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

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宋宇飞 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302284123

商品编码：29867615058

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

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

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　　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

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　　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

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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

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文摘

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序言

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《信号的世界：从理论到实践的探索之旅》 在这本全面深入的著作中，我们将一同踏上揭示信号奥秘的旅程。本书并非枯燥乏味的理论堆砌，而是旨在带领读者，无论是初涉此道的研究者，还是希望深化理解的工程师，都能在清晰的理论框架下，结合生动的案例，体验信号处理的神奇魅力。本书将系统地梳理信号处理的核心概念，从最基础的信号模型出发，逐步深入到复杂的信号分析技术，并最终引导读者将其应用于实际问题之中。 第一部分：信号的基石——理论的构建 本书的开篇，我们将从信号的本质属性入手，为读者构建坚实的理论基础。 信号的定义与分类： 我们将首先探讨什么是信号，它在自然界和工程领域扮演的角色。从连续时间信号到离散时间信号，从周期信号到非周期信号，从能量信号到功率信号，我们将详细阐述这些基本概念，并借助直观的图示和数学模型，帮助读者深刻理解它们之间的区别与联系。我们将强调，理解信号的分类是后续分析的基础，不同的信号类型需要采用不同的分析工具。 傅里叶变换的精髓： 傅里叶变换无疑是信号处理领域最核心的工具之一。本书将以循序渐进的方式，深入浅出地剖析傅里叶变换的原理。我们将从其几何意义出发，理解如何将一个复杂的时域信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。我们将详细讲解连续傅里叶变换（CFT）、离散时间傅里叶变换（DTFT）以及离散傅里叶变换（DFT）的数学推导和物理意义，并重点阐述它们之间的关系。对于DFT，我们将深入探讨其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）的原理和高效性，为后续的实际应用奠定基础。同时，我们将考察傅里叶变换在频率分析、频谱特性揭示等方面的巨大作用。 拉普拉斯变换与Z变换： 除了傅里叶变换，拉普拉斯变换和Z变换也是分析系统响应和系统稳定性不可或缺的数学工具。我们将详细介绍拉普拉斯变换在连续时间系统分析中的应用，如何通过它来理解系统的零极点、收敛域以及瞬态和稳态响应。随后，我们将转向离散时间系统，深入讲解Z变换的原理，以及它在离散系统分析、滤波器设计等方面的强大功能。我们将强调这两种变换与傅里叶变换的联系，以及它们各自的适用场景。 卷积定理与系统响应： 卷积是信号处理中描述系统对输入信号响应的核心运算。本书将详细阐述卷积的数学定义，并从直观的角度解释其物理含义：一个系统的输出是输入信号与系统冲激响应的卷积。我们将推导并证明卷积定理，强调其在频域分析中的重要性。在此基础上，我们将深入探讨线性时不变（LTI）系统的特性，包括其因果性、稳定性以及系统函数等关键概念。理解系统响应对于设计滤波器、进行系统辨识等至关重要。 第二部分：信号的转化——方法的创新 在掌握了信号处理的基本理论后，本书将带领读者探索各种强大的信号处理方法，这些方法能够从不同角度揭示信号的内在规律。 采样理论的奥秘： 模拟信号的数字化是现代信号处理的关键一步。我们将深入探讨奈奎斯特定理，解释为什么需要以两倍于最高频率的采样率来无失真地重建模拟信号。我们将详细分析欠采样和过采样的现象及其影响，并介绍采样过程中的混叠现象以及抗混叠滤波器的设计原则。掌握采样理论是实现高效数字信号处理的基础。 数字滤波器设计与分析： 滤波器在信号处理中扮演着举足轻重的角色，它们能够选择性地保留或抑制特定频率的信号分量。本书将系统介绍两种主要的数字滤波器类型：无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。我们将详细讲解它们的设计方法，包括巴特沃斯、切比雪夫、线性相位FIR滤波器等经典设计技术，并讨论各种设计方法的优缺点和适用场景。同时，我们将深入分析滤波器的性能指标，如幅度响应、相位响应、阶数、通带和阻带纹波等，并介绍如何使用 MATLAB 或 Python 等工具进行滤波器的设计和仿真。 相关分析与谱估计： 相关分析是度量两个信号之间相似性的重要方法。我们将深入讲解自相关和互相关函数的概念及其在信号检测、系统辨识、周期信号提取等方面的应用。在此基础上，我们将介绍多种谱估计方法，包括经典的周期图法、改进的周期图法（如 Welch 法）以及现代的参数化谱估计方法（如 AR、MA、ARMA 模型）。我们将分析这些方法的原理、优缺点以及在不同应用场景下的选择依据。 小波变换与多分辨率分析： 传统傅里叶变换在处理非平稳信号时存在局限性。小波变换作为一种时频分析工具，能够同时提供信号的频率信息和局部化的时间信息。本书将深入介绍小波变换的原理，包括尺度函数、小波函数、多分辨率分析等概念。我们将展示如何利用小波变换来分析信号的瞬态特征、检测信号中的突变点，以及在信号去噪、特征提取等方面的应用。 第三部分：信号的应用——实践的升华 理论与方法的掌握最终是为了解决实际问题。本书将通过丰富的案例，展示信号处理技术在各个领域的广泛应用。 通信系统中的信号处理： 在通信领域，信号处理无处不在。我们将探讨数字调制解调技术，如 ASK, PSK, QAM 等，以及它们在信息传输中的作用。我们将分析信道编码和解码技术，如何提高信号传输的可靠性。此外，我们还将讨论均衡器、解扩器等关键组件在通信系统中的应用。 音频与图像信号的处理： 音频和图像是我们最常接触的信号。我们将探讨音频信号的压缩技术，如 MP3，以及图像信号的压缩，如 JPEG。我们将介绍语音识别、图像增强、目标检测等经典应用，并分析其中涉及的信号处理技术。 生物医学信号的处理： 在生物医学领域，心电图（ECG）、脑电图（EEG）等信号的分析至关重要。我们将介绍如何利用信号处理技术来提取有用的生物信息，例如心率检测、脑电信号的分类等。 其他交叉领域的应用： 本书还将触及雷达信号处理、地震信号分析、金融时间序列分析等其他新兴应用领域，展示信号处理技术的普适性和强大生命力。 学习指导与进阶： 本书在每一章节都精心设计了相关的概念辨析、数学推导的要点提示，以及用于巩固理解的思考题。我们鼓励读者在阅读理论的同时，积极动手实践。对于具备一定编程基础的读者，我们推荐使用 MATLAB 或 Python 等工具，通过编写代码来实现各种信号处理算法，观察仿真结果，从而加深对理论的理解。本书还提供了一系列典型的实验项目，涵盖了滤波器设计、频谱分析、信号去噪等核心内容，旨在帮助读者将所学知识融会贯通，提升解决实际工程问题的能力。 结语： 《信号的世界：从理论到实践的探索之旅》旨在成为您探索信号处理领域的可靠向导。我们相信，通过对本书内容的深入学习和实践，您将能够建立起对信号处理的全面认知，并为在更广阔的科学和工程领域中应用这些技术打下坚实的基础。信号的海洋广阔无垠，愿您在这场探索之旅中，收获满满，成就斐然。

评分☆☆☆☆☆

最后，我非常看重一本教材的“生命力”。我希望这本《数字信号处理实验与学习指导》不仅仅是一本静态的书籍，而是一个能够不断更新和迭代的知识体系。随着数字信号处理技术的不断发展，新的理论和应用层出不穷。我期待，这本书能够与时俱进，在未来的版本中不断加入新的内容，反映最新的技术动态。例如，可能会增加关于机器学习在信号处理中的应用，或者关于深度学习在图像和语音信号处理中的最新进展。如果能够定期进行修订和更新，保持其知识的前沿性，那么它将更能持续地为我们提供有价值的学习资源，成为我们在这个快速变化的领域中不断学习和成长的有力伙伴。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我有一个很深的体会，那就是作者在编写这本书时，一定深入了解了学生的学习难点和痛点。许多教材在讲解复杂的概念时，往往只是简单地罗列公式和定义，而这本书则似乎更懂得“因材施教”。我设想，在一些关键的理论推导部分，作者可能会花费大量的笔墨来解释每一步的逻辑，并且会提供一些辅助性的图示来帮助理解。比如，在讲解卷积定理时，可能不仅仅会给出数学公式，还会用两个信号的波形图，展示它们如何通过卷积运算得到新的信号。同时，对于一些容易混淆的概念，比如连续时间傅里叶变换和离散时间傅里叶变换，或者DTFT和DFT，作者可能都会进行详细的对比和辨析，帮助我们理清思路。

评分☆☆☆☆☆

对于一本实验指导书，一个非常重要的考量因素是其指导的有效性。我期待这本书的实验指导能够做到“看得懂，做得出”。这意味着，每一个实验步骤都必须清晰、准确，并且逻辑性强。我设想，在描述实验步骤时，作者会尽可能地使用简洁明了的语言，避免使用过于专业化的术语，或者在使用时给出详细的解释。同时，对于每一个实验的预期结果，也应该有明确的描述，让我们可以据此来判断自己的实验是否成功。如果实验过程中出现了问题，我也希望书中能提供一些常见的故障排除指南，帮助我们快速定位并解决问题。这种细致入微的指导，能够极大地降低实验的门槛，让更多的学生能够成功地完成实验，从中获得成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的特色之处，很可能体现在它对“应用型”的侧重上。这意味着它不仅仅教授理论知识，更关注如何将这些知识应用于实际工程问题。我设想，在每个实验项目之后，可能都会有一个“应用拓展”或者“思考题”的部分，引导读者将所学知识与实际工程场景联系起来。例如，在学习了数字滤波器的设计之后，可能会引导读者思考如何在实际的通信系统中应用这些滤波器来消除噪声，或者在学习了FFT之后，可能会引导读者思考如何利用FFT来分析音频信号的频谱，从而实现音乐识别等功能。这种将理论与实践紧密结合，并进一步拓展到实际应用的设计，能够帮助我们培养解决实际问题的能力，为未来的职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我发现这本书的语言风格相当亲切，丝毫没有那种冷冰冰的学术论文感。作者仿佛就像一位经验丰富的老师，在耐心细致地为我们讲解一个个概念，并解答我们可能遇到的疑问。即使是那些看似复杂的数学推导，也被拆解得清晰明了，配合着图示和文字解释，能够帮助我们一步一步地理解。我特别欣赏作者在解释一些关键概念时，可能会引用一些生活中的例子，或者一些耳熟能详的应用场景，这样一来，原本枯燥的理论知识就变得生动有趣起来。例如，在讲解采样定理时，可能会类比照相机的快门速度，或者在讲解滤波器时，可能会类比收音机的调频功能。这种“化繁为简”的教学方法，对于初学者来说，无疑是极其友好的，能够帮助我们建立起对数字信号处理的初步认知和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

当我真正开始浏览这本书的章节内容时，我被它清晰的逻辑结构和循序渐进的教学方法所吸引。序言部分，作者可能就阐述了数字信号处理在现代科技中的重要性，以及学习这门学科的意义。接着，可能从最基础的数字信号的定义、采样定理开始，一步一步深入。我特别期待它在傅里叶变换、Z变换等核心概念上的讲解。我设想，作者会用图文并茂的方式，结合大量的示意图，来解释这些抽象的数学工具是如何描述信号的时域和频域特性的。例如，对于傅里叶变换，可能不仅会给出公式，还会用频谱图来直观地展示信号的频率成分。更重要的是，这些理论知识的讲解，很可能不会止步于概念的阐述，而是会紧密联系到实际的实验环节。比如，在讲解了FFT（快速傅里叶变换）之后，紧接着就会有一个利用FFT进行频谱分析的实验，让读者亲手去实现和验证。

评分☆☆☆☆☆

我非常看重学习资源的多样性和便捷性。对于这本《数字信号处理实验与学习指导》，我期待它能提供丰富的配套资源。我设想，除了书本本身，作者可能还会提供一些在线的学习资料，比如实验代码的源文件，或者是一些演示视频，能够帮助我们更直观地理解实验过程和结果。甚至，如果能有一个配套的在线论坛或者问答社区，让我们能够与其他学习者和老师进行交流，分享经验，解决疑问，那就更完美了。在数字时代，充分利用互联网的优势来辅助学习，是提升学习效率和效果的关键。我希望这本书不仅仅是一本纸质教材，更能成为一个集成的学习平台，为我们提供全方位的学习支持。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅这本书的目录之前，我首先关注的是它所处的“高等学校应用型特色规划教材”这个定位。这四个字一下子就勾起了我的兴趣，因为它意味着这本书并非那种纯粹的理论堆砌，而是更侧重于实践和应用。在如今这个知识更新迭代飞快的时代，理论固然重要，但如果不能转化为解决实际问题的能力，那么它的价值就会大打折扣。我设想，这本书的编排一定是从实际应用出发，通过生动鲜活的案例来引入抽象的理论概念。它可能不会一开始就抛出艰深的数学公式，而是会从一个实际的信号处理问题开始，比如音频降噪，或者图像滤波，然后逐步引导读者去理解背后的原理，并给出相应的实验设计。这样的学习路径，对于我这种更倾向于动手实践的学习者来说，无疑是极具吸引力的。我期待着它能提供清晰易懂的实验步骤，甚至是一些代码示例，让我能够快速上手，并且在实践中加深对理论知识的理解。

评分☆☆☆☆☆

对于一本实验指导类的书籍，实验设计本身是其核心价值所在。我关注的是这本书的实验内容是否丰富、贴近实际，并且具有一定的挑战性，能够引导学生独立思考和解决问题。我设想，这本书的实验部分可能涵盖了信号的产生与变换、滤波器的设计与实现、以及一些更高级的应用，如语音信号处理、图像处理中的边缘检测等。每一个实验，我都期待它能有明确的实验目的、详细的实验步骤、必要的硬件和软件要求，以及对实验结果的分析与讨论。我特别希望看到一些能够引导学生进行二次开发的实验，比如，在实现一个基础滤波器之后，鼓励学生尝试修改参数，观察滤波效果的变化，甚至尝试设计更复杂的滤波器。这样的设计，能够最大程度地激发学生的学习主动性和创造力。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理实验与学习指导》的封面设计，给我的第一印象是那种朴实无华但又透着一股扎实的学术气息。封面的配色，可能是那种深邃的蓝色或者稳重的灰色，搭配上烫金的字体，显得既专业又不失质感。我尤其喜欢封面上那几个简洁的几何图形，它们可能代表着信号的波形，或者是一些基础的数学变换，一下子就点明了这本书的核心主题。拿到书的时候，它比我预期的要厚实一些，那种纸张的触感，不是那种廉价的印刷纸，而是带有一定厚度和韧性的，翻阅起来有一种很舒服的感觉，不会轻易撕裂，而且字迹清晰，排版也很规整，即便长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。书本的装订也显得非常牢固，每一页都像是被精心固定住的，不用担心书页会松散脱落，这对于经常需要在实验室翻阅教材的学生来说，无疑是一个巨大的优点。总而言之，仅仅从书本的外观和手感上，我就能感受到作者和出版社在这本教材上付出的心血，它传递给我一种“这是值得认真对待的书”的信号。