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出版者:Springer Verlag

作者:Bergman, Niclas/ Gustafsson, Fredrik

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2003-1

价格:$ 67.74

装帧:HRD

isbn号码:9781852336974

丛书系列:

图书标签:

• MATLAB
• 工程数学
• 数值计算
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• 算法
• 数据分析
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• 图像处理
• 建模仿真

数字信号处理基础与应用 作者： [此处填写作者姓名] 出版社： [此处填写出版社名称] 出版年份： [此处填写出版年份] ISBN： [此处填写ISBN号] --- 内容简介 《数字信号处理基础与应用》是一本面向电子工程、通信工程、自动化以及相关理工科领域本科高年级学生和研究生，同时也是面向一线工程技术人员和研究人员的专业教材与参考书。本书系统、深入地阐述了数字信号处理（DSP）领域的核心理论、关键算法及其在现代工程实践中的具体应用。全书内容组织严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美平衡。 第一部分：离散时间信号与系统 本书伊始，首先为读者构建起理解DSP的数学基础。 第一章 离散时间信号的表示与分析： 详细介绍了离散时间信号的采样、量化过程，以及如何使用序列（Sequence）来精确描述这些信号。内容涵盖了信号的基本运算（移位、反转、相加、相乘），以及周期性、能量、功率等信号特性。我们引入了复指数序列的概念，为后续傅里叶分析打下基础。 第二章 离散时间系统： 系统分析是DSP的核心。本章深入探讨了线性时不变（LTI）系统的基本性质——线性、时不变、因果性、稳定性。通过卷积和差分方程，系统地分析了LTI系统的动态行为。重点讲解了系统的频率响应特性，以及如何通过分析系统函数来预判信号通过系统后的变化。 第三章 离散时间傅里叶变换（DTFT）： DTFT是连接时域和频域的关键桥梁。本章详细推导了DTFT的定义、收敛性，并着重分析了其周期性和共轭对称性。通过大量实例，展示了如何利用DTFT观察信号的频谱结构，理解混叠（Aliasing）现象的根源。 第二部分：Z变换与系统函数 Z变换是分析离散时间系统的强大工具，是理解现代DSP算法的基石。 第四章 Z变换及其性质： 本章定义了单边和双边Z变换，并系统梳理了其基本性质，包括线性性、时移性、微分性质以及卷积的Z变换形式。收敛域（ROC）的概念被详尽解释，强调了ROC在判断系统稳定性和因果性中的决定性作用。 第五章 系统的Z域分析： 结合Z变换，本章深入分析了LTI系统的系统函数 $H(z)$。内容包括系统的零点（Zeros）和极点（Poles）的物理意义，以及如何通过极零图（Pole-Zero Plot）来直观判断系统的稳定性、频率响应的形状和信号的衰减特性。本章还提供了利用部分分式展开法求取系统的冲激响应 $h[n]$ 的实用技巧。 第三部分：傅里叶变换与频谱分析 本部分聚焦于信号在频域的精确表示和分析方法，是DSP应用层面最为关键的一环。 第六章 离散傅里叶变换（DFT）： 详细阐述了DFT的定义、矩阵形式以及其与DTFT的关系。通过分析DFT的周期性、共轭对称性，帮助读者理解DFT如何从无限长的DTFT中提取有限长度的频谱信息。 第七章 快速傅里叶变换（FFT）： FFT算法是现代计算DSP的基石。本章深入剖析了最常用的基2（Radix-2）FFT算法，特别是蝶形运算（Butterfly Operation）的原理和实现方式，包括蝶形图的构建。同时，也讨论了定点运算带来的精度问题和计算效率的提升。 第八章 频域滤波与谱分析： 将DFT应用于实际的频谱分析，包括功率谱密度（PSD）的估计方法。本章详细讲解了线性卷积与圆卷积的关系，并介绍了如何利用FFT实现高效的快速卷积（Overlap-Add/Overlap-Save）。 第四部分：数字滤波器设计 滤波器是DSP应用中最常见的模块，本部分提供了从理论到实践的完整滤波器设计指南。 第九章 IIR 滤波器设计： 讲解无限冲击响应（IIR）滤波器的基本结构和设计方法。重点介绍如何利用双线性变换（Bilinear Transformation）将连续时间滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫滤波器）映射到离散时间系统。讨论了IIR滤波器的稳定性和相位的非线性问题。 第十章 FIR 滤波器设计： 侧重于有限冲击响应（FIR）滤波器的设计，FIR滤波器因其固有的线性相位特性，在许多对相位失真敏感的应用中占据主导地位。本章系统介绍了窗函数法（Rectangular, Hamming, Blackman等）的设计原理和应用场景，并详细讲解了频率采样法和Parks-McClellan等高级优化设计算法。 第五部分：有限精度效应与多速率信号处理 在实际硬件实现中，量化和截断误差是不可避免的挑战，本部分为读者提供了深入的工程洞察。 第十一章 有限精度下的 DSP： 探讨了定点运算对DSP系统的影响，包括量化误差（Quantization Error）和溢出（Overflow）。分析了乘法器和系数存储中的量化噪声来源，并给出了降低噪声的工程实践方法。 第十二章 多速率信号处理导论： 介绍了信号处理中的采样率转换技术，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。详细解释了抽取和插值滤波器组（Filter Banks）的结构、工作原理及其在子波分析和信源编码中的应用。 本书特色 1. 理论深度与工程实践紧密结合： 每章的理论推导后，均附有丰富的工程实例和应用场景分析，帮助读者理解“为什么”和“如何做”。 2. 丰富的数学工具箱： 强调Z变换、傅里叶分析在系统分析中的核心地位，为后续学习控制、通信等领域打下坚实基础。 3. 全面覆盖滤波器设计： 对IIR和FIR两种主流滤波器设计方法进行了细致的对比和详细的步骤说明，便于读者根据实际需求做出选择。 4. 贴近实际的硬件考量： 专门设置章节讨论有限精度效应，这是教科书中常被忽略但对实际芯片设计至关重要的环节。 通过学习本书，读者将能够熟练掌握数字信号处理的基本原理和设计方法，能够独立完成数字滤波器的设计与实现，并能对实际采集到的信号进行深入的频谱分析和处理。

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