数字信号处理实验与学习指导(高等学校应用型特色规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

宋宇飞 著

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 实验指导
• 高等教育
• 应用型教材
• 工程教育
• MATLAB
• 通信工程
• 电子工程
• 控制工程

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302284123

商品编码：29718193262

包装：平装

出版时间：2012-10-01

基本信息

书名:数字信号处理实验与学习指导(高等学校应用型特色规划教材)

定价：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:宋宇飞

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-10-01

ISBN：9787302284123

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

　　安排了基本实验与综合实验，有助于加深理解数字信号处理的基本原理，并熟悉MATLAB的应用。
　　系统梳理了数字信号处理的基本概念和理论线索，并详细分析了典型例题和部分习题，方便课后的系统练习和巩固基本知识。

内容提要

　　本书是立足于工程应用型本科的教学实践而编写的数字信号处理实验与学习指导教材。
　　《高等学校应用型特色规划教材：数字信号处理实验与学习指导》是主教材《数字信号处理》的教辅材料，分为实验指导篇与学习指导篇。实验指导篇根据数字信号处理的基本概念与原理、重要算法与应用，安排了基本实验与综合实验，方便学生上机练习，以加深理解数字信号处理的基本原理，并熟悉MATLAB的应用；学习指导篇贴近数字信号处理的基本知识点与理论体系，系统梳理数字信号处理的基本概念和理论线索，并详细分析典型例题和部分习题，方便学生进行课后的系统练习和巩固基本知识。
　　本书可作为电子信息类本科专业的教材和其他相关专业的教学参考书，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。

目录

实验指导篇
章　基础实验
实验一 时域离散信号的产生和基本运算
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验二 时域离散系统及系统响应
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验三 离散时间傅里叶变换DTFT及IDTFT
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验四 离散傅里叶变换DTFT及IDFT
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验五 用FFT做频谱分析
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验六 时域采样与信号的重建
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验七 频域采样与恢复
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
实验八 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验九 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
实验十 用窗函数法设计FIR数字滤波器
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
六、实验参考
实验十一 用频率采样法设计FIR数字滤波器
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
实验十二 用FDATool设计数字滤波器
一、实验目的
二、实验原理与方法
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告

第2章　综合实验
综合实验一 利用FFT分析信号频率成分和功率
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
综合实验二 语音信号的采样和频谱分析
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告
综合实验三 用谱减法实现语音增强
一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容
四、实验预习
五、实验报告

学习指导篇
第3章　时域离散信号与系统
3.1 本章基本要求
3.2 学习要点与公式
3.2.1 信号与系统的类型
3.2.2 典型序列的特点
3.2.3 序列的运算
3.2.4 时域离散系统
3.2.5 时域离散系统的输入输出描述——线性常系数差分方程
3.2.6 模拟信号的数字处理方法
3.3 典型例题
3.4 习题选解

第4章 时域离散信号与系统的频域分析
4.1 本章基本要求
4.2 学习要点与公式
4.2.1 DTFT和IDTFT
4.2.2 DTFT的基本性质
……
参考文献

作者介绍

文摘

序言

数字信号处理：原理、方法与实践 一、引言 在现代科技飞速发展的浪潮中，数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）已经渗透到我们生活的方方面面，成为信息科学和工程领域不可或缺的核心技术。从手机通讯、音频视频处理，到医学成像、雷达探测，再到工业控制和科学研究，几乎所有涉及信息获取、传输、分析和应用的场景，都离不开数字信号处理的身影。本书旨在为读者构建一个全面而深入的数字信号处理知识体系，系统阐述其基本原理、核心方法，并结合实际应用，指导读者掌握相关技术。 二、数字信号处理的基本概念与理论 本书首先从数字信号处理的基础概念入手，为读者打下坚实的理论基础。 信号的分类与表示： 深入探讨连续信号与离散信号的区别，以及信号在时域和频域的表示方法。我们将学习如何用数学模型描述各种类型的信号，如周期信号、非周期信号、随机信号等，并理解傅里叶级数、傅里叶变换等工具在信号分析中的重要性。 离散时间系统： 介绍线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时移不变性。我们将详细讲解卷积运算在LTI系统分析中的核心作用，并引入冲激响应的概念，这是理解系统行为的关键。此外，还将探讨因果性、稳定性等系统的重要特性。 采样定理： 深入剖析奈奎斯特-香农采样定理，阐述如何从连续信号中提取离散信号而不丢失信息。我们将讨论采样频率的选择、采样过程中的失真（如混叠），以及抗混叠滤波器的作用。 傅里叶分析在离散信号中的应用： 重点介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）。DTFT用于分析无限长离散信号的频谱，而DFT则为有限长离散信号提供了计算上的可行性。我们将详细讲解DFT的计算方法、性质，以及其在频谱分析中的广泛应用。 快速傅里叶变换（FFT）： 介绍FFT算法，这是DFT的高效计算方法，极大地降低了计算复杂度，使得实时信号处理成为可能。我们将分析FFT的算法原理，并探讨其在实际工程中的意义。 三、数字滤波器设计与实现 数字滤波器是数字信号处理的核心组成部分，用于对信号进行选择性地保留或去除特定频率成分，实现信号的增强、去噪、均衡等目的。本书将系统介绍数字滤波器的设计与实现。 滤波器的分类： 详细介绍FIR（有限冲激响应）滤波器和IIR（无限冲激响应）滤波器两大类。我们将分析它们的结构、优缺点，以及各自适用的场景。 FIR滤波器设计： 讲解多种FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等），以及频率采样法、最优逼近法（如Parks-McClellan算法）等。我们将分析不同窗函数对滤波器性能的影响，并指导读者根据设计指标选择合适的窗函数和设计方法。 IIR滤波器设计： 介绍IIR滤波器的设计思路，主要基于模拟滤波器的设计方法，通过幅频特性和相频特性的要求，将模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的传递函数通过双线性变换等方法转换为数字域。我们将分析不同模拟滤波器的特性，以及它们转换到数字域后的性能表现。 滤波器实现： 讲解FIR和IIR滤波器的直接型、级联型、并联型等多种实现结构，以及如何通过差分方程和传递函数来描述滤波器的运算过程。我们将探讨不同实现结构的计算量、硬件实现复杂度以及对数值精度的影响。 四、信号处理中的其他重要技术 除了滤波器设计，数字信号处理还涉及诸多其他关键技术，本书也将逐一进行阐述。 随机信号处理： 探讨随机信号的统计特性，如均值、方差、自相关函数、互相关函数等。我们将介绍谱估计算法，如周期图法、Welch法，用于估计随机信号的功率谱密度，这对于分析噪声信号、通信信号等至关重要。 多速率信号处理： 介绍信号的抽取（下采样）和内插（上采样）技术，以及相关的抗混叠和抗镜像滤波器的设计。我们将分析多速率信号处理在信号压缩、通信系统和软件无线电等领域的应用。 自适应信号处理： 介绍自适应滤波器的基本原理和常见算法，如最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法。我们将探讨自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信道均衡等场景下的应用。 相关与卷积： 深入理解自相关和互相关函数在信号分析中的作用，例如用于信号的检测、识别和同步。再次强调卷积在LTI系统分析和信号滤波中的地位。 Z变换： 介绍Z变换作为拉普拉斯变换在离散时间信号分析中的对应。我们将详细讲解Z变换的定义、性质，以及如何利用Z变换分析离散时间系统的稳定性和频率响应。 五、数字信号处理的应用实例 理论与实践相结合是掌握一项技术的不二法门。本书将结合丰富的实际应用案例，帮助读者理解数字信号处理在各个领域的实际落地。 通信系统： 介绍数字信号处理在调制解调、信道编码、均衡、谱分析等方面的应用，如CDMA、OFDM等技术。 音频与图像处理： 探讨音频信号的压缩（如MP3、AAC）、降噪、语音识别，以及图像信号的滤波、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG）等。 生物医学工程： 介绍数字信号处理在心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的采集、分析和疾病诊断中的应用，以及医学成像技术（如CT、MRI）的信号处理原理。 控制系统： 阐述数字信号处理在数字控制器设计、系统辨识、故障诊断等方面的作用。 雷达与声纳系统： 讲解数字信号处理在目标检测、跟踪、测距、分类等核心功能中的应用。 数据采集与模式识别： 介绍如何利用数字信号处理技术对采集到的数据进行预处理、特征提取，并结合模式识别算法进行分类和决策。 六、学习方法与实践指导 为了帮助读者更好地掌握数字信号处理的知识，本书将提供一系列的学习建议和实践指导。 理论与实验相结合： 鼓励读者在掌握基本理论后，通过动手实践来加深理解。我们将提供一些经典的实验示例，指导读者使用常用的信号处理软件（如MATLAB/Simulink）来实现和验证所学的算法。 循序渐进的学习路径： 本书内容安排遵循由浅入深的原则，从基础概念到复杂算法，逐步引导读者建立完整的知识体系。 案例分析与问题导向： 通过分析实际工程问题，引出相应的理论和方法，使学习过程更具针对性和实用性。 编程实现与仿真： 强调通过编程实现算法的重要性，鼓励读者动手编写代码，进行仿真实验，观察不同参数和算法对信号处理结果的影响。 拓展阅读与前沿追踪： 建议读者在掌握基础知识后，继续深入研究特定领域的数字信号处理技术，并关注该领域的最新发展。 七、结论 数字信号处理是一门充满活力和创新性的学科。本书力求为读者提供一个系统、深入、实用的学习平台，帮助读者不仅理解数字信号处理的“是什么”，更能掌握“如何做”，并能将所学知识应用于解决实际工程问题。通过对本书的学习，读者将能够： 深刻理解数字信号处理的基本原理和核心概念。 掌握多种数字信号处理算法的设计与实现方法。 熟悉数字信号处理在通信、音频、图像、生物医学等领域的典型应用。 具备利用专业软件进行信号处理仿真和实验的能力。 为进一步深入研究和从事相关领域的工作奠定坚实基础。 本书的编写，旨在激发读者对数字信号处理的兴趣，培养其解决复杂工程问题的能力，为培养适应未来科技发展需求的应用型人才贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

从内容深度和广度上来说，这本书的处理拿捏得非常到位，简直是一本“刚刚好”的教材。它没有陷入过度理论化而导致的空泛，也没有为了追求“实验指导”而流于表面的简单操作。它在理论讲解和实际操作之间找到了一个非常微妙的平衡点。我特别喜欢它在介绍每种算法后，都会紧接着给出相关的编程实现思路或者伪代码提示。这使得我们不再是“看懂了理论，但不知道怎么敲代码”的窘境。它更像是一座桥梁，连接了DSP的数学模型和计算机仿真世界。我个人认为，对于想在毕业设计或者实际工作中应用DSP技术的工程师而言，这本书提供的知识框架是极其稳固的。它不仅教会了你“是什么”，更重要的是，它指导了你“怎么做”，这种实用主义的倾向，让这本书的价值倍增。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常平易近人，完全没有那种传统教材的架子气。作者似乎很擅长用最朴实的语言来解释最晦涩的概念，读起来一点也不费力，仿佛在跟一位经验丰富的前辈聊天，而不是在啃一本教科书。我尤其欣赏作者在描述算法原理时所展现出的那种循序渐进的逻辑。比如讲到卷积这个核心概念时，它不是直接抛出一个复杂的积分公式，而是先从离散时间信号的相乘相加过程入手，一步步地引出数学表达。这种“做中学，理解中深化”的教学思路，对我理解数字滤波器的设计至关重要。读这本书时，我经常会忍不住拿起笔，跟着作者的思路自己演算一遍，然后发现，原来那些晦涩的术语，一旦拆解开来，逻辑链条是如此顺畅和自然。对于自学者来说，这种‘保姆式’的讲解，无疑大大降低了入门的门槛，让人少走了不少弯路，非常值得信赖。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来概括这本书给我的感受，那就是“系统性与启发性并存”。它不仅仅是一本工具书，更像是一本能激发你思考的读物。它在章节安排上，从最基础的采样定理开始，逐步过渡到Z变换、滤波器设计，最后收尾于实际的系统实现，整个脉络非常清晰，像一个精心构建的知识迷宫，但每一步都有明确的指示牌。更让我感到惊喜的是，在涉及一些前沿概念时，作者会适当地点拨，引导读者去思考“如果我想实现一个自适应滤波器，我还需要补充哪些知识点？”这种开放式的引导，让这本书的生命力得以延续，不会因为知识的快速迭代而显得过时。它教会的不仅仅是知识点，更是一种面对复杂数字信号处理问题时，那种结构化分析和解决问题的思维模式，这一点，对于任何希望在该领域深耕的人来说，都是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量也给我留下了非常好的印象。要知道，理工科的学习过程中，经常需要对照图表和代码进行反复查阅，如果纸张质量不好或者印刷模糊，体验感会直线下降。这本书的纸张选择了适中的哑光，既能有效避免反光，又不会显得过于粗糙，长时间阅读眼睛非常舒适。更赞的是，书中的所有波形图、频谱图都清晰锐利，线条和标注一丝不苟，即便是非常精细的频率细节也能看得一清二楚。这种对细节的尊重，其实也侧面反映了作者对教学质量的严谨态度。在很多关键的对比实验中，作者巧妙地使用了不同颜色的线条来区分原始信号和处理后的信号，这种视觉上的区分度极高，极大地提升了阅读和分析图谱的效率，让人感觉这是一本真正为学习者着想的用心之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种带着科技感的蓝色调，配上清晰的字体，让人一看就知道是搞技术的。我拿到手的时候，首先就被它厚实的质感吸引住了，感觉内容肯定很扎实。试着翻了几页，发现排版布局非常合理，重点内容和公式推导都用不同的颜色和字体做了区分，对于初学者来说，这种清晰的引导简直是救星。特别是那些复杂的数学公式，它们不是简单地罗列在那儿，而是配合着详细的文字解释，像是有一位耐心的老师在你耳边为你解读每一个符号的含义。我对其中的某一个章节印象特别深刻，它详细讲解了傅里叶变换在实际工程中的应用场景，用的是非常生活化的例子，而不是那种枯燥的纯理论阐述。这种将理论与实践紧密结合的编写方式，极大地激发了我继续深入学习的兴趣，让我感觉DSP不再是高不可攀的象牙塔里的学问，而是可以触摸、可以应用的工具。这本书的作者显然非常了解读者的学习曲线，知道我们在哪里容易卡壳，并在那些关键节点上提供了恰到好处的“脚手架”。