《学以致用?深入浅出数字信号处理》从直观、概念化、非数学的角度,充分利用向量这个简单而又直观的工具,辅以大量的实例、图片,深入浅出地探讨了数字信号处理的基本概念及其应用,为读者理解数字信号处理提供了一种全新的思路和方法。全书紧紧围绕频谱分析和数字滤波这两个中心展开论述。全书共分9章。第1章概述了数字信号处理的发展和应用。第2章和第3章主要介绍了信号和线性时不变系统的一些基本概念。第4章介绍了信号与系统的相互作用,包括卷积与相关。第5章和第6章分别介绍了频谱分析的最主要工具DFT及其快速算法FFT。第7-9章主要介绍了数字滤波器的原理、实现与应用等问题。 《学以致用?深入浅出数字信号处理》的主要读者对象是从事数字信号处理相关工作的工程帅,也非常适合作为高寺院校电子、通信、计算机、自动控制等专业“数字信号处理”课程的教材及参考书,《学以致用?深入浅出数字信号处理》还可作为想利用数字信号处理这个强大工具的科研人员的参考用书。
目录:
目录 第1章数字信号处理概述1 1.1数字信号处理是什么1 1.1.1数字信号处理的兴起1 1.1.2主要研究内容3 1.1.3常用术语3 1.2为什么是数字信号处理4 1.2.1数字信号处理的优点4 1.2.2数字信号处理的缺点6 1.3生活中的数字信号处理6 1.3.1移动通信7 1.3.2音乐休闲8 1.3.3健康检查9 1.4触摸数字信号处理大厦的基石10 1.4.1数字信号处理大厦的入口10 1.4.2理解数字信号处理的三把钥匙11 1.5信号处理杂谈:数字信号处理与数字信号处理器13 第2章离散时间信号15 2.1信号的基本概念15 2.1.1什么是信号15 2.1.2信号的分类16 2.2信号的时域描述18 2.2.1信号的时域表示18 2.2.2典型信号19 2.2.3信号的基本运算22 2.2.4一种特殊的信号24 2.3信号的频域描述25 2.3.1离散时间傅里叶变换25 2.3.2典型信号的DTFT26 2.4从模拟信号到数字信号28 2.4.1采样29 2.4.2量化33 2.4.3编码34 2.5信号数字化过程中的参数选择38 2.5.1抗混叠滤波器38 2.5.2采样频率41 2.5.3量化位数42 2.6从数字信号到模拟信号44 2.7信号处理杂谈:香农与奈奎斯特45 2.8本章小结46 第3章线性时不变系统48 3.1系统的基本概念48 3.1.1系统的定义48 3.1.2系统的分类49 3.1.3系统的互联52 3.2LTI系统的时域描述53 3.2.1差分方程53 3.2.2单位冲激响应54 3.2.3两类最常用的LTI系统57 3.3LTI系统的特征信号58 3.3.1复正弦信号58 3.3.2对单位冲激响应的再理解61 3.4LTI系统的分析62 3.4.1Z变换的定义63 3.4.2系统传递函数65 3.4.3零极图67 3.4.4系统频率响应72 3.4.5LTI系统的向量理解77 3.4.6两种特殊LTI系统的分析81 3.5应用实例及其MATLAB实现86 3.6信号与系统的同一性88 3.7信号处理杂谈:人体与线性系统89 3.8本章小结90 第4章信号与系统的相互作用92 4.1卷积的描述92 4.1.1卷积的定义92 4.1.2卷积的深入理解95 4.1.3卷积的边界效应98 4.1.4从卷积的性质看系统互联99 4.1.5卷积的频域描述101 4.2卷积的应用实例及其MATLAB实现102 4.3相关的描述106 4.3.1相关的定义107 4.3.2相关的深入理解108 4.3.3相关的频域描述111 4.3.4从相关的角度看噪声111 4.3.5从相关的角度看最佳接收系统116 4.4相关的应用实例及其MATLAB实现119 4.5卷积与相关的比较 123 4.6信号处理杂谈:牛顿与谱123 4.7本章小结125 第5章离散傅里叶变换127 5.1DFT的定义127 5.2DFT的深入理解131 5.2.1DFT结果频率的理解131 5.2.2DFT结果幅度和相位的理解132 5.3DFT的特性134 5.3.1周期性134 5.3.2循环卷积特性137 5.4常用信号的DFT139 5.4.1单位冲激信号139 5.4.2复正弦信号140 5.4.3脉冲信号141 5.5DFT的卷积理解145 5.6DFT与其他常用变换之间的关系147 5.6.1各种傅里叶分析之间的简要关系147 5.6.2DFT与DTFT149 5.7现实应用中应考虑的问题151 5.7.1泄漏151 5.7.2加窗156 5.7.3分辨率158 5.7.4补零161 5.7.5增益161 5.8应用实例及其MATLAB实现164 5.8.1雷达回波的频谱分析164 5.8.2用DFT计算卷积169 5.9信号处理杂谈:傅里叶的贡献174 5.10本章小结175 第6章快速傅里叶变换177 6.1DFT的困境与机遇177 6.1.1DFT面临的主要问题177 6.1.2DFT高效运算的可能性178 6.2基2 DIT FFT算法179 6.2.1算法原理179 6.2.2算法特点183 6.2.3运算量分析186 6.3其他常用的FFT算法187 6.3.1基2 DIF FFT187 6.3.2基4 FFT189 6.3.3分裂基FFT191 6.3.4算法比较194 6.4现实应用中的考虑198 6.4.1旋转因子的生成198 6.4.2IDFT的快速计算198 6.4.3实信号的FFT199 6.5应用实例及其MATLAB实现202 6.6两类特殊的频率分析算法206 6.6.1Goertzel算法206 6.6.2ChirpZ算法209 6.7信号处理杂谈:高斯的遗憾215 6.8本章小结216 第7章数字滤波器概述218 7.1数字滤波器的基本概念218 7.1.1数字滤波器与信号处理过程219 7.1.2数字滤波器的描述219 7.1.3数字滤波器的分类220 7.2实际数字滤波器的性能参数222 7.2.1频域性能参数222 7.2.2时域性能参数223 7.3数字滤波问题的一般解决方案225 7.3.1滤波器性能参数的确定225 7.3.2滤波器类型的选择226 7.3.3滤波器系数的计算227 7.3.4滤波器的实现结构228 7.3.5有限字长对滤波器的影响230 7.3.6滤波器的软硬件实现230 7.4数字滤波器的评估231 7.5从低通滤波器出发232 7.6信号处理杂谈:数字滤波器的通俗化解释235 7.7本章小结236 第8章有限冲激响应滤波器237 8.1FIR滤波器的主要特征237 8.1.1基本特征237 8.1.2线性相位特性238 8.2FIR滤波器系数的计算方法242 8.2.1窗函数法243 8.2.2频率采样法248 8.2.3最优化方法252 8.3FIR滤波器的实现结构257 8.3.1横向结构257 8.3.2线性相位结构257 8.3.3频率采样结构258 8.3.4快速卷积结构259 8.3.5实现结构的选择260 8.4有限字长的影响260 8.4.1系数的量化误差260 8.4.2运算的舍入误差261 8.5两类特殊的FIR滤波器262 8.5.1滑动平均滤波器262 8.5.2半带滤波器264 8.6应用实例及其MATLAB实现266 8.7信号处理杂谈:最优化方法的发展270 8.8本章小结271 第9章无限冲激响应滤波器273 9.1IIR滤波器的主要特征273 9.2IIR滤波器系数计算方法274 9.2.1基础知识275 9.2.2冲激不变法279 9.2.3双线性变换法286 9.2.4零极点放置法292 9.2.5计算方法的选择293 9.3IIR滤波器的实现结构293 9.3.1直接型293 9.3.2串联型296 9.3.3并联型297 9.4有限字长的影响298 9.4.1系数量化对极点位置的扰动298 9.4.2系数量化导致的频率响应误差299 9.4.3运算舍入误差的影响300 9.5几类特殊的IIR滤波器301 9.5.1谐振器301 9.5.2陷波器303 9.5.3梳状滤波器305 9.6应用实例及其MATLAB实现308 9.7信号处理杂谈:IIR滤波器沉浮录313 9.8本章小结314 附录AMATLAB语言基础316 A.1变量316 A.2数组、向量与矩阵316 A.3部分特殊变量和常数317 A.4部分常用运算符318 A.5程序结构319 A.6部分基本数学函数和作图函数320 附录BMATLAB信号处理工具箱常用函数322 附录C分贝(dB)325 C.1分贝的定义325 C.2分贝的优点326 C.3一些有用的数值326 附录D时域采样与频域延拓328 附录E信号处理常用网络资源330 参考文献331
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