中国科学院规划教材：数字信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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门爱东 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030155436

商品编码：29692430068

包装：平装

出版时间：2005-08-01

基本信息

书名:中国科学院规划教材：数字信号处理

定价：28.00元

售价：20.4元,便宜7.6元,折扣72

作者:门爱东 等

出版社：科学出版社

出版日期：2005-08-01

ISBN：9787030155436

字数：

页码：339

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.440kg

编辑推荐

内容提要

《中国科学院规划教材：数字信号处理》为北京邮电大学校级精品课程配套教材，在多年原有教材的基础上，增加了新内容，重新整理而成。本书共分6章，主要涉及数字信号处理三个基本内容：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，本书将每章涉及的Mat-lab内容单独成节，列于每章之后。每章都配备了难易适中的习题，书后还提供了部分习题解答，可帮助学生理解。
《中国科学院规划教材：数字信号处理》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教材，也可供相关专业的技术人员参考。

目录

前言
章 绪论
1.1 数字信号处理的定义、特点和方法
1.2 数学预备知识
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
2.2 离散时间信号
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
2.5 离散时间信号的傅里叶变换
2.6 Z变换的定义及收敛域
2.7 Z反变换
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
2.11 离散系统的频域分析
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
3.3 DFT及其性质
3.4 快速傅里叶变换
3.5 FFT的应用

第4章 IIR数字滤波器设计和实现
4.1 概述
4.2 模拟滤波器设计
4.3 模拟滤波器的数字仿真
4.4 冲激响应不变法
4.5 双线性变换法
4.6 数字滤波器的频率变换
4.7 IIR数字滤波器的计算机辅助设计
4.8 IIR数字滤波器的实现结构
4.9 本章涉及的Matlab函数

第5章 FIR数字滤波器设计
5.1 相位失真
5.2 线性相位FIR数字滤波器的条件和特性
5.3 窗函数法
5.4 频率取样法
5.5 FIR数字滤波器的优化设计
5.6 FIR数字滤波器的实现结构
5.7 本章涉及的Matlab函数
习题

第6章 数字信号处理中的有限字长效应
6.1 数的表示及其对量化的影响
6.2 A／D变换的字长效应
6.3 系数量化语磋
6.4 运算中的有限字长效应
习题
部分习题答案
参考文献

作者介绍

文摘

序言

探索数字信号处理的奥秘：原理、方法与前沿应用 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号处理（DSP）学习体验。它不仅涵盖了DSP的基础理论和核心概念，更着重于介绍当前最先进的技术和实际应用，帮助读者掌握在日益复杂的数字世界中理解、分析和处理信号的能力。无论您是初学者寻求坚实的基础，还是从业者希望拓展技术视野，抑或是研究者渴望了解最新进展，本书都将是您不可或缺的得力助手。 核心内容概览 本书的结构设计旨在循序渐进，从基本原理出发，逐步深入到复杂的算法和应用。 第一部分：数字信号处理基础 信号与系统： 本部分将首先回顾连续时间信号与系统的基本概念，如信号的分类（周期、非周期、能量、功率信号等）、系统的性质（线性、时不变、因果、稳定等），以及描述系统行为的数学工具，如微分方程。在此基础上，我们将重点介绍离散时间信号与系统的数学模型，包括离散时间信号的表示、基本离散时间信号（单位冲激、单位阶跃、指数信号等）以及离散时间系统的表示，例如差分方程。读者将学习如何通过差分方程来描述和分析LTI（线性时不变）系统的行为。 傅里叶分析： 傅里叶分析是DSP的核心基石。我们将详细阐述离散时间傅里叶级数（DTFS）、离散时间傅里叶变换（DTFT）及其性质。DTFS用于分析周期性离散时间信号的频谱特性，而DTFT则将其推广到非周期信号。读者将深入理解频谱的概念，以及信号在时域和频域之间的转换如何揭示信号的内在规律。此外，本书还将重点介绍傅里叶变换在信号滤波、频谱分析等方面的应用，为后续章节奠定基础。 Z变换： Z变换是分析离散时间系统，尤其是因果和稳定系统的强大数学工具。我们将详细介绍Z变换的定义、性质，并重点讨论其在系统分析中的应用，如系统函数、零极点分析、系统稳定性判断以及系统响应的求解。通过Z变换，我们可以更方便地分析和设计数字滤波器，理解数字系统的动态行为。 采样定理与量化： 采样定理是连接连续信号与离散信号的关键。本书将深入阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释为何需要以高于信号最高频率两倍的速率进行采样才能避免混叠。我们将详细讨论采样过程中的理想采样、实际采样以及采样率的选择对信号信息保真度的影响。同时，量化作为数字信号处理不可或缺的一环，也将被详尽介绍。我们将分析量化误差的产生及其对信号质量的影响，并探讨不同的量化技术，如均匀量化和非均匀量化，以及如何通过增大字长来减小量化误差。 第二部分：数字滤波器设计与实现 数字滤波器概述： 数字滤波器是DSP中最重要和应用最广泛的工具之一，用于去除噪声、提取特定频率成分或改变信号的幅度/相位响应。本部分将对数字滤波器的基本概念进行介绍，包括滤波器的类型（低通、高通、带通、带阻）、滤波器性能指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）以及滤波器设计的基本流程。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器以其结构简单、计算量小而受到青睐。我们将详细介绍几种经典的IIR滤波器设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫（I型和II型）以及椭圆滤波器。对于每种滤波器，都将深入讲解其设计原理、设计公式、设计步骤以及不同滤波器类型在性能上的权衡。读者将学习如何根据实际需求选择合适的IIR滤波器类型，并掌握其设计过程。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器具有线性相位特性，这在一些对信号相位失真敏感的应用中至关重要。我们将详细介绍FIR滤波器设计的几种主要方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗）和频率采样法。对于窗函数法，我们将分析不同窗函数在频率选择性和过渡带宽度之间的权衡。读者将学习如何选择合适的窗函数来设计满足特定性能要求的FIR滤波器。 滤波器实现： 设计完成后，滤波器需要在数字域中实现。本部分将介绍FIR和IIR滤波器在硬件或软件中的常见实现结构，如直接型、级联型、并联型等。我们将分析不同结构在计算复杂度、存储需求以及数值稳定性方面的差异，并探讨实现中的一些挑战，如量化效应和溢出问题，以及相应的处理方法。 第三部分：信号变换与分析 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是将有限长度的离散时间信号转换到频域的离散形式。本书将详细介绍DFT的定义、性质，并着重讲解如何高效计算DFT的快速算法——FFT。我们将分析FFT的算法原理，如按时间抽取和按频率抽取的基-2 FFT算法，以及其在信号处理中的巨大优势。读者将学习如何利用FFT进行频谱分析、系统辨识等。 短时傅里叶变换（STFT）与维纳滤波： 对于非平稳信号，传统的傅里叶变换无法提供时间和频率的联合信息。STFT通过在信号的短时窗内进行傅里叶变换，从而揭示信号随时间变化的频谱特征。本书将详细介绍STFT的原理、实现和应用，例如在语音信号处理和图像分析中的应用。同时，我们将介绍维纳滤波是一种最优线性滤波器，它能够根据信号和噪声的统计特性，在均方误差最小的意义下，从含有噪声的信号中提取出原始信号。我们将讲解维纳滤波的理论基础、设计方法及其在噪声抑制方面的应用。 小波变换： 小波变换作为一种时频分析工具，能够提供比STFT更精细的时频分辨率。本书将介绍小波变换的基本思想，包括尺度函数和小波函数，以及连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT）。我们将阐述DWT的运算过程，如Mallat算法，并探讨不同类型的小波（如Haar、Daubechies小波）的特性。读者将了解小波变换在信号去噪、特征提取、图像压缩等领域的强大能力。 第四部分：数字信号处理的应用 自适应信号处理： 自适应信号处理技术能够根据输入信号的变化自动调整滤波器参数，以实现最佳的信号处理效果。我们将重点介绍最经典的自适应滤波算法——最小均方（LMS）算法及其变种，并探讨其在语音信号处理（如回声消除、噪声抑制）、信道均衡、系统辨识等方面的广泛应用。 多速率信号处理： 多速率信号处理涉及对信号进行不同采样率的处理，是许多现代通信和信号处理系统中的关键技术。我们将详细介绍信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）原理，以及多速率滤波器的设计和实现。读者将了解这些技术在音频、视频编码以及软件无线电等领域的应用。 数字图像处理基础： 本部分将介绍数字信号处理在图像领域的初步应用。我们将讲解图像的表示、基本的图像增强技术（如灰度变换、直方图均衡化）、图像平滑与锐化（滤波操作），以及边缘检测的基本原理。读者将初步了解如何运用DSP技术来改善和分析图像。 现代通信与嵌入式DSP： 随着通信技术的飞速发展，DSP在现代通信系统中扮演着核心角色。我们将探讨DSP在数字调制解调、信道编码、多载波通信（如OFDM）等关键技术中的应用。此外，本书还将简要介绍嵌入式DSP处理器的体系结构、指令集以及在实际嵌入式系统中的开发流程，为读者提供了解硬件实现和系统集成方面的视角。 本书的特色与价值 理论与实践相结合： 本书不仅深入浅出地讲解了DSP的理论基础，还通过大量的算例和分析，展示了各种算法和技术的实际应用。 覆盖面广： 从基础概念到前沿技术，本书力求为读者提供一个全面的DSP知识体系。 紧扣时代发展： 本书关注DSP在现代通信、信息处理等领域的最新发展和应用热点。 易于理解： 严谨的数学推导与清晰的语言相结合，旨在降低学习门槛，使读者能够循序渐进地掌握DSP技术。 启发思考： 在讲解核心内容的同时，本书也鼓励读者思考DSP技术在解决实际问题中的潜力与局限。 通过阅读本书，您将能够深刻理解数字信号处理的原理，掌握分析和设计各种DSP系统的核心方法，并能够将这些知识应用于解决实际工程问题，为在信息时代浪潮中把握机遇奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书在习题和配套资源方面做得相当出色，这一点对于衡量一本技术教材的实用价值至关重要。大量的例题贯穿于正文之中，它们的设计绝非简单的数字代换，而是紧密结合了实际工程中的典型场景，比如雷达信号处理中的脉冲压缩、音频信号中的降噪处理等。这些例题的详细解答部分，清晰地展示了从问题分析、选择合适的数学工具到最终得出结论的全过程，示范了标准化的解题规范。更棒的是，书后附带的综合性大题，往往需要整合多个章节的知识点才能攻克，这极大地锻炼了读者的系统思维能力。我个人特别喜欢其中关于FFT算法实现的部分，它不仅给出了理论分析，还附带了伪代码，对于我们这些需要将其转化为实际编程代码的工程人员来说，无疑是极大的便利。这种理论与实践紧密结合的模式，让学习过程不再是单向的知识灌输，而是双向的思考与应用训练，真正做到了学以致用。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅时，我最大的感受是内容编排的逻辑性极强，它仿佛遵循着一条由浅入深、环环相扣的思维路径，引导读者自然而然地建立起数字信号处理的知识体系。作者并没有急于抛出复杂的理论，而是从最基础的采样定理和离散时间系统入手，层层递进地引入卷积、Z变换和傅里叶分析等核心工具。这种教学顺序的设计，充分考虑了读者心智的接受过程。尤其是在讲解滤波器设计时，作者没有采用那种直接给出公式堆砌的方式，而是先从理论模型（如理想低通滤波器）出发，剖析其实际实现的局限性，再自然过渡到窗函数法和频率采样法等实用技巧的引入。每种方法都详细阐述了其物理意义和设计思想，而不是仅仅停留在数学运算层面。这种“知其然，更要知其所以然”的讲解方式，让我对信号处理的整体框架有了更深刻的理解，不再觉得那些复杂的公式是孤立存在的符号。它成功地将抽象的数学概念“具象化”了，让人感到原理就在手边，触手可及。

评分☆☆☆☆☆

这本书的难点把握得非常精准，它成功地平衡了“深度”与“广度”之间的微妙关系。对于初学者来说，它确保了基础概念的扎实打底，不留下任何概念上的模糊地带。但同时，对于已经有一定基础的进阶学习者，书中也毫不吝啬地探讨了诸如多相分解、子带编码以及现代谱估计方法等更前沿的话题。我发现，即便是对那些我原本认为已经掌握得比较好的内容，再次通过这本书的视角审视时，总能发现新的理解层次。作者在处理复杂推导时，总能用一种令人信服的、近乎对话的方式来引导读者完成每一步逻辑飞跃，而不是冷冰冰地罗列公式。这种写作风格体现了作者深厚的教学功力和对学科本质的深刻洞察。总而言之，这本教材的价值在于它提供了一个完整且高质量的学习路径，无论你是想打下坚实的理论基础，还是想在特定方向上进行更深入的研究，它都能提供充足的养分和清晰的指引，是一本真正能伴随读者从入门到精通的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧设计真是让我眼前一亮，细节处见真章。封面采用了一种很有质感的哑光材质，触感温润，拿在手里很舒服。字体选择上，主标题大气而不失稳重，副标题则采用了更现代、更清晰的无衬线字体，整体视觉效果非常协调。内页的纸张选择也值得称赞，白度适中，不会过于刺眼，长时间阅读眼睛不容易疲劳。最让我欣赏的是其内部的结构布局。每一章的开头都有清晰的导读和知识点预览，这对于自学者来说简直是福音，能迅速把握本章的重点和难点。公式和图表的绘制极其精细，线条清晰、标记准确，即便是复杂的傅里叶变换图谱，也能一眼看清其脉络，这在很多教材中是很难得的。作者在处理一些关键概念时，不仅给出了严谨的数学推导，还配有大量的插图来辅助理解，这些图示不仅仅是装饰，而是真正帮助我构建知识框架的“脚手架”。例如，在讲解Z变换的收敛域时，用不同颜色的曲线和阴影区域清晰地标示出了对应的区域，这种细致入微的处理，极大地降低了初学者的入门门槛。整体来看，这不仅仅是一本教材，更像是一件精心打磨的工艺品，体现了出版方对知识传播载体应有态度的尊重。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我之前接触过几本国外引进的经典教材，它们内容详实但往往过于偏重理论的深度挖掘，对于国内读者的阅读习惯和教学体系来说，有时会显得有些“水土不服”。然而，这本教材在保持学术严谨性的同时，非常注重本土化的表达方式和知识点的切入点。作者在介绍一些概念时，会引用国内科研和工业界常用的术语和标准，使得我们这些在现有体系下学习的人能更快地建立起认知联系。例如，在讨论有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器的对比时，书中对稳定性和计算复杂度的讨论，明显更贴合我们现有硬件资源的限制和常见的应用需求。此外，书中对于一些历史背景和发展脉络的简短介绍，也让整个学科的学习过程变得更加丰满和有人情味，它让我感觉自己不是在阅读一本冰冷的公式手册，而是在跟随一位经验丰富的导师，逐步探索一个充满智慧的领域。