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数字信号处理
作者：陈刚 张晓杰 孙波 编著
ISBN：978-7-111-57481-1
所属丛书：“十三五”普通高等教育规划教材
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本书特色：

★ 本团队教师从事数字信号处理的教学工作10年，在教学过程中积累了一定的经验；

★ 于2007年以教改项目“数字信号处理教学模式探析”为契机开展了数字信号处理课程的教学探讨，在教学内容的组织、教学方法的改进及基础理论的应用上积累了行之有效的经验；

★ 编写的“数字信号处理计算机实验指导书”得到广泛应用；

★ 团队内每一位教师均有着与数字信号处理相关的科研经历。

本书配套授课电子课件，需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册、审核通过后下载，

 

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全书共10章（不含绪论部分），从工程应用的角度出发，按时域分析、频域分析、复频域分析、离散傅里叶变换、系统设计、算法设计、误差分析、应用案例递进展开，介绍了数字信号处理学科的基本概念、基础理论、基本分析方法、系统的基本设计方法及其应用。本书强调知识体系与学科基础，使学习过程由熟悉入门，逐步上升到抽象理论；合理运用数学工具，弱化数学公式的推导，强调数学公式的内涵，突出数学关系的工程背景，更多关注理论的实用性；借助matlab软件将数字信号及其处理过程以图形化展现及释疑；给出与测控技术、电子信息等专业相结合的工程案例，使理论紧扣实际。本书可作为测控技术与仪器、电子信息等相关专业基础课“数字信号处理”的教材和参考用书，也可供从事数字信号处理的科技工作者和工程技术人员基础性参考。

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装订：平装
编辑：尚晨
开本：16
出版日期： 2017-08-14
字数：459 千字
最新版印次：1-3
最新印次时间：2024-01-29
定价：49.8
cip：2017160734
图书简介

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本书特色：

★ 本团队教师从事数字信号处理的教学工作10年，在教学过程中积累了一定的经验；

★ 于2007年以教改项目“数字信号处理教学模式探析”为契机开展了数字信号处理课程的教学探讨，在教学内容的组织、教学方法的改进及基础理论的应用上积累了行之有效的经验；

★ 编写的“数字信号处理计算机实验指导书”得到广泛应用；

★ 团队内每一位教师均有着与数字信号处理相关的科研经历。

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全书共10章（不含绪论部分），从工程应用的角度出发，按时域分析、频域分析、复频域分析、离散傅里叶变换、系统设计、算法设计、误差分析、应用案例递进展开，介绍了数字信号处理学科的基本概念、基础理论、基本分析方法、系统的基本设计方法及其应用。本书强调知识体系与学科基础，使学习过程由熟悉入门，逐步上升到抽象理论；合理运用数学工具，弱化数学公式的推导，强调数学公式的内涵，突出数学关系的工程背景，更多关注理论的实用性；借助matlab软件将数字信号及其处理过程以图形化展现及释疑；给出与测控技术、电子信息等专业相结合的工程案例，使理论紧扣实际。本书可作为测控技术与仪器、电子信息等相关专业基础课“数字信号处理”的教材和参考用书，也可供从事数字信号处理的科技工作者和工程技术人员基础性参考。

章节目录
目录
绪论1
第1章 离散时间信号与系统的时域分析7
1.1离散时间信号的描述及其基本运算7
1.1.1离散时间信号的描述7
1.1.2离散时间信号（序列）的基本运算7
1.1.3 典型时间信号及应用10
1.2离散时间系统的描述及性质13
1.2.1离散时间系统的描述13
1.2.2离散时间系统的性质13
1.2.3线性移不变离散时间系统16
1.3离散时间信号通过系统的时域分析18
1.3.1线性常系数差分方程的求解19
1.3.2离散时间信号通过系统的响应19
1.3.3离散时间系统的单位抽样响应19
1.4小结21
习题21
第2章 离散时间信号和系统的频域分析24
2.1离散时间信号的离散时间傅立叶变换24
2.1.1非周期序列的离散时间傅立叶变换24
2.1.2 离散时间傅立叶变换的性质27
2.1.3周期序列的傅立叶级数及其离散时间傅立叶变换31
2.1.4时域采样定理37
2.2离散时间系统的频率响应40
2.3离散时间信号通过系统的频域分析41
2.4小结43
习题43
第3章 离散时间信号与系统的复频域分析46
3.1 Z变换46
3.1.1 z变换的定义46
3.1.2 z反变换52
3.1.3 z变换的主要性质57
3.1.4 z变换与离散时间傅立叶变换的关系61
3.2离散时间系统的系统函数62
3.2.1 单位抽样响应与系统函数62
3.2.2 离散时间系统的稳定性和因果性64
3.3离散时间信号通过系统的复频域分析65
3.3.1 利用z变换解差分方程66
3.3.2频率响应的几何确定67
3.4小结69
习题69
第4章 离散傅立叶变换及其应用72
4.1离散傅立叶变换与Z变换72
4.1.1 离散傅立叶变换的定义72
4.1.2离散傅立叶变换与z变换、离散时间傅立叶变换的关系77
4.1.3频域采样定理81
4.2离散傅立叶变换的主要性质82
4.2.1线性性质83
4.2.2移位性质83
4.2.3 Parseval定理83
4.2.4对称性质84
4.2.5卷积性质86
4.3离散傅立叶变换的经典快速算法88
4.3.1直接计算DFT的计算量89
4.3.2 时间抽取基-2 FFT算法90
4.3.3频率抽取基-2 FFT算法94
4.3.4离散傅立叶反变换的快速算法98
4.4离散傅立叶变换的应用100
4.4.1信号的谱分析100
4.4.2线性卷积的计算103
4.5 小结106
习题106
第5章 数字滤波器设计基础109
5.1数字滤波器的功能、分类与描述109
5.1. 1滤波器的功能109
5.1. 2滤波器的分类109
5.1.3数字滤波器的描述111
5.2经典数字滤波器的设计方法114
5.3选频数字滤波器的设计指标描述114
5.3.1幅频响应的技术指标115
5.3.2相频响应与群延迟117
5.4小结118
习题119
第6章 无限长脉冲响应数字滤波器的系统设计120
6.1 IIR DF的特点及其系统设计的基本方法120
6.1.1 IIR DF的特点120
6.1.2 IIR DF系统设计的基本方法120
6.2 模仿模拟滤波器的IIR DF系统设计121
6.2.1模拟低通滤波器的系统设计121
6.2.2模拟滤波器映射为数字滤波器135
6.2.3频带转换技术146
6.2.4模仿模拟滤波器进行IIR DF的系统设计157
6.2.5模仿AF进行IIR DF系统设计的主要问题164
6.3 IIR DF的直接设计法164
6.3.1零点、极点配置累试法164
6.3.2 优化设计法166
6.4本章小结166
习题166
第7章 有限长脉冲响应数字滤波器的系统设计169
7.1 FIR DF的特点及指标描述169
7.1.1 FIR DF的特点169
7.1.2 线性相位FIR DF的相频指标描述169
7.2线性相位FIR DF的条件、特点及其系统设计的常用方法170
7.2.1 FIR DF具有线性相位的条件170
7.2.2线性相位FIR DF幅度函数的特性171
7.2.3线性相位FIR DF系统的零点分布特点173
7.2.4线性相位FIR DF系统设计的常用方法175
7.3线性相位FIR DF的窗函数设计法175
7.3.1设计原理175
7.3.2用矩形窗设计线性相位FIR LP DF175
7.3.3 矩形窗的截断效应177
7.3.4 典型窗函数179
7.3.5线性相位FIR DF系统函数的窗函数法设计步骤182
7.3.6 设计举例184
7.3.7 窗函数法设计的FIR DF中的主要问题189
7.4 线性相位FIR DF的频率抽样设计法189
7.4.1 算法原理189
7.4.2两种频率采样方式193
7.4.3频率抽样设计法的逼近误差及其改进193
7.4.4线性相位FIR DF系统函数的频率抽样设计法设计步骤196
7.4.5设计举例196
7.4.6频率抽样设计法设计线性相位FIR DF的特点202
7.5线性相位FIR DF的优化设计法202
7.5.1 均方误差最小准则203
7.5.2 最大误差最小化准则204
7.5.3 设计举例207
7.5.4线性相位FIR DF优化设计法的特点210
7.6 FIR DF与IIR DF的比较210
7.7 小结211
习题211
第8章 数字滤波器的算法结构214
8.1离散时间系统的信号流图描述214
8.2 IIR DF的算法结构215
8.2.1直接型算法结构215
8.2.2级联型算法结构217
8.2.3并联型算法结构219
8.2.4转置型算法结构220
8.3 FIR DF的算法结构221
8.3.1直接型算法结构221
8.3.2级联型算法结构222
8.3.3频率抽样型算法结构223
8.3.4线性相位FIR DF的算法结构225
8.4离散时间系统的格型算法结构简介227
8.4.2 全极点系统(IIR系统)的格型结构228
8.4.3 零极点系统( IIR系统)的格型结构229
8.5小结229
习题229
第9章 误差分析231
9.1数的二进制表示及其量化误差231
9.1.1数的二进制表达231
9.1.2二进制数的定点运算232
9.1.3二进制数的浮点运算234
9.1.4尾数处理234
9.2模数转换的误差235
9.3数字滤波器系数量化的影响237
9.3.1系数量化误差对滤波器稳定性的影响237
9.3.2系数量化误差对滤波器零、极点位置的影响238
9.4数字滤波器数字运算误差240
9.4.1定点运算的尾数处理误差分析240
9.4.2 IIR DF定点舍入运算的误差分析241
9.4.3 IIR DF定点运算中的幅度加权242
9.4.4 IIR DF的零输入极限环现象242
9.4.5 FIR DF定点舍入运算的误差分析243
9.4.6 FIR DF定点实现中的幅度加权244
9.5 数模转换的误差245
9.6小结245
习题245
第10章 数字信号处理应用简介247
10.1智能仪器中常用的简单数字滤波算法247
10.2 采样率转换技术的应用249
10.3 频谱分析的应用250
10.4软件无线电技术251
10.5 控制系统数字化253
10.6音乐信号的数字化处理254
10.7小结256
习题256
参考文献257
前言/序言 展开  + 收缩 —

前 言 随着计算机技术和信息科学的快速发展，数字信号处理已经逐渐发展成为一门独立的学科。数字信号处理技术灵活、精确、抗干扰性强，广泛应用于仪器仪表、工业检测、控制系统、通信、语音、电视等各个领域并取得了重大的开拓性成就，作为一门重要的专业基础课而受到广大教师和学生的重视。 本书主要用作测控技术与仪器等相关电子信息类专业基础课“数字信号处理”的教材或自学用书，以应用型人才培养为主线，教材内容按时域分析、频域分析、复频域分析、离散傅里叶变换、系统设计、算法设计、误差分析、应用案例递进展开，可使学习过程由熟悉入门，逐步上升到抽象理论；合理运用数学工具，弱化数学公式的推导，强调数学公式的内涵，突出数学关系的工程背景，更多关注理论的实用性；给出与测控技术、电子信息等专业相结合的工程案例，使理论紧扣实际；借助matlab软件将数字信号及其处理过程以图形化展现及释疑。本课程建议授课学时为56学时，其中实验学时为10学时。 全书用10章介绍了数字信号处理学科的基本概念、基础理论、基本分析方法、系统的基本设计方法及其应用。其中，第1、2和3章是全书的理论基础，分别从时域、频域和复频域的角度介绍了离散时间信号与系统的定义与描述，离散时间信号、离散时间系统及离散时间系统对信号处理过程的基本分析方法、基本理论和工程应用；第4章的内容是离散傅里叶变换的定义、性质、快速计算的思路及其应用，它是数字信号处理中对信号做谱分析的理论基础；第5、6、7和8章首先介绍了数字滤波器的基础知识、分类及经典选频数字滤波器设计指标描述、主要讨论了无限长脉冲响应数字滤波器的系统设计方法、线性相位有限长脉冲响应数字滤波器的系统设计方法和它们的算法结构设计，这些是实现对离散时间信号进行处理的理论基础；第9章简要讨论了A/D变换的量化效应、数字滤波器系数的量化效应、运算中的量化效应等数字信号处理的有限字长效应，它是数字信号处理实现中误差分析控制的理论基础；第10章以智能仪器中常用的简单数字滤波算法、采样率转换技术的应用、软件无线电技术、控制系统数字化等为例，简单介绍了数字信号处理技术的应用，旨在使同学们了解数字信号处理在实际系统中的应用方法，为将所学理论知识应用于工程实践中打下基础。 书中每章都给出了丰富的例题和习题，便于读者理解和掌握数字信号处理学科的基础知识和基本理论的应用，提高分析问题、解决问题的能力。 本书的绪论、第5、6、7和9章由陈刚编写；第1、2、3、4和8章由张晓杰编写；第10章由孙波编写。全书由陈刚负责统稿。纪振平等老师完成了书中部分图表的制作，孙瑞鹏等同学参与了文字录入编排工作，在此一并表示衷心的感谢。 由于编者水平与能力有限，书中难免存在错误和不妥之处，敬请广大读者批评指正。

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