数字信号处理实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张建平 编

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2010-1

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787302213109

丛书系列:

图书标签:

• 数字信号处理
• 信号处理
• 实验教程
• 通信工程
• 电子工程
• MATLAB
• DSP
• 算法
• 实践
• 高等教育

《数字信号处理原理与实践》 概述 本书旨在为读者构建一个坚实的数字信号处理（DSP）理论基础，并结合丰富的实例，深入浅出地讲解DSP的核心概念、算法和应用。本书的编写风格力求严谨而不失趣味，理论讲解与工程实践紧密结合，旨在帮助读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。无论是初学者还是希望深化理解的工程师，都能从中获益。 内容详述 第一部分：DSP基础理论 第一章：绪论 信号与系统的基本概念： 详细介绍连续时间信号和离散时间信号的定义、分类（周期、非周期、能量、功率、偶、奇等），以及系统（线性、时不变、因果、稳定等）的基本特性。 模拟信号与数字信号的转换： 深入探讨采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），介绍理想采样、实际采样（窄带、宽带），以及量化（均匀量化、非均匀量化）和编码过程。重点解析采样率、奈奎斯特频率、混叠现象及其避免方法。 数字信号处理的重要性与应用领域： 阐述DSP在现代科技中的核心地位，涵盖通信、音频/视频处理、医学成像、雷达、控制系统、数据压缩等广泛领域。 第二章：离散时间信号与系统 基本离散时间信号： 详述单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等重要离散信号的性质和表示方法。 离散时间系统的基本性质： 深入分析线性、时不变、因果、稳定性等系统性质的数学判据和工程意义。 卷积运算： 详细讲解离散时间系统的输入-输出关系，即卷积的概念、性质、计算方法（图解法、解析法）。强调卷积在LTI系统分析中的核心作用。 第三章：傅里叶变换及其在DSP中的应用 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 介绍DTFT的定义、性质（线性、时移、时域翻转、卷积性质等），以及其在分析连续信号频谱中的作用。 傅里叶级数（FS）与傅里叶变换（FT）： 回顾连续时间傅里叶变换的原理，以及如何将其应用于周期信号和非周期信号的频谱分析。 离散傅里叶变换（DFT）： 详细阐述DFT的定义、计算方法。深入讨论DFT在实际应用中的局限性（计算复杂度）和重要性。 傅里叶变换在信号分析中的应用： 通过实例展示如何利用傅里叶变换分析信号的频率成分、理解信号的带宽、设计滤波器等。 第四章：Z变换及其在系统分析中的应用 Z变换的定义与性质： 介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。详述Z变换的各种性质，如线性、时移、尺度变换、时域卷积、微分等。 逆Z变换： 讲解求解逆Z变换的常用方法，包括部分分式展开法、留数定理法、长除法等。 系统函数与系统稳定性： 定义系统函数H(z)，并阐述其与系统频率响应的关系。分析系统稳定性的Z域判据。 Z变换在系统分析中的应用： 通过Z变换分析离散时间系统的频率响应、阶跃响应、冲激响应，以及判断系统的稳定性。 第二部分：DSP算法与技术 第五章：离散傅里叶变换（DFT）的高效计算——快速傅里叶变换（FFT） FFT算法原理： 深入解析Cooley-Tukey算法（按时间抽取和按频率抽取），阐述FFT如何通过蝶形运算降低DFT的计算量。 FFT算法的分类与应用： 介绍不同结构的FFT算法（如基-2 DIT/DIF），并讨论其在实际工程中的优势。 FFT的应用实例： 通过实例展示FFT在频谱分析、卷积计算、相关计算等方面的应用。 第六章：数字滤波器设计 数字滤波器的分类： 介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器两大类。 FIR滤波器设计： 重点讲解窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。分析不同窗函数的特点和对滤波性能的影响。 IIR滤波器设计： 介绍从模拟滤波器原型（巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）到数字滤波器的变换方法（脉冲不变法、双线性变换法）。 滤波器性能指标： 阐述通带、阻带、过渡带、纹波、衰减等关键性能指标，以及如何根据需求设计滤波器。 第七章：数字信号处理的统计特性 随机信号的描述： 介绍随机信号的均值、方差、自相关函数、自功率谱密度等统计量。 相关性与卷积： 讲解自相关函数和互相关函数的概念，以及其与系统冲激响应的关系。 功率谱密度（PSD）： 介绍如何通过傅里叶变换估计信号的功率谱密度，以及其在信号分析中的重要作用。 第三部分：DSP实际应用与进阶 第八章：数字信号处理的硬件实现 DSP处理器架构： 介绍专门的DSP芯片（如TI C5000/C6000系列、ADI SHARC系列等）的基本架构，包括哈佛结构、MAC单元、指令集等。 硬件实现面临的挑战： 讨论实时性、并行性、功耗、精度等在硬件实现中的考虑。 FPGA在DSP中的应用： 介绍如何利用FPGA实现高度并行的DSP算法，以及其在特定应用中的优势。 第九章：常用DSP算法的实现与优化 常用算法的算法级优化： 介绍如何通过数学推导和算法改进来提高计算效率，例如CORDIC算法、迭代算法等。 代码级优化： 讲解如何通过高效的编程技巧（如汇编语言、指令级并行、缓存优化）来加速算法的执行。 软件工具链的应用： 介绍常用的DSP开发环境、编译器、调试器等。 第十章：DSP在具体工程领域的应用实例 通信系统中的DSP： 介绍调制解调、信道编码、均衡、语音编码等应用。 音频与图像处理中的DSP： 讲解噪声抑制、回声消除、图像滤波、特征提取、图像压缩等。 生物医学信号处理： 探讨心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析和处理。 其他应用领域： 简要介绍在雷达、声纳、控制系统等领域中的DSP应用。 本书特色 理论与实践并重： 每一章节的理论讲解后，都紧随相关的概念解释和工程思考，帮助读者理解理论在实际问题中的应用。 循序渐进的教学方式： 从基础概念出发，逐步深入到复杂的算法和应用，确保不同背景的读者都能顺利掌握。 丰富且贴合实际的案例： 穿插各类具有代表性的应用实例，让读者在解决具体问题的过程中学习DSP技术。 清晰的逻辑结构： 全书内容组织严谨，章节之间逻辑清晰，便于读者系统性地学习和回顾。 强调工程思维： 不仅教授技术，更引导读者培养解决实际工程问题的思维方式，包括对精度、效率、成本的权衡。 目标读者 高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业本科生和研究生。 从事数字信号处理、通信、控制、嵌入式系统等领域的工程师和技术人员。 对数字信号处理技术感兴趣的自学者。 本书致力于成为一本实用、可靠的数字信号处理参考书，为读者在DSP领域的研究和实践提供坚实的支撑。

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