数字信号处理教程（第4版）（简明版） epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　近年来，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛。作为电子信息类专业重要的专业基础课程，数字信号处理的学科内容在不断充实和完善，从而推动教材内容也随之进行充实和更新。
　　本书历经多个版本，受到广大读者的认可，被众多高校采用作为教材。为适应学科发展，结合教学实践，且参考一些国内外优秀教材，作者充实了教材内容，完善了表达方式，改进了教材的可读性，更便于自学，充实了例题和习题，更加实用。
　　数字信号处理教程（第四版）
　　数字信号处理教程习题分析与解答（第四版）
　　本简明版的主要特点是对主要和重要内容的基本概念、基础理论和基本分析、设计方法讨论全面，内容充实，逻辑性强，深入浅出，条理清晰，有大量例题，便于教、便于学、尤其便于自学。

内容简介

　　本书是《数字信号处理教程（第四版）》的简明版，书中系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法、设计。全书共9章，包括四部分内容。第一部分是离散时间信号（序列）与系统的基本概念和时域、频域（包括z变换域）的分析方法与算法，包括离散傅里叶变换及其快速算法，模拟信号用数字信号处理的原理方法，这包括第1、2、3、4章的内容；第二部分为IIR及FIR数字滤波器的基本概念、理论、结构与设计方法，这包括第5、6、7章；第三部分为多抽样率数字信号处理的基础理论，这是第8章的内容；第四部分为数字滤波器实现中的有限字长效应，这是第9章的内容。
　　本书条理清楚，论述深入浅出，有较多的例题，便于自学。
　　本书可作为大学本专科院校通信工程、电子信息工程、信息工程等专业的教材，也可供从事这些专业及相近专业数字信号处理的科学研究工作者和工程技术人员作为参考书。

作者简介

　　程佩青，北京信息科技大学原电子技术与通信系主任。1958年毕业于清华大学无线电系“无线电技术”专业。1956—1986年在清华大学无线电系（无线电电子学系）、电子系工作。1986年到北京信息工程学院（现北京信息科技大学）创建通信工程系（后改名电子技术与通信系）并任系主任。长期从事通信、信号与信息处理的教学和科研工作。讲授过无线电基础、高频电子线路、数字滤波器、数字信号处理、电视接收机原理、数字信号处理（二）（选修）等课程。给清华大学、中国科技大学研究生院、北京广播学院（现中国传媒大学）的研究生多次讲数字信号处理原理与应用（二）（统计信号处理为主）课程。著有《信息与系统（合编）》、《数字滤波与快速傅里叶变换》、《数字信号处理教程（一、二、三版）》（此书被评为校优秀教材）、《数字信号处理分析与解答》、《晶体管电视机原理（合著）》、《高频电子线路》等教材。译有《多维数字信号处理（合译）》等4种著作。参与研发的“SCA-4数据传输机”曾获国防科委奖。

内页插图

目录

绪论
第1章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号——序列
1.1.1 离散时间信号——序列
1.1.2 序列的运算
1.1.3 序列的卷积和
1.1.4 序列的相关性
1.1.5 几种常用典型序列
1.1.6 序列的周期性
1.1.7 用单位抽样序列表示任意序列
1.2 线性移不变系统
1.2.1 离散时间线性系统
1.2.2 离散时间移不变系统
1.2.3 离散时间线性移不变系统（LSI系统）
1.2.4 因果系统
1.2.5 稳定系统
1.3 常系数线性差分方程——时域离散系统的输入、输出表示法
1.4 连续时间信号的抽样
1.4.1 模拟信号的抽样
1.4.2 时域抽样定理
1.4.3 带通信号的抽样
1.4.4 连续时间信号xa（t）、理想抽样信号x^a（t）以及离散时间抽样序列x（n）的关系
1.4.5 信号的重建（抽样的恢复）
1.4.6 实际抽样
1.4.7 正弦型信号的抽样
习题

第2章 z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）
2.1 序列的z变换
2.1.1 z变换的定义
2.1.2 z变换的收敛域
2.1.3 4种典型序列的z变换的收敛域
2.1.4 z反变换-围线积分法（留数法），部分分式法及长除法（幂级数法）
2.1.5 z变换的性质与定理
2.1.6 利用z变换求解差分方程
2.2 离散时间傅里叶变换（DTFT）——序列的傅里叶变换
2.2.1 序列傅里叶变换定义
2.2.2 序列傅里叶变换的收敛性——DTFT的存在条件
2.2.3 序列傅里叶变换的主要性质
2.2.4 序列及其傅里叶变换的一些对称性质
2.2.5 周期性序列的傅里叶变换
2.3 模拟信号xa（t）、理想抽样信号x^a（t）、序列x（n）以及它们的拉普拉斯变换、z变换、傅里叶变换的关系。s平面到z平面的映射
2.4 离散线性移不变（LSI）系统的频域表征
2.4.1 LSI系统的描述
2.4.2 LSI系统的因果、稳定条件
2.4.3 LSI系统的频率响应H（ejω）的特点
2.4.4 频率响应的几何确定法
2.4.5 无限长单位冲激响应（IIR）系统与有限长单位冲激响应（FIR）系统
习题

第3章 离散傅里叶变换（DFT）
3.1 傅里叶变换的四种可能形式
3.2 周期序列的傅里叶级数——离散傅里叶级数（DFS）
3.2.1 DFS的定义
3.2.2 DFS的性质
3.3 离散傅里叶变换（DFT）——有限长序列的离散频域表示
3.3.1 DFT的定义、DFT与DFS、DTFT及z变换的关系
3.3.2 模拟信号时域、频域都抽样后，对应的模拟频率fk与频域一个周期中的抽样点数N及抽样频率fs的关系
3.3.3 DFT隐含的周期性
3.4 DFT的主要性质
3.4.1 线性
3.4.2 圆周移位性质
3.4.3 圆周共轭对称性质
3.4.4 圆周翻褶序列及其DFT
3.4.5 对偶性
3.4.6 DFT运算中的圆周共轭对称性
3.4.7 DFT形式下的帕塞瓦定理
3.4.8 圆周卷积和与圆周卷积和定理
3.4.9 线性卷积和与圆周卷积和的关系
3.5 频域抽样理论
3.5.1 频域抽样与频域抽样定理
3.5.2 频域的插值恢复
3.6 DFT的应用
3.6.1 利用DFT计算线性卷积
3.6.2 利用DFT计算线性相关
3.6.3 利用DFT对模拟信号的傅里叶变换（级数）对的逼近
3.6.4 用DFT对模拟信号进行谱分析时参数的选择
3.6.5 用DFT对模拟信号作谱分析时的几个问题
习题

第4章 快速傅里叶变换（FFT）
4.1 直接计算DFT的运算量，减少运算量的途径
4.2 按时间抽选（DIT）的基-2 FFT算法（库利-图基算法）
4.3 按频率抽选（DIF）的基-2 FFT算法（桑德-图基算法）
4.4 DIT-FFT与DIF-FFT的异同
4.5 离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法IFFT
4.6 基-2 FFT流程图
4.7 N为复合数的FFT算法——混合基（多基多进制）FFT算法
4.8 线性调频z变换（Chirp-z变换或CZT）算法
4.9 利用DFT（采用FFT算法）计算线性卷积
4.9.1 重叠相加法
4.9.2 重叠保留法
4.10 利用FFT算法计算线性相关
习题

第5章 数字滤波器的基本结构
5.1 引言
5.2 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构
5.2.1 IIR滤波器的特点
5.2.2 直接型结构
5.2.3 级联型结构
5.2.4 并联型结构
5.2.5 转置型结构
5.3 有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构
5.3.1 FIR滤波器的特点
5.3.2 直接型（横截型、卷积型）结构
5.3.3 级联型结构
5.3.4 频率抽样型结构
5.3.5 快速卷积结构
5.3.6 线性相位FIR滤波器的结构
5.4 数字滤波器的格型（格型梯形）结构
5.4.1 全零点系统（FIR系统，又称滑动平均（MA）系统）的格型结构
5.4.2 全极点系统（IIR系统，又称自回归（AR）系统）的格型结构
5.4.3 零极点系统（IIR系统，又称自回归滑动平均（ARMA）系统）的格型梯形结构
习题

第6章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器设计方法
6.1 数字滤波器的基本概念
6.2 数字滤波器的技术指标
6.3 全通滤波器
6.4 最小相位滞后滤波器
6.4.1 最小相位系统、混合相位系统、最大相位系统及它们与全通系统的关系
6.4.2 最小相位系统的性质
6.4.3 利用最小相位系统的逆系统来补偿幅度响应的失真
6.5 模拟原型低通滤波器设计
6.5.1 引言
6.5.2 模拟巴特沃思低通滤波器
6.5.3 模拟切贝雪夫Ⅰ型、Ⅱ型低通滤波器
6.5.4 椭圆函数（考尔）低通滤波器简介
6.5.5 四类模拟滤波器的比较
6.6 模拟频带变换法设计各种频率响应的模拟滤波器
6.6.1 从归一化模拟低通滤波器到模拟低通滤波器的变换
6.6.2 从归一化模拟低通滤波器到模拟高通滤波器的变换
6.6.3 从归一化模拟低通滤波器到模拟带通滤波器的变换
6.6.4 从归一化模拟低通滤波器到模拟带阻滤波器的变换
6.7 间接法的IIR数字滤波器设计方案
6.8 模拟滤波器数字化为数字滤波器的映射方法
6.8.1 冲激响应不变法（脉冲响应不变法）
6.8.2 双线性变换法
6.9 将样本模拟归一化低通滤波器先做模拟频带变换，再数字化设计方案的设计步骤
6.10 将样本模拟低通滤波器直接数字化为各种频率响应数字滤波器的设计方案
6.10.1 带通变换（模拟低通→数字带通）
6.10.2 带阻变换（模拟低通→数字带阻）
6.10.3 高通变换（模拟低通→数字高通）
6.10.4 将样本模拟低通滤波器直接数字化为各种频率响应数字滤波器设计方案的设计步骤
6.11 数字频域频带变换。将样本模拟归一化低通滤波器先数字化，再做数字频域频带变换设计方案
6.11.1 数字频域频带变换的基本要求
6.11.2 数字低通→数字低通
6.11.3 数字低通→数字高通
6.11.4 数字低通→数字带通
6.11.5 数字低通→数字带阻
6.11.6 数字低通→数字多通带
6.11.7 将样本模拟低通滤波器先数字化，再作数字频带变换设计方案的设计步骤
习题

第7章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器设计方法
7.1 引言
7.2 线性相位FIR数字滤波器的特点
7.2.1 线性相位条件
7.2.2 线性相位约束对FIR数字滤波器（DF）的单位冲激响应h（n）的要求
7.2.3 两类线性相位约束下，FIR数字滤波器幅度函数H（ω）的特点
7.2.4 线性相位FIR滤波器的零点位置
7.3 窗函数设计法
7.3.1 窗函数设计法的设计思路
7.3.2 理想低通、带通、带阻、高通的线性相位数字滤波器的表达式
7.3.3 窗函数设计法的性能分析
7.3.4 各种常用窗函数
7.3.5 窗函数法偶对称单位冲激响应［h（n）=h（N-1-n）］的线性相位FIR DF的设计步骤及举例
7.3.6 窗函数法奇对称单位冲激响应［h（n）=-h（N-1-n）］线性相位微分器及希尔伯特变换器的设计
7.3.7 窗函数设计法计算中的主要问题
7.4 频率抽样设计法
7.4.1 频率抽样设计法的基本思路
7.4.2 频率抽样的两种方法
7.4.3 频率抽样设计法的逼近误差及改进办法
7.4.4 频率抽样设计法的设计步骤及举例
7.4.5 频率抽样设计法存在的问题
7.5 设计线性FIR滤波器的最优化方法
7.5.1 均方误差最小准则
7.5.2 最大误差最小化准则——加权切贝雪夫等波纹逼近
7.5.3 交错定理
7.5.4 最佳线性相位FIR滤波器设计算法
7.5.5 Parks-McClellan算法
习题

第8章 序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础
8.1 概述
8.2 用正整数D的抽取——降低抽样率
8.3 用正整数I的插值——提高抽样率
8.4 用正有理数I/D做抽样率转换
8.5 抽取、插值以及两者结合的流图结构
8.5.1 抽取系统的直接型FIR结构
8.5.2 插值系统的直接型FIR结构
8.5.3 抽取和插值的线性相位FIR结构
8.5.4 抽取器的多相FIR结构
8.5.5 插值器的多相FIR结构
8.5.6 正有理数I/D抽样率转换系统的变系数FIR结构
8.6 变换抽样率的多级实现
习题

第9章 数字滤波器实现中的有限字长效应
9.1 引言
9.2 二进制数的表示及其对量化的影响
9.2.1 二进制的三种算术运算法
9.2.2 负数的表示法——原码、补码、反码
9.2.3 量化方式——舍入与截尾
9.3 模拟/数字（A/D）变换的量化效应
9.3.1 A/D变换的非线性模型
9.3.2 A/D变换对输入抽样信号幅度的要求
9.3.3 A/D变换的量化非线性特性
9.3.4 A/D变换量化误差的统计分析
9.3.5 量化噪声的功率谱密度
9.4 白噪声（A/D变换的量化噪声）通过线性系统
9.5 数字滤波器的系数量化效应
9.5.1 系统极点（零点）位置对系统量化的灵敏度
9.5.2 系数量化对二阶子系统极点位置的影响
9.5.3 系数量化效应的统计分析
9.6 数字滤波器运算中的有限字长效应
9.7 防止溢出的幅度加权因子
9.8 IIR滤波器的定点运算中零输入的极限环振荡
习题
参考文献

前言/序言

　　随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛，已渗透到人们日常生活中，从20世纪六七十年代开始，数字信号处理已快速形成一个主要的学科领域，成为各大专院校相关专业的一门重要专业基础必修课程，其课程内容也在不断充实完善，从而推动教材内容也随之进行修改、充实与更新。
　　本书是《数字信号处理教程（第四版）》的简明版，考虑到数字信号处理是一门重要专业基础课教材，其课程内容应强调学科的基础理论、基本概念及基本分析和设计方法，考虑到这些基本要求，可将课程内容概括为一个基础——离散时间信号与离散时间系统的时域、频域分析方法，两个支柱——离散傅里叶变换及其快速算法以及数字滤波器理论及其设计方法。因而本书内容选取是在第四版基础上，主要是以这一原则为依据；同时考虑到第四版篇幅过大，不一定适用于有的院校，因而需要有一本篇幅更小但不能缩减基本要求的教科书；故本书将第四版中有些扩充的内容及例题加以删除，同时，将各章的习题视要求加以削减；此外，本书将第四版的第6章的全通滤波器与最小相位滤波器加以保留，并与其第7章合并为本书的第6章，而将第6章的其他内容加以删除；再有，考虑到不少院校另设有MATLAB有关课程，故将第四版各章后的MATLAB函数及例题内容加以删除。
　　本书第1、2两章是离散时间信号与离散时间系统的时域与频域分析部分。这两章中，较深入地解释、分析了一些基本概念和基本分析方法。例如，常用典型序列、数字频率、线性卷积和线性相关、序列的周期性、理想抽样、时域抽样理论、频域（频谱）混叠失真、系统的线性移（时）不变性，因果性、稳定性等概念；讨论离散时间傅里叶变换及其三种存在条件；分析讨论了周期性序列（包括复指数序列及正弦型序列）的傅里叶变换的分析方法以及信号作用于系统的z变换域分析和处理方法。讨论了线性移不变系统的频域表征法。
　　第3、4章是离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT），这是数字信号处理基础理论的一个重要支柱，是线性滤波、相关分析、谱分析等应用领域中的基础和重要工具。这两章中比较了四种傅里叶变换，较深入地讨论了有限长序列的DFT的物理意义，它与周期序列的离散傅里叶级数（DFS）的关系，DFT隐含的周期性，圆周卷积及其与线性卷积间互相转换的关系，频域抽样理论，重点讨论了DFT在对模拟信号谱分析中各参数的选择以及可能产生的频谱混叠失真、频谱的泄漏以及栅栏效应，特别是频率分辨率与频域抽样后的离散频率间隔（即计算的频率间隔）之间的区别，提高频率分辨率的办法及减少上述各种失真的办法。讨论了DFT的基��2及混合基快速算法以及线性调频z变换算法（CZT），用DFT计算线性卷积与线性相关算法。
　　第5、6、7章是讨论数字滤波器的基本结构及其设计方法，这是数字信号处理基础理论的另一个重要支柱，它不但有重要的理论意义，而且主要是有实际的广泛应用价值。第5章讨论IIR及FIR数字滤波器的各种运算结构，包括格型结构。第6章是IIR数字滤波器设计，其中讨论了全通滤波器及最小相位滤波器（后者既可是IIR的，也可是FIR的），讨论了四种原型模拟低通滤波器设计法及模拟频带变换法，分析讨论了模拟滤波器数字化的三种方法，深入讨论了由模拟低通滤波器设计IIR数字滤波器的三种方案：即由模拟低通滤波器经模拟频带变换后再数字化的方案；由模拟低通滤波器直接数字化为各种数字滤波器的方案；由模拟低通滤波器先数字化再做数字频带变换的设计方案。第7章是FIR数字滤波器设计，其中深入地讨论了四种线性相位FIR数字滤波器的单位冲激响应及其频率响应的幅度函数与相位函数；全面讨论了三种设计线性相位FIR滤波器的方法：窗函数法、频率抽样法以及最优化的Parks.McClellan算法，其中包括线性相位微分器及线性相位希尔伯特变换器设计。
　　以上7章是数字信号处理课程内容的最基础、最核心部分。
　　第8章是多抽样率数字信号处理基础，包括正整数D抽取、正整数I插值及有理数I/D的抽样率转换以及它们的多相FIR结构，还包括变换抽样率的多级实现及各级滤波器指标的分配。
　　第9章讨论数字信号处理中的有限字长效应。主要讨论A/D变换器的量化效应，滤波器系数的量化效应以及运算中的有限字长效应。还讨论了防止溢出的加权因子以及IIR滤波器运算中的零输入极限环振荡问题。
　　第8、9两章是加“*”号供选择的内容，可按各院校的情况和需要加以取舍。
　　本简明版的主要特点是对主要和重要内容的基本概念、基础理论和基本分析、设计方法讨论全面，内容充实，逻辑性强，深入浅出，条理清晰，有大量例题，便于教、便于学、尤其便于自学。
　　由于简明版中删除了MATLAB的内容，故需要这一内容的院校，可选用作者的《数字信号处理教程（第四版）》。或另选MATLAB的有关参考书。

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说是简明版，实际上还有400多页。DSP这门课确实不容易。

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