DSP开发技术实例与技巧 9787118049060 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任建国，张家祥 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118049060

商品编码：29691034213

包装：平装

出版时间：2007-01-01

基本信息

书名:DSP开发技术实例与技巧

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:任建国,张家祥

出版社：国防工业出版社

出版日期：2007-01-01

ISBN：9787118049060

字数：382000

页码：258

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.440kg

编辑推荐

内容提要

本书以TI公司的16位定点处理器TMS320C54x系列DSP（数字信号处理器）为例，系统地介绍了DSP的内部结构、外设、指令系统、软件开发及其可视化开发环境CCS的使用。全书共分为7章，内容包括：DSP　CPU的构成、串口的使用、外设扩展应用、汇编指令系统及CCS软件的使用说明。
　　本书的特点是理论和实践相结合，由浅入深、通俗易懂、实用性强，能帮助读者循序渐进地掌握DSP的工作原理和开发技能。　　
　　本书可作为电子信息、通信工程、自动化等专业高年级本科生和研究生的教材或参考工具书，也可供从事DSP芯片开发应用的工程技术人员参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

现代信号处理的艺术：从理论到实践的深度探索 在当今信息爆炸的时代，信号的采集、分析、处理和应用已渗透到我们生活的方方面面。从通信基站接收的无线电波，到医疗设备捕捉的生理信号，再到人工智能系统中处理的海量数据，其背后都离不开强大的数字信号处理（DSP）技术。本书旨在为读者提供一个全面而深入的DSP理论与实践的学习平台，通过精选的实例和实用的技巧，帮助读者掌握DSP的核心概念，并能灵活应用于实际工程问题。 第一部分：DSP基础理论的坚实基石 要精通DSP，首先需要建立扎实的理论基础。本书将从最基本的概念出发，系统性地梳理DSP的理论框架。 数字信号的本质与表示： 我们将探讨离散时间信号的定义，理解其采样、量化过程如何将连续的模拟信号转化为计算机可处理的数字信号。信号的表示方法，包括时域、频域和复域等，将通过图文并茂的方式进行阐述，帮助读者直观理解信号的特性。 傅里叶分析：时域与频域的桥梁： 傅里叶分析是DSP的灵魂。本书将详细讲解离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法快速傅里叶变换（FFT）。我们将不仅仅停留在数学公式层面，更会深入剖析其物理意义，理解信号在不同频率上的成分如何揭示其内在规律。通过实例，例如对音频信号进行频谱分析，我们会看到如何通过频域信息来识别音色、过滤噪声，甚至是进行语音识别的初步探索。 Z变换：系统分析的强大工具： Z变换是分析离散时间线性时不变（LTI）系统的关键。本书将详细介绍Z变换的定义、性质以及逆Z变换的方法。通过Z域的分析，我们可以轻松地理解系统的稳定性、因果性以及频率响应等重要特性。我们将展示如何使用Z变换来分析滤波器、延迟器等基本LTI系统，为后续的系统设计打下基础。 线性时不变（LTI）系统： LTI系统是DSP领域最基本也是最重要的模型。本书将深入探讨LTI系统的卷积特性、冲击响应以及频率响应。我们会通过大量的例子，解释卷积运算如何描述输入信号通过系统后的输出，以及频率响应如何揭示系统对不同频率信号的放大或衰减作用。理解LTI系统是理解滤波器设计、系统建模等高级概念的前提。 采样理论：模拟与数字世界的连接： 奈奎斯特-香农采样定理是数字信号处理的基石。本书将详细阐述采样定理的原理，解释为何需要足够高的采样率来避免混叠现象。我们还将讨论欠采样、过采样等技术，以及它们在实际应用中的优缺点。通过对不同采样率下信号失真的分析，读者将深刻理解采样过程对信号质量的影响。 量化理论：模拟到数字的转换： 量化是将连续幅度信号映射到离散电平的过程。本书将介绍量化误差的产生机制，并分析不同量化策略（如均匀量化、非均匀量化）对信号保真度的影响。我们还将探讨如何通过噪声整形等技术来改善量化性能，这对于需要高精度信号处理的应用至关重要。 第二部分：DSP核心算法与实现技巧 掌握了理论基础，接下来就是学习如何将这些理论转化为实际的信号处理算法。本书将聚焦于DSP中最常用、最核心的算法。 滤波器设计：塑造信号的灵魂： 滤波器是DSP中最具代表性的应用之一，它们能够选择性地保留或去除信号中的特定频率成分。本书将系统介绍数字滤波器的两大类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器： 我们将深入探讨IIR滤波器的设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等经典类型。我们会详细讲解这些滤波器在时域和频域的响应特性，以及如何根据应用需求选择合适的滤波器类型和设计参数。从低通、高通到带通、带阻，我们将通过实例演示如何设计并实现各种性能优异的IIR滤波器，并分析其优点（如高阶、计算量小）和缺点（如相位失真）。 FIR滤波器： FIR滤波器以其线性相位特性而受到青睐。本书将详细介绍FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）和频率采样法。我们将分析不同窗函数的频谱泄漏特性，并指导读者如何选择合适的窗函数以达到最佳的设计效果。通过实例，我们会展示FIR滤波器在音效处理、数据传输等领域的广泛应用。 相关与卷积：信号的匹配与系统响应： 相关和卷积是DSP中最基本的运算之一，它们在模式识别、系统分析、信号滤波等领域发挥着核心作用。本书将深入讲解离散时间信号的互相关和自相关运算，以及它们在信号检测、目标跟踪等方面的应用。我们还将详细阐述卷积运算的原理，并提供高效的实现方法，如基于FFT的卷积。通过实例，我们会展示如何利用相关和卷积来检测已知信号是否存在于一个未知信号中，或者如何计算系统对任意输入信号的输出。 自适应滤波：动态调整的智能信号处理： 与固定系数的传统滤波器不同，自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数，以达到最佳的滤波效果。本书将详细介绍几种重要的自适应滤波算法，如最小均方（LMS）算法及其变种（如归一化LMS、带泄露的LMS），以及递归最小二乘（RLS）算法。我们将深入剖析这些算法的工作原理，并重点讨论它们在噪声消除、回声消除、信道均衡等实际工程问题中的应用。例如，我们会演示如何使用LMS算法来消除麦克风拾取的背景噪声，或者如何用RLS算法来补偿通信信道带来的信号失真。 功率谱估计：揭示信号的能量分布： 功率谱密度（PSD）是描述信号功率在频率域上分布的重要指标，它能够反映信号的频率特性。本书将介绍几种经典的功率谱估计方法，包括周期图法、Welch法等。我们还将探讨基于模型的方法，如AR模型、MA模型、ARMA模型，以及它们在谱估计中的应用。通过实例，我们将演示如何利用功率谱估计来分析振动信号、通信信号的频谱特征，以及如何在频谱分析的基础上进行故障诊断。 短时傅里叶变换（STFT）与小波变换：时频分析的利器： 对于非平稳信号（其频率成分随时间变化的信号），传统的傅里叶变换无法提供足够的信息。本书将介绍短时傅里叶变换（STFT）及其基本原理，演示如何通过滑动窗口的方式对信号进行分段傅里叶变换，从而获得信号的二维时频表示。在此基础上，我们将引入更先进的时频分析工具——小波变换。小波变换能够提供更好的时频分辨率，尤其是在分析具有瞬态特征或多尺度特性的信号时。我们将讨论连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT），并提供相关应用示例，例如在图像压缩、信号去噪和异常检测方面的应用。 第三部分：DSP在实际工程中的应用实例与进阶技巧 理论与算法的学习最终需要落脚于实际应用。本书将精选一系列具有代表性的DSP工程应用实例，并提炼出许多实用的开发技巧，帮助读者将所学知识融会贯通。 通信系统中的DSP应用： 调制与解调： 我们将深入讲解数字调制技术，如ASK、FSK、PSK、QAM等，并重点分析其在DSP中的实现。从基本原理到高级调制方案，我们将展示如何利用DSP芯片高效地完成信号的生成和恢复。 信道估计与均衡： 在实际通信中，信道会引入衰减、噪声和失真。本书将介绍如何利用DSP技术对信道进行估计，并设计均衡器来补偿信道的影响，从而提高通信系统的可靠性。 编码与解码： 为了保证数据传输的可靠性，通常需要引入纠错编码。我们将探讨常见的信源编码（如PCM）和信道编码（如卷积码、LDPC码）的原理，并展示如何在DSP平台上实现这些编码与解码算法。 音频与语音处理： 音频信号的采集与播放： 从麦克风到数模转换器（ADC）和数模转换器（DAC），我们将梳理音频信号的整个处理流程，并讨论如何利用DSP技术优化音频采集的质量和播放的保真度。 音频效果处理： 回声、混响、均衡器、压缩器等常见的音频效果，都离不开DSP的强大功能。我们将深入分析这些效果的实现原理，并提供在DSP平台上实现这些效果的实践方法。 语音识别与合成： 语音识别是人工智能的重要分支。我们将介绍语音信号的预处理（如端点检测、预加重）、特征提取（如MFCC）以及模式匹配等关键技术。同时，我们将探讨语音合成的基本原理，让读者了解如何让机器“开口说话”。 图像与视频处理： 图像的采集与增强： 我们将讨论数字图像的表示，以及如何利用DSP技术对图像进行降噪、锐化、对比度调整等预处理操作，以提升图像的视觉质量。 图像的压缩： 为了高效存储和传输图像，压缩技术至关重要。我们将介绍有损压缩（如JPEG）和无损压缩的基本原理，并探讨DSP在这些算法实现中的作用。 视频的编码与解码： 视频信号是连续图像帧的集合。我们将深入讲解视频编码标准（如H.264）的基本思想，以及DSP在视频编码与解码过程中扮演的角色。 嵌入式DSP系统开发： DSP芯片选型与架构： 我们将介绍市面上主流的DSP芯片系列，如TI C6000系列、ADI Blackfin系列等，分析它们的硬件架构、指令集特点以及性能优势，帮助读者根据项目需求选择合适的DSP平台。 开发环境与工具链： 掌握DSP开发工具链是高效开发的关键。我们将介绍常用的集成开发环境（IDE）、编译器、调试器以及仿真器，并提供一些实用的调试技巧。 硬件加速与优化： 为了满足实时性要求，DSP开发往往需要进行硬件加速和算法优化。本书将介绍如何利用DSP的专用指令、流水线技术、多核架构等硬件特性来提升计算效率，并提供一些软件层面的优化策略，如算法的并行化、查找表的应用等。 实时操作系统（RTOS）在DSP中的应用： 在复杂的嵌入式DSP系统中，实时操作系统能够有效地管理任务、调度资源，保证系统的实时性和稳定性。我们将介绍RTOS的基本概念，并讨论如何将其与DSP应用结合。 结语： 本书力求以条理清晰的结构、深入浅出的讲解、丰富实用的实例，引导读者一步步走进DSP的奇妙世界。我们相信，通过对本书内容的学习和实践，读者不仅能够掌握DSP的核心理论和关键算法，更能够培养出解决实际工程问题的能力。无论您是初学者，还是希望深化DSP技能的工程师，本书都将是您不可多得的宝贵资源。愿本书成为您在数字信号处理领域探索的强大助推器，开启您通往更广阔技术天地的大门。

评分☆☆☆☆☆

我手中的这本《嵌入式系统与物联网实践指南》给我的感受是，它完全站在了工程师的实践角度来编写的。这本书的重点不在于理论的深度挖掘，而在于如何快速、有效地将DSP的理论知识应用到实际的硬件平台上去。它的篇幅中，有很大一部分篇幅详细介绍了基于某主流DSP芯片（我猜测是德州仪数的C6000系列，虽然没有明确点出具体型号，但其架构描述非常吻合）的汇编优化技巧。作者似乎非常推崇代码效率，书中大量的代码片段都展示了如何通过位操作和流水线优化来榨取每一份计算能力，这对于资源受限的实时系统开发来说，简直是教科书级别的指导。我尤其喜欢其中关于定点运算与浮点运算在嵌入式中取舍的章节，分析得非常到位，兼顾了精度和资源消耗。它没有停留在软件层面，还深入讲解了DMA（直接存储器访问）的配置和中断处理流程，这些都是在实际项目中卡住很多人的关键点。这本书更像是一位资深工程师坐在你旁边，手把手教你如何快速上手一个新项目，而不是一个纯粹的学术参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本《雷达信号处理基础与应用》的教材给我的感觉是专业、严谨且极具深度。它将DSP技术完美地嵌入到了一个特定的工程领域——相控阵雷达系统中。全书的重点几乎都聚焦在脉冲压缩、多普勒处理和目标跟踪上。作者在讲解线性调频（LFM）信号的脉冲压缩时，不仅给出了匹配滤波器的设计公式，还深入分析了旁瓣抑制技术（如窗函数法）对距离分辨率和杂波抑制的影响。书中关于运动补偿和MTI（动目标显示）处理的章节尤其精彩，它详细阐述了如何利用自适应滤波技术来消除地杂波，这部分内容涉及到大量的矩阵求逆和迭代优化。更令人印象深刻的是，它在目标跟踪部分，将扩展卡尔曼滤波（EKF）和粒子滤波（PF）的应用场景进行了详细对比，并给出了在实际雷达数据链中如何实时部署这些跟踪算法的流程图。这本书的数学推导非常扎实，对于希望进入专业雷达或声纳领域的科研人员来说，它是一部不可多得的、将底层算法与系统工程紧密结合的参考巨著。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容《现代通信中的信号处理》这本书，我会选择“前沿”。这本书的视角非常开阔，它几乎涵盖了当前通信领域所有热点技术中涉及到的DSP应用。它没有花费太多篇幅在基础的傅里叶变换上，而是直接切入了OFDM（正交频分复用）系统的关键算法——循环卷积与线性卷积的实现优化。书中对MIMO（多输入多输出）系统中的波束赋形（Beamforming）的预编码矩阵计算，给出了非常详细的矩阵代数推导和对应的DSP实现思路，这部分内容对于做无线通信算法研究的人来说，价值极高。我发现它在讲解信道估计和均衡时，引入了卡尔曼滤波的自适应版本，并且清晰地展示了如何在DSP框架下组织这些复杂的迭代算法，包括如何处理初值和收敛判断。这本书的难度是相当高的，它假设读者已经对基础DSP原理非常熟悉，但对于那些希望将DSP知识应用于5G、雷达或软件定义无线电（SDR）领域的工程师和研究生来说，它提供了一个绝佳的理论到实践的桥梁，内容新颖且具有很强的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我最近翻阅的这本《声音的魔术：音频信号处理与效果器设计》让我体验到了DSP的趣味性。它完全颠覆了我对DSP就是冰冷数字计算的刻板印象。这本书的结构非常活泼，它没有采用传统的章节划分，而是直接围绕“如何制作一个失真效果器”、“如何实现一个混响算法”这样的目标来组织内容。在讲解混响时，它从物理声学现象出发，逐步导向反馈延迟网络（FDN）的搭建，并通过调整反馈矩阵的参数，直观地展示了不同声音“空间感”的来源。书中大量的C++代码示例都围绕着VST（Virtual Studio Technology）插件的接口标准来编写，这使得理论成果可以直接在DAW（数字音频工作站）软件中运行和试听，极大地增强了学习的互动性和满足感。作者在处理非线性效应，比如失真和削波时，对量化噪声和失真谐波的分析非常细致，让人明白了为什么有些“好听”的失真效果在数字域实现起来会如此巧妙。这本书成功地将DSP从一个纯粹的数学工具，变成了一个创造声音的艺术工具。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理：原理与应用》的教材简直是为我这种初学者量身定制的，内容编排得极其清晰流畅。从最基础的Z变换和傅里叶级数讲起，作者并没有急于抛出复杂的公式，而是先用大量的实例和图示来建立起读者的直观理解。我特别欣赏它在讲解FFT算法时，那种层层递进的逻辑，它没有直接给出蝶形运算的完整结构，而是先从基频分解入手，让人明白为什么要这样做，再逐步过渡到具体的代码实现，这对于我理解算法的本质，而不是死记硬背公式，帮助太大了。书里穿插的那些实际案例，比如音频滤波器的设计，虽然只是一个简化的模型，但足以让我明白理论如何落地。以前看其他书总觉得DSP的概念太抽象，这本书的作者似乎深谙教学之道，总能在关键节点提供一个“啊哈！”的时刻，让原本晦涩难懂的知识点瞬间变得清晰起来。尤其是关于FIR和IIR滤波器设计的部分，它对比了两种方法的优劣，并给出了在不同应用场景下如何选择的实用建议，这比单纯罗列公式要实用得多。