数字信号处理系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李洪涛，顾陈，朱晓华 著

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• 数字信号处理
• 系统设计
• DSP
• 信号处理系统
• 嵌入式系统
• 通信工程
• 电子工程
• 算法实现
• MATLAB
• FPGA

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118110524

商品编码：29728998289

包装：平装-胶订

出版时间：2016-10-01

基本信息

书名：数字信号处理系统设计

定价：69.00元

作者：李洪涛、顾陈、朱晓华

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-10-01

ISBN：9787118110524

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以数字信号处理理论为基础，详细介绍了与之相关的系统设计知
识，内容涵盖了数字信号处理系统算法及其组成、高速数据采集技术、半
导体存储技术、高速数据通信技术、DSP 与FPGA 技术，以及电磁兼容与
印刷电路板设计技术等。
本书章概述了数字信号处理算法及其系统组成；第2～4章介绍了
与之相关的数据采集、存储及传输技术；第5、6章分别介绍了数字信号处理
系统中的两大核心处理芯片——DSP 及FPGA 在数字信号处理系统中的应
用；第7 章介绍了电磁兼容与印刷电路板设计技术。
本书可作为教材，内容丰富、结构合理、图文并茂，便于实施系统教

目录

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目录
章绪论

1.1引言

1.2数字信号处理方法

1.2.1FFT算法

1.2.2FIR滤波器的基本结构

1.2.3IIR数字滤波器的基本结构

1.3数字信号处理系统

作者介绍

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文摘

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序言

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《模拟电路的艺术与实践》 内容简介： 本书深入浅出地剖析了模拟电路的核心原理与实际应用，旨在为读者构建一个坚实、全面的模拟电路知识体系。我们避开数字信号处理的范畴，将注意力完全集中在那些决定着我们日常电子设备运作基石的模拟信号的生成、处理与放大。 核心章节概览： 第一部分：基础构建块——无源与有源元件的精妙 电阻的奥秘： 从欧姆定律的物理根源出发，探究各类电阻（固定、可变、敏感电阻）的特性、选择标准以及在电路中的作用。我们将详细阐述电阻的功率损耗、温度系数等影响实际性能的关键参数，并通过实际电路实例说明其在分压、限流、阻抗匹配等方面的应用。 电容的储能之道： 深入理解电容的充放电过程，解析电介质的特性如何影响电容量。本书将介绍不同类型的电容器（陶瓷、电解、薄膜等）及其适用场合，并重点讲解电容在滤波、耦合、旁路、定时电路中的关键作用。你将学习如何根据频率响应和直流偏置选择合适的电容，并理解其ESR（等效串联电阻）和漏电流的影响。 电感的磁场力量： 探索电感器在磁场中的能量存储机制，理解其感应电动势的产生原理。从简单的线圈到复杂的变压器，本书将细致分析电感的参数（电感量、品质因数）以及它们如何影响电路的动态行为。我们将聚焦电感在振荡电路、电源滤波、射频耦合等领域的关键作用。 二极管的单向导通： 深入讲解PN结的形成与特性，以及不同类型二极管（整流二极管、稳压二极管、肖特基二极管、发光二极管）的工作原理和应用。我们将详细分析二极管的伏安特性曲线，并演示它们在整流、限幅、保护电路等方面的实践。 三极管的放大之魂： 聚焦BJT（双极结型晶体管）和FET（场效应晶体管）两大类晶体管。对于BJT，我们将深入BJT的电流放大机制、不同工作区（截止、放大、饱和）的特性，以及共射、共集、共基三种基本放大组态。对于FET，我们将剖析MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的栅控电流特性、不同类型（N沟道、P沟道、增强型、结型）的差异，以及它们在开关和放大应用中的优势。 集成运放的万能之基： 将集成运算放大器（Op-amp）作为模拟电路设计中的核心构件。我们将详细介绍理想运放模型及其关键参数（开环增益、输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比、压摆率）。本书将通过大量的实际电路图，讲解同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本应用，并深入探讨运放作为比较器、信号发生器、有源滤波器等复杂功能的核心。 第二部分：电路的艺术——放大器与滤波器 放大器设计精要： 本部分将系统性地讲解各类模拟放大器的设计。从直流耦合、交流耦合放大器的设计，到单级、多级放大器的级联策略，我们将深入探讨放大器的频率响应、增益稳定性、输入输出阻抗匹配等关键性能指标。你将学习如何根据信号的特性和应用需求，设计出满足特定增益、带宽、失真要求的高性能放大器。具体包括： 跨导放大器与跨阻放大器： 讲解两种重要的电流-电压转换电路，理解其在传感器信号调理中的应用。 低噪声放大器（LNA）： 介绍低噪声设计的关键技术，包括选用低噪声器件、阻抗匹配等，对于射频和微弱信号检测至关重要。 功率放大器： 探讨不同类别的功率放大器（A类、B类、AB类、C类）的工作原理、效率、失真特性，以及在音频、射频等领域的应用。 滤波器的信号调理： 深入剖析模拟滤波器的设计与实现。我们将从基本概念入手，讲解低通、高通、带通、带阻四种基本滤波器类型。随后，我们将系统介绍巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等滤波器逼近函数的特性，并演示如何在电路中实现这些滤波器。本书将详细讲解有源滤波器的设计，包括使用运放构建巴特沃斯和切比雪夫有源低通、高通滤波器，以及带通和带阻滤波器。你将掌握如何根据信号的频率特性，设计出精确的模拟滤波器以滤除噪声，提取有用信息。 第三部分：动态系统的构建——振荡器与稳压电源 振荡器的和谐之音： 探索产生周期性信号的振荡器电路。我们将深入分析RC振荡器（移相、维恩电桥）、LC振荡器（哈特莱、科勒皮茨）以及晶体振荡器的原理，理解正反馈和频率选择性元件在振荡起振和稳定中的作用。本书将指导读者如何根据所需的频率和稳定性要求，设计和选择合适的振荡器拓扑。 稳压电源的稳定基石： 详细讲解直流稳压电源的设计与实现。从简单的串联型和并联型稳压电路，到更复杂的开关稳压器（虽然其本质是数字控制，但其模拟信号调节部分是核心），我们将剖析其工作原理、纹波抑制、负载调整率、线性调整率等关键性能指标。你将学习如何设计出高效、稳定的电源，为各类电子设备提供可靠的能量支持。 第四部分：实际应用与设计挑战 信号调理与传感器接口： 讲解如何设计模拟信号调理电路，以匹配不同传感器的输出特性，并将其转化为适合后续处理的标准信号。这包括信号放大、滤波、偏置以及阻抗匹配等。 跨阻放大器（TIA）在光电传感器中的应用： 专门探讨TIA电路在光电二极管、光电晶体管等光电探测器信号读取中的关键作用，理解其电流-电压转换的精度和带宽要求。 射频前端的模拟基础： 简要介绍射频信号的模拟处理，如混频器、解调器等基础模块，尽管不深入数字解调，但会强调模拟前端设计的重要性。 PCB布局与接地技术： 强调模拟电路设计中PCB布局和接地技术的重要性，解释不良布局如何引入噪声和干扰，以及如何通过合理的接地策略来提高电路的稳定性与性能。 本书的每一个章节都力求从理论到实践，通过详细的原理分析、清晰的电路图示以及贴合实际的设计案例，帮助读者掌握模拟电路设计的核心技能。我们注重培养读者的电路分析能力、故障诊断能力和创新设计能力，使读者能够独立完成各种复杂的模拟电路设计任务。本书不涉及任何数字信号的采集、处理、量化、编码等过程，专注于模拟世界的精妙与应用。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《数字信号处理系统设计》这本书最大的价值之一在于它对采样定理的深入浅出阐释。在学习数字信号处理之前，我对“采样”这个概念的理解仅停留在“取点”的层面，认为只要把连续信号变成离散信号就行了。然而，这本书却让我认识到采样过程的严谨性和关键性。它首先详细讲解了Nyquist-Shannon采样定理，并用生动的比喻说明了采样频率与信号最高频率之间的关系。我特别喜欢书中用一个快速旋转的风扇在不同帧率的摄像机下产生的视觉现象来解释采样不足可能导致的混叠效应，这种形象化的类比，让原本抽象的理论变得触手可及，也让我深刻理解了为什么在实际系统中，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。书中还探讨了过采样和欠采样的优缺点，以及如何利用抗混叠滤波器来避免采样过程中出现的问题。它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是解释了“为什么”。书中对重构滤波器的讲解也同样精彩，它让我明白，仅仅采集到足够多的数据并不够，还需要通过适当的滤波器来还原原始的连续信号。这种对采样和重构过程的完整阐述，为我构建了完整的数字信号处理的“输入-输出”模型。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《数字信号处理系统设计》爱不释手，很大程度上在于它对算法和系统实现的独特视角。很多教材在讲解算法时，往往停留在数学原理的层面，而这本书却将算法与具体的系统设计紧密结合，让我理解了理论知识如何转化为实际可运行的系统。例如，在讲解离散卷积时，它不仅给出了数学公式，还详细分析了直接计算法的复杂度，并引入了分段卷积、快速卷积等优化方法，这些内容对于在资源受限的嵌入式系统上实现高效的信号处理至关重要。书中对于FFT（快速傅里叶变换）的讲解，更是让我眼前一亮。它并没有仅仅停留于算法的推导，而是着重于解释FFT是如何通过“分治法”的思想，将N点DFT的计算量从O(N^2)降低到O(N log N)的。更令我惊喜的是，书中还提供了C语言和MATLAB两种不同语言下的FFT实现示例，并对代码进行了详细的注释，这让我能够理解算法的内在逻辑，并尝试在自己的项目中进行移植和应用。此外，书中还探讨了溢出、量化误差等数字信号处理中常见的实际问题，并提出了相应的解决方案，这些都是在理论书籍中很少触及的内容。它让我认识到，设计一个成功的数字信号处理系统，不仅需要扎实的理论基础，还需要对工程实现的细节有深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《数字信号处理系统设计》这本书在数据采集和量化部分的处理，堪称我学习过程中的一次“启蒙”。我之前总是想当然地认为，把模拟信号变成数字信号就是一件简单的事情，然而这本书让我看到了其中的复杂性和精妙之处。它详细阐述了模拟信号到数字信号转换的两个关键步骤：采样和量化。对于采样，它不仅仅是简单地提及了采样定理，还深入探讨了采样保持电路的作用，以及它如何影响信号的连续性。而对于量化，这本书更是花了大量的篇幅进行讲解。它解释了量化误差是如何产生的，以及它对信号精度的影响。书中用生动的图示展示了不同位数的ADC（模数转换器）所产生的量化效果，让我直观地理解了为什么“位数越高，精度越高”。我特别欣赏书中对各种量化方法的介绍，例如均匀量化和非均匀量化，并分析了它们在不同场景下的适用性。书中还讨论了信号动态范围和量化噪声功率之间的关系，让我能够理解如何根据实际需求来选择合适的ADC。它还提到了过采样和噪声整形技术，这些高级的概念并没有让我感到畏惧，反而让我看到了如何通过巧妙的设计来提升信号的整体质量。

评分☆☆☆☆☆

从更深入的角度来看，《数字信号处理系统设计》这本书在对滤波器设计这一核心环节的处理上，给我留下了深刻的印象。之前我接触到的关于滤波器的内容，往往充斥着各种设计指标、幅频特性、相频特性以及Butterworth、Chebyshev、Elliptic等一系列眼花缭乱的滤波器类型，让人看得云里雾里，不知从何下手。而这本书，却巧妙地将这些概念串联起来，并且赋予了它们实际的意义。它首先详细阐述了为什么要设计滤波器，以及滤波器在信号处理中的作用，例如去除噪声、提取特定频率成分等。接着，它循序渐进地介绍了不同类型滤波器的特点和适用场景，并非一味地罗列公式，而是通过对比分析，让我们理解为什么在某些情况下选择FIR滤波器比IIR滤波器更合适，反之亦然。我尤其赞赏书中对滤波器设计流程的清晰梳理，从确定技术指标，到选择滤波器类型，再到进行参数计算和实际实现，每一步都讲解得详尽而有条理。书中还提供了大量的设计实例，并结合MATLAB等工具进行了仿真演示，这让我能够亲手操作，验证理论知识的有效性。例如，书中针对一个具体的噪声抑制问题，演示了如何设计一个低通滤波器，并展示了滤波前后信号在时域和频域的变化，这种直观的对比效果，远比单纯的公式推导来得深刻。此外，它还深入探讨了有限长卷积的计算复杂性以及如何通过FFT算法来优化计算效率，这对于实际系统设计来说至关重要。

评分☆☆☆☆☆

在《数字信号处理系统设计》这本书中，我发现它对于各种经典数字信号处理算法的讲解，都非常有深度和广度。例如，它在介绍自相关函数和互相关函数时，不仅给出了数学定义，还详细解释了它们在信号分析中的物理意义。它说明了自相关函数如何反映信号的周期性和平稳性，而互相关函数则如何用于检测两个信号之间的相似性和时延。书中通过实际例子，展示了如何利用自相关函数来识别周期性信号中的周期，以及如何利用互相关函数来估计信号的传播延迟，例如在雷达和声纳系统中。更让我惊喜的是，它还探讨了这些函数在噪声背景下的鲁棒性，以及如何通过平均处理来降低噪声的影响。此外，书中对卷积运算的讲解也同样细致。它不仅仅是停留在数学定义上，而是深入探讨了其在系统响应中的作用。它解释了线性时不变（LTI）系统的输出信号是输入信号与系统冲激响应的卷积，并详细阐述了这一概念在系统分析和设计中的重要性。书中还引入了快速卷积算法，例如基于FFT的卷积，让我看到了如何通过高效的算法来解决计算量巨大的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对“多速率信号处理”的讲解方面，给我带来了巨大的启发。我之前一直认为，信号的处理速度和采样率是固定不变的。然而，《数字信号处理系统设计》这本书却让我认识到，在某些应用场景下，对信号的采样率进行改变，能够带来显著的效率提升和设计上的便利。它首先解释了多速率信号处理的核心概念，即对信号进行抽取（decimation）和插值（interpolation）。书中用形象的比喻，比如将一个高分辨率的图像进行下采样，或者将一个低分辨率的视频进行上采样，来解释抽取和插值的直观意义。它详细阐述了抽取和插值过程中可能出现的频谱混叠和混叠效应，并介绍了如何利用抗混叠滤波器和重构滤波器来解决这些问题。我特别欣赏书中对Polyphase Filter Bank（多相滤波器组）的讲解，它是一种非常高效的多速率信号处理结构，能够将信号的抽取和插值过程分解为多个并行的子滤波器，从而大大降低计算复杂度。书中还探讨了多速率信号处理在通信系统、音频信号处理以及图像处理等领域的广泛应用。

评分☆☆☆☆☆

让我对《数字信号处理系统设计》这本书印象深刻的，还有它对“谱估计”这一核心概念的深入讲解。过去，我对于信号的频谱分析，总是停留在傅里叶变换的层面，认为只要做了FFT就能得到信号的频谱。然而，这本书让我认识到，谱估计远不止于此。它详细阐述了参数化谱估计和非参数化谱估计的概念，并对各种经典算法进行了细致的分析。例如，在非参数化方法中，它详细介绍了周期图法、Welch法以及Bartlett法，并分析了它们在估计准确性和方差之间的权衡。我特别欣赏书中用图示对比的方式，展示了不同谱估计方法在处理带有噪声的信号时，其估计结果的差异，这让我能够更直观地理解各种方法的优劣。在参数化方法方面，书中对AR模型、MA模型以及ARMA模型谱估计的讲解也同样精彩。它解释了如何利用这些模型来描述信号的内在结构，并从中推导出信号的功率谱密度。书中还探讨了在高分辨率谱估计方面的一些先进技术，例如Burg法和Pisarenko谐波分解法，这些内容让我看到了谱估计技术的最新发展。

评分☆☆☆☆☆

《数字信号处理系统设计》这本书在关于“系统辨识”这一模块的讲解，让我受益匪浅。在此之前，我总觉得系统辨识是一个非常高深莫测的概念，难以捉摸。但这本书却将它分解成了一个个易于理解的步骤。它首先解释了什么是系统辨识，以及为什么在实际工程中需要进行系统辨识。它举例说明，当我们无法直接获得一个系统的内部模型时，可以通过输入和输出来推断其特性。书中详细阐述了两种主要的系统辨识方法：基于模型的辨识和无模型的辨识。它对各种模型结构，如AR模型、MA模型、ARMA模型等进行了清晰的介绍，并解释了它们各自的优缺点。我特别欣赏书中对参数估计算法的讲解，例如最小二乘法，它不仅仅是给出公式，而是用直观的图示来解释其核心思想——最小化预测误差。书中还提到了最大似然估计等其他方法，并分析了它们在不同情况下的适用性。此外，它还讨论了系统辨识的实际挑战，例如噪声的影响、模型的选择以及辨识结果的评估。

评分☆☆☆☆☆

《数字信号处理系统设计》这本书在处理“自适应滤波”这个主题时，展现出了令人惊叹的深度。我之前对自适应滤波器只有一些模糊的概念，认为它能够根据输入信号自动调整自身参数。但这本书让我对它的工作原理和实际应用有了全新的认识。它首先详细解释了自适应滤波器的基本原理，即利用某种准则来最小化滤波器的误差输出，从而不断调整滤波器系数。书中对几种经典的自适应滤波算法进行了详细的讲解，例如LMS（最小均方误差）算法和RLS（递归最小二乘）算法。它不仅给出了这些算法的数学推导，还用图示和伪代码的形式，清晰地展示了它们的迭代过程。我特别喜欢书中对LMS算法的详细分析，它解释了步长因子（μ）的选择如何影响算法的收敛速度和稳定性，以及如何在理论和实际之间找到平衡。书中还展示了自适应滤波器在许多实际场景中的应用，例如噪声消除、回声消除和信道均衡，这些生动的例子让我看到了自适应滤波器的强大能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，仿佛是一股清流，涌入了数字信号处理这个看似深奥的领域，让我这个初学者也能窥见其精妙之处。我一直对信号的变换、分析和处理充满了好奇，但市面上许多教材要么过于理论化，要么缺乏实践指导，总是让我望而却步。直到我翻开这本《数字信号处理系统设计》，才感觉茅塞顿开。它并没有一开始就抛出复杂的数学公式和抽象的概念，而是从最基础的信号采样、量化讲起，用通俗易懂的语言解释了数字信号的本质。我特别喜欢书中对各种典型信号的介绍，例如正弦信号、方波信号、冲激信号等，通过图文并茂的方式，让我直观地理解了它们在时域和频域的表现形式。书中对离散傅里叶变换（DFT）的讲解更是点睛之笔，它并没有直接给出公式，而是通过解释傅里叶分析的核心思想——将一个复杂的信号分解为一系列简单的正弦信号之和——来引导读者理解DFT的意义。这种循序渐进的讲解方式，让我能够一步一步地构建起对数字信号处理的认知体系，而不是被海量的信息淹没。此外，书中还穿插了大量的生活实例，比如音频信号的压缩、图像的处理等，让我看到了数字信号处理在现实生活中的广泛应用，极大地激发了我学习的兴趣和动力。我曾经尝试过一些其他的相关书籍，但总是很快就感到沮丧，因为它们要么跳跃性太强，要么例子过于陈旧。而这本书的例子都非常贴近现代技术，让我能够感受到知识的鲜活生命力。它成功地拉近了理论与实践的距离，让我不再觉得数字信号处理是实验室里的象牙塔，而是可以触及、可以应用的强大工具。