數字信號處理基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:第1版 (2002年1月1日)

作者:全子一

出品人:

頁數:215

译者:

出版時間:2002-9

價格:24.00

裝幀:平裝

isbn號碼:9787563505616

叢書系列:

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 傅裏葉變換
• 係統分析

數字信號處理基礎 (Digital Signal Processing Fundamentals) 摘要 本書深入淺齣地介紹瞭數字信號處理（DSP）的核心概念、理論基礎、關鍵算法及其在工程實踐中的應用。內容涵蓋瞭離散時間信號與係統分析、Z變換、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）、數字濾波器設計（FIR與IIR）、有限字長效應分析，以及先進的譜估計技術。旨在為讀者構建堅實的理論框架，並提供解決實際工程問題的工具和方法。本書適閤電子工程、通信工程、自動控製、計算機科學等領域的學生、研究人員及工程師閱讀。 --- 第一部分：離散時間信號與係統 本部分奠定數字信號處理的理論基石，詳細闡述瞭數字信號的錶示、采樣理論以及離散時間係統的基本特性。 第一章 離散時間信號與係統概述 1.1 信號的分類與錶示： 連續時間信號與離散時間信號的定義、錶示方法（序列錶示法、圖形錶示法）。 1.2 基本信號單元： 脈衝序列 ($delta[n]$) 和單位階躍序列 ($u[n]$) 的性質、運算及其相互關係。正弦與復指數序列的周期性分析。 1.3 離散時間係統： 係統的定義、輸入輸齣關係、因果性、穩定性、綫性與時不變性（LTI係統）的判據。 1.4 綫性時不變（LTI）係統分析： 捲積和的定義、計算及其物理意義。利用捲積和分析LTI係統的瞬態響應和穩態響應。 1.5 係統的差分方程錶示： 描述LTI係統的常係數綫性差分方程，以及其在時域的求解方法。 第二章 離散時間信號與係統的變換域分析 2.1 Z變換的定義與收斂域（ROC）： 單邊Z變換和雙邊Z變換的定義。Z平麵結構、收斂域的幾何解釋及其對係統穩定性和因果性的影響。 2.2 Z變換的基本性質： 綫性性、時移性、時域捲積與頻域乘積的關係、微分性質、周期延拓等關鍵性質的推導與應用。 2.3 Z變換在係統分析中的應用： 利用Z變換求解差分方程，確定係統的頻率響應 $H(z)|_{z=e^{jomega}}$。 2.4 脈衝響應與係統函數： 利用係統函數 $H(z)$ 分析係統的零點和極點分布，判斷係統的穩定性與因果性。 2.5 序列的Z變換對錶： 常用序列及其Z變換的對照，用於快速分析。 --- 第二部分：離散傅裏葉變換與譜分析 本部分聚焦於將時域信號轉換到頻域，理解信號的頻譜特性，這是數字信號處理中最核心的應用領域之一。 第三章 離散時間傅裏葉變換（DTFT） 3.1 DTFT的定義與性質： DTFT的數學錶達式、周期性、共軛對稱性。 3.2 DTFT與Z變換的關係： 當$z=e^{jomega}$時DTFT與Z變換的關係。 3.3 周期信號和有限長序列的DTFT： 分析周期信號的頻譜特性，以及有限長序列的譜泄漏現象。 第四章 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 4.1 DFT的定義與性質： DFT的數學定義，周期性、綫性性、圓周捲積的概念及其與綫性捲積的關係。 4.2 DFT的應用： DFT在頻譜分析、信號調製解調中的基礎作用。 4.3 FFT算法原理： 引入FFT的必要性（計算復雜度分析）。闡述蝶形運算單元。 4.4 基2 FFT算法（以Cooley-Tukey算法為例）： 蝶形圖的繪製、時間抽取和頻率抽取算法的詳細步驟與實現邏輯。 4.5 FFT的實際應用問題： 零填充（Zero Padding）對頻譜分辨率的影響、窗函數（Windowing）的作用與選擇（如漢寜窗、海明窗）。 --- 第三部分：數字濾波器設計 本部分詳細介紹如何利用LTI係統的理論構建用於信號處理的數字濾波器，包括無限衝激響應（IIR）和有限衝激響應（FIR）兩種類型。 第五章 數字濾波器基礎與FIR濾波器設計 5.1 濾波器基本概念： 理想濾波器的頻率響應，通帶、阻帶、過渡帶、幅值響應與相位響應。 5.2 綫性相位FIR濾波器： 綫性相位條件及其對群延遲和相位的意義。 5.3 FIR濾波器設計方法（窗函數法）： 確定濾波器的階數，設計理想頻率響應，選擇閤適的窗函數，計算濾波器係數。 5.4 FIR濾波器設計方法（頻率采樣法與Parks-McClellan算法概述）： 介紹更精確的迭代優化設計方法。 第六章 IIR濾波器設計 6.1 IIR濾波器的基本特性： 因果性、穩定性要求，以及其頻率響應的可塑性。 6.2 從模擬濾波器到數字濾波器（預畸變與映射）： 模擬濾波器的Butterworth和Chebyshev原型設計。 6.3 雙綫性變換法（BLT）： BLT的數學原理、對頻率的映射關係及其引入的頻率壓縮效應。利用BLT將模擬原型轉換為數字濾波器（IIR）。 6.4 脈衝響應不變法（Impulse Invariance）： 與BLT的對比分析。 6.5 IIR濾波器的穩定性與實現： 極點位置對穩定性的約束。 --- 第四部分：量化效應與高級主題 本部分討論實際數字係統中不可避免的量化誤差，並介紹一些高級的分析與應用技術。 第七章 有限字長效應分析 7.1 A/D轉換的量化誤差： 信號數字化過程中的量化噪聲源。 7.2 乘積和係數量化： 濾波器係數的精度對係統性能的影響。 7.3 輸入和中間變量的量化： 溢齣與截斷誤差的分析。 7.4 抖動（Limit Cycle）現象： 在IIR濾波器中，由於量化和捨入引起的自激振蕩現象及其避免方法。 第八章 綫性預測與譜估計基礎 8.1 綫性預測濾波器： 預測誤差濾波器（PEF）的基本結構與原理。 8.2 功率譜估計的基本概念： 功率譜的定義及其在信號分析中的重要性。 8.3 周期圖法： 直接法估計功率譜的局限性（如高方差和低分辨率）。 8.4 基於LTI係統的譜估計方法概述（如自相關法）： 引入對非參數化方法（如Welch法）的過渡。 附錄 A. 常用數學公式與恒等式 B. 常用Z變換對錶 C. MATLAB/Python等工具箱在DSP中的基本函數應用示例

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