佳性能。本章將介紹自適應濾波器的基本原理，重點介紹最小均方（LMS）算法和歸一化LMS（NLMS）算法。讀者將理解這些算法如何通過迭代方式逼近最優濾波器係數，以實現諸如噪聲消除、迴聲消除、均衡等任務。我們還將探討卡爾曼濾波器的原理及其在狀態估計和預測中的應用。自適應信號處理在通信、控製、生物醫學工程等領域具有廣泛而重要的應用。 第十章：多速率信號處理 多速率信號處理是指在信號處理過程中，對信號的采樣率進行改變。本章將介紹信號的抽取（降低采樣率）和插值（提高采樣率）技術。我們將詳細闡述采樣率變換器的原理，包括抽取濾波器和插值濾波器的設計。重點在於介紹多速率信號處理在節省計算資源、實現不同采樣率係統之間的接口等方麵的優勢。讀者將學習如何設計高效的抽取和插值係統，以及其在通信係統、音頻處理和圖像處理等領域的應用。 第十一章：數字信號處理的應用實例 本章將通過一係列具體的應用實例，將前麵章節介紹的理論知識和技術融會貫通。我們將涉及以下幾個方麵： 通信係統： 介紹數字通信中的調製解調技術、信道編碼、均衡等DSP應用。 語音信號處理： 探討語音識彆、語音閤成、音頻壓縮（如MP3）等技術。 圖像與視頻處理： 介紹圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮等。 生物醫學信號處理： 討論心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生理信號的分析和處理。 控製係統： 介紹數字控製器設計和狀態空間分析等。 通過這些實例，讀者將深刻理解數字信號處理在現代科技和社會發展中所扮演的關鍵角色，並激發進一步探索的興趣。 總結 本書力求提供一個既有深度又不失廣度的數字信號處理學習體驗。我們希望通過嚴謹的理論講解、清晰的數學推導以及貼閤實際的工程案例，幫助讀者建立起對數字信號處理的係統性認識。無論您是初學者，還是希望深化 DSP 知識的工程師，本書都將是您寶貴的參考。通過學習本書，您將能夠掌握分析和處理各種數字信號的必備技能，為應對未來科技挑戰打下堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是把我從數字信號處理的深水區撈瞭齣來！我之前學DSP的時候，感覺那些理論知識就像天書一樣，公式推導看得我頭暈眼花，完全不知道這些抽象的東西在實際中到底有什麼用。翻開這本書，我纔發現原來DSP可以這麼生動有趣。作者的講解方式非常貼閤實際應用，把復雜的概念拆解成一個個小模塊，通過清晰的圖示和例子來解釋。尤其是他們對FFT算法的闡述，簡直是裏程碑式的清晰，讓我這個曾經的“數學絕緣體”都恍然大悟。這本書不是那種乾巴巴的教科書，更像是一個經驗豐富的老師在手把手教你。書裏的仿真部分也特彆實用，我按照書上的步驟一步步操作下來，那些原本隻存在於紙麵上的算法，竟然真的在電腦上跑起來瞭，那種成就感無與倫比。對於初學者來說，這本書提供瞭一個非常友好的入門路徑，讓你能夠快速建立起對DSP的整體認知，而不是陷入無盡的數學細節中無法自拔。我強烈推薦給所有覺得DSP很難啃的朋友們，它絕對能幫你打通任督二脈。

評分☆☆☆☆☆

我喜歡這本書，因為它帶著一種“老派的嚴謹”和“現代的視野”完美結閤的魅力。讀起來感覺不像是在看一本趕時髦的教材，而更像是在跟一位經驗豐富的大傢對話。書中的細節處理得非常到位，即便是看似簡單的一些基礎概念，作者也會提供多角度的解釋，確保讀者能夠從不同側麵理解其本質。比如，在講解采樣定理時，它不僅提到瞭奈奎斯特速率，還結閤瞭實際混疊現象的圖形展示，讓人一眼就能明白過采樣和欠采樣的後果。而且，這本書的排版和字體選擇也體現瞭對讀者的尊重，長時間閱讀下來眼睛一點都不纍。這種對細節的關注，讓閱讀體驗得到瞭極大的提升。一本好書，不僅內容要好，閱讀的舒適度也是衡量標準之一。這本書在所有這些方麵都做得無可挑剔，絕對值得我把它放在書架上最容易拿到的位置，時不時翻閱迴顧一下。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對這本書的期望並不高，畢竟市麵上關於數字信號處理的書籍汗牛充棟，大多數都隻是在重復前人的老生常談。然而，這本書的“實現”和“仿真”兩個維度，徹底顛覆瞭我的看法。很多教材在理論推導上做得很好，但在如何將理論轉化為實際代碼和可驗證的係統上卻戛然而止。這本書厲害之處就在於，它不僅告訴你“為什麼”要這樣做，更詳細地展示瞭“怎麼做”以及“做齣來是什麼樣子”。我特彆欣賞作者在講述濾波器設計時，那種從理論到代碼的無縫銜接。他們不僅給齣瞭設計公式，還給齣瞭相應的MATLAB或類似工具的實現代碼框架，這對於工程實踐者來說簡直是福音。我用書裏的例子跑瞭幾個對比實驗，發現書中的仿真結果和實際的係統錶現非常吻閤，這極大地增強瞭我對理論模型的信任度。這本書的深度和廣度兼顧得非常好，既有堅實的理論基礎，又不乏工程實現的前沿視角。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排結構簡直是教科書級彆的典範。我最受不瞭的就是那種章節之間邏輯跳躍、前後呼應不上的書。但這本《正版 數字信號處理：原理、實現與仿真(第2版)》在內容組織上非常連貫和有條理。從最基礎的離散時間信號和係統開始，逐步深入到Z變換、傅裏葉分析，再到數字濾波器和譜分析，每一步的推進都建立在前麵知識點的基礎上，過渡得非常自然。讀者很容易就能構建起一個完整的知識體係。更贊的是，作者在每一章後麵都設置瞭恰到好處的習題和思考題，這些題目不僅僅是檢驗記憶，更多的是引導你去深入思考和探索。我發現自己做完那些題目後，對章節內容的理解深度提升瞭好幾個檔次。這本書的設計哲學似乎是：知識的傳授要像搭積木一樣，一塊一塊穩固地嚮上搭建，而不是東拼西湊。這種嚴謹的結構，讓學習過程變得高效而愉悅。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的研發工程師，我閱讀瞭大量DSP領域的專業書籍，但我必須說，這本書在“工程化思維”的培養上做得尤為齣色。很多學術性的著作往往過度關注數學的優雅性，而忽略瞭實際硬件和計算資源上的限製。這本書卻時常提醒我們，在設計算法時需要考慮量化誤差、運算復雜度以及實時性等實際約束。例如，在討論定點數運算和浮點數運算的區彆時，作者沒有簡單地給齣數學定義，而是結閤實際的DSP芯片特性進行瞭分析，這對我優化現有産品的算法效率提供瞭直接的指導。書中關於自適應濾波器的部分，也著重強調瞭收斂速度與運算量的權衡，這正是工程設計中經常麵臨的矛盾點。這本書真正做到瞭連接理論與工程實踐的鴻溝，它不僅僅教會我如何“計算”，更教會我如何“設計”一個在真實世界中可以穩定運行的數字信號處理係統。