信号与系统典型题解与分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:解培中编

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2004-8

价格:18.0

装帧:平装

isbn号码:9787115118684

丛书系列:

图书标签:

• j简洁明了
• 信号与系统
• 电路分析
• 模拟信号处理
• 数学建模
• 高等数学
• 工程数学
• 通信原理
• 电子工程
• 经典教材
• 习题解答

数字信号处理基础与实践 书籍简介 本书旨在为学习数字信号处理（DSP）的读者提供一套全面、深入且注重实践的教程。内容覆盖从基础理论到前沿应用的各个层面，尤其侧重于理论概念的清晰阐述与实际工程问题的解决能力培养。本书的目标读者群涵盖了电子工程、通信工程、计算机科学以及相关交叉学科的本科高年级学生、研究生以及致力于DSP领域工作的工程师和研究人员。 本书结构严谨，逻辑清晰，内容组织遵循由浅入深、理论与应用并重的原则。全书共分为五大部分，共计十六章。 第一部分：离散时间信号与系统基础 (Fundamentals of Discrete-Time Signals and Systems) 本部分是整个数字信号处理的基石。我们首先从连续时间信号的采样理论入手，详细阐述了理想采样、混叠现象及其在实际系统中的对策，特别是关于奈奎斯特-香农采样定理的深入讨论。随后，本书引入了离散时间信号的表示方法，包括序列的表示、基本序列（如单位脉冲序列、单位阶跃序列）的性质及其运算。 在系统理论方面，本书着重讲解了线性时不变（LTI）系统的基本性质，如因果性、稳定性。我们通过差分方程的形式对LTI系统进行了描述，并详细推导了系统的冲激响应和系统函数。本章内容着重于构建读者对离散时间系统响应的直观理解，并引入了Z变换这一强大的分析工具。Z变换的收敛域（ROC）的确定及其在系统分析中的关键作用被详尽阐述，包括Z反变换的常用方法（如部分分式展开法）。 第二部分：离散时间傅里叶分析 (Discrete-Time Fourier Analysis) 本部分将焦点从时域转向频域，重点阐述离散时间傅里叶变换（DTFT）。我们详细分析了DTFT的性质，特别强调了其周期性和与连续时间傅里叶变换（FT）之间的联系。对于实际计算，本书引入了离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法——快速傅里叶变换（FFT）。 FFT部分是本章的重点和难点。我们不仅介绍了FFT的数学原理（如蝶形运算、Cooley-Tukey算法），还深入分析了不同FFT算法的计算复杂度、适用场景以及实际实现中的注意事项，如窗函数的选择对频谱泄露的影响。此外，本书还包含了对圆卷积和线性卷积之间关系的详细探讨，以及如何利用DFT实现高效的线性卷积。 第三部分：数字滤波器设计 (Digital Filter Design) 滤波器是数字信号处理中最核心的应用之一。本部分系统地介绍了数字滤波器的设计方法，分为IIR（无限脉冲响应）滤波器和FIR（有限脉冲响应）滤波器两大类。 对于IIR滤波器，本书从模拟滤波器的原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）出发，详细讲解了双线性变换法和脉冲响应不变法的理论基础、转换过程及优缺点比较。重点突出了如何根据技术指标（通带、阻带衰减、过渡带宽）选择合适的模拟原型并进行预畸变处理。 对于FIR滤波器，本书侧重于窗函数法和频率采样法。我们详细分析了矩形窗、汉宁窗、海明窗等常见窗函数的频谱特性，解释了窗函数宽度与过渡带宽、旁瓣衰减之间的权衡关系。对于更精确的幅度设计，本书深入介绍了Parks-McClellan算法（最小p范逼近法），使其能够设计出具有最优幅频特性的线性相位FIR滤波器。本章还对IIR和FIR滤波器的资源消耗（乘法器数量、延迟）和稳定性进行了对比分析。 第四部分：随机信号处理基础 (Fundamentals of Random Signal Processing) 本部分将信号处理理论拓展到随机过程领域，这对于通信、雷达和控制系统至关重要。本书首先回顾了概率论和随机变量的基本概念，引入了随机过程的定义、分类（如平稳过程、遍历过程）。平稳性是本章分析的核心，本书详尽阐述了自相关函数和功率谱密度（PSD）的定义、性质及其相互关系（维纳-辛钦定理）。 在随机过程与LTI系统的结合方面，本书推导了随机过程通过LTI系统的输出自相关函数和功率谱密度，强调了噪声整形和白化滤波的概念。针对参数估计，本书引入了随机过程的线性最小均方误差（LMMSE）估计理论，为后续的自适应滤波奠定基础。 第五部分：高级主题与实际应用 (Advanced Topics and Practical Applications) 本部分着眼于当前DSP领域的前沿技术和工程实例。 1. 多速率信号处理： 详细讲解了采样率转换（抽取与插值）的技术，包括基于滤波器组的完美重建系统、单相滤波器结构以及如何在实际系统中实现高效的变采样率处理。 2. 自适应滤波： 引入了最小均方（LMS）算法和递归最小均方（RLS）算法。本书不仅推导了这些算法的收敛性能和稳定性，还通过实例展示了其在噪声消除、回声消除和信道均衡中的应用。 3. 非线性滤波与小波变换： 简要介绍了中值滤波等非线性滤波器的优势，并对小波变换的基本概念、离散小波变换（DWT）的实现结构（多分辨率分析）进行了概述，展示了其在信号去噪和特征提取中的潜力。 全书特色 理论深度与广度兼备： 内容覆盖了DSP的核心教材所需的所有关键知识点，并引入了现代DSP领域的关键技术。 注重数学严谨性： 对所有核心定理和算法推导过程均给出详尽的步骤，确保读者能够理解其数学本质。 丰富的例题与习题： 每章均配有大量的解析示例，帮助读者巩固概念。章节末尾设有难度分级的习题，以供读者检验学习成果。 实践导向： 虽然本书侧重理论，但章节中穿插了大量的工程实例，并鼓励读者使用MATLAB/Simulink等工具进行仿真验证，以弥合理论与实践之间的鸿沟。 本书旨在成为读者在数字信号处理学习旅程中，一本全面、可靠且具有启发性的参考书。

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