數(shù)字信號處理

前言

　　《數(shù)字信號處理》第1版自2005年出版以來，在多所院校使用，受到教師和學(xué)生的好評，這讓我們感到十分欣慰。本次再版的原因主要有以下幾方面：　　1.自本書第1版出版以來，我們與多所院校的教師就本教材相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了深入探討和交流，得到了大量有益的建議。在教學(xué)活動中使用本書的教師、學(xué)生們對本書提出了很多很好的意見，同時我們也發(fā)現(xiàn)了許多需要改進(jìn)之處?！　?.數(shù)字信號處理領(lǐng)域無論是理論和算法的發(fā)展，還是器件的更新，其速度往往超出我們的預(yù)料，這樣就促使我們及時更新和充實(shí)相關(guān)內(nèi)容和知識?！　?.在第1版中有些內(nèi)容和印刷錯誤需要調(diào)整和修正。　　考慮到數(shù)字信號處理理論和技術(shù)的發(fā)展，以及課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性，第2版在保持教材原有基本結(jié)構(gòu)和風(fēng)格模式的基礎(chǔ)上，對第1版書中一些內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和修訂，同時對部分章節(jié)進(jìn)行了重新編寫，具體完成了以下工作：　　1.在基本保持原書的編寫風(fēng)格基礎(chǔ)上，注重數(shù)字信號處理理論的系統(tǒng)性、實(shí)用性與現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)先進(jìn)性的有機(jī)結(jié)合，突出基本理論、基本概念和基本分析方法的講解，強(qiáng)調(diào)本書理論篇、技術(shù)篇和應(yīng)用篇的關(guān)聯(lián)性，因此，對第1章～第6章中部分內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整與修正?！　?.對原書第7章內(nèi)容進(jìn)行了重新編寫，為了更貼近技術(shù)應(yīng)用，將第7章標(biāo)題更改為“DSP技術(shù)的應(yīng)用”。同時，為了能夠讓學(xué)生在幾節(jié)課的時間里掌握DSP技術(shù)應(yīng)用的初步知識，我們首先介紹了DSP技術(shù)的概念及其發(fā)展情況，給出了DSP系統(tǒng)的相關(guān)概念，探討了芯片選擇方法和依據(jù)。然后介紹了DSP處理器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在簡要分析哈佛結(jié)構(gòu)、多級流水線等DSP基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)代DSP一些特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了描述。接著結(jié)合當(dāng)今DSP發(fā)展應(yīng)用的趨勢，分別介紹了TI公司的C2000、C5000和C6000系列DSP芯片。最后，介紹了DSP的開發(fā)環(huán)境，分析了集成開發(fā)環(huán)境CCS?！　?.原書第8章內(nèi)容利用SystemView軟件編寫了四個實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了相關(guān)理論研究的演示，由于該軟件只需通過對相關(guān)的功能模塊（Token）進(jìn)行連接和有關(guān)參數(shù)設(shè)置即可完成系統(tǒng)仿真功能，讀者幾乎不用做任何與編程有關(guān)的工作，因此，對于教學(xué)的演示過程取得了較好的效果。但是，隨著MATLAB軟件版本的不斷提升，特別是Simulink軟件功能的進(jìn)一步強(qiáng)大，上述SystemView軟件完成的可視化結(jié)果，利用Simulink軟件均能完成，為了確保本書內(nèi)容編排的一致性，為此將第8章進(jìn)行重新編寫，其內(nèi)容涉及由學(xué)生參與的9個實(shí)驗(yàn)。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字信號處理（第2版）》全面系統(tǒng)地介紹了數(shù)字信號處理的基本概念、基本原理和基本分析方法，同時還簡要介紹了數(shù)字信號處理相關(guān)的硬件原理和軟件仿真方面的知識。全書共分8章，具體內(nèi)容包括：連續(xù)信號與系統(tǒng)的分析，時域離散信號與系統(tǒng)的時域分析，時域離散信號與系統(tǒng)的頻域分析，離散傅里葉變換及其快速算法，IIR數(shù)字濾波器的理論與設(shè)計，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的理論與設(shè)計，DSP技術(shù)的應(yīng)用和數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)?！　【幷吒鶕?jù)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在內(nèi)容上注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，注意從基本技能等方面培養(yǎng)學(xué)生，強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的并重。通過對課程內(nèi)容的優(yōu)化和提煉，使得內(nèi)容講述由淺人深、簡明透徹、概念清晰、重點(diǎn)突出，既便于教師組織教學(xué)，又利于學(xué)生自學(xué)?！　　稊?shù)字信號處理（第2版）》可作為高職高專院校電類相關(guān)專業(yè)數(shù)字信號處理課程的教材，也可供其它專業(yè)學(xué)生和工程技術(shù)人員閱讀和參考，還可作為“數(shù)字信號處理”理論培訓(xùn)教材使用。

書籍目錄

理論篇第1章 連續(xù)信號與系統(tǒng)的分析1.1 連續(xù)信號與系統(tǒng)的時域分析1.1.1 信號的分類1.1.2 階躍信號和沖激信號1.1.3 系統(tǒng)的分類1.1.4 沖激響應(yīng)與線性卷積積分1.2 連續(xù)信號與系統(tǒng)的頻域分析1.2.1 周期信號的頻譜分析1.2.2 非周期信號的頻譜分析1.2.3 傅里葉變換的性質(zhì)及應(yīng)用1.3 連續(xù)信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析1.3.1 拉普拉斯變換1.3.2 拉普拉斯變換的性質(zhì)1.3.3 拉普拉斯逆變換1.4 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性分析1.4.1 系統(tǒng)函數(shù)1.4.2 零、極點(diǎn)分布對系統(tǒng)特性的影響小結(jié)習(xí)題第2章 時域離散信號與系統(tǒng)的時域分析2.1 時域離散信號2.1.1 常用的典型序列2.1.2 序列的運(yùn)算2.2 時域離散系統(tǒng)2.2.1 線性時不變離散系統(tǒng)2.2.2 離散系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性2.3 模擬信號的數(shù)字處理方法2.3.1 取樣及取樣定理2.3.2 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號小結(jié)習(xí)題第3章 時域離散信號與系統(tǒng)的頻域分析3.1 序列的傅里葉變換3.1.1 序列傅里葉變換的定義3.1.2 序列傅里葉變換的性質(zhì)3.1.3 x與x(e)之間的關(guān)系3.2 序列的z變換3.2.1 z變換的定義3.2.2 序列特性對收斂域的影響3.2.3 逆z變換3.2.4 z變換的主要性質(zhì)和定理3.3 利用z變換分析線性離散系統(tǒng)3.3.1 差分方程的z變換解3.3.2 系統(tǒng)函數(shù)的構(gòu)建與分析3.4 離散系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.4.1 用信號流圖表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.4.2 無限長脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.4.3 有限長脈沖響應(yīng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)小結(jié)習(xí)題第4章 離散傅里葉變換及其快速算法4.1 DFT的定義及物理意義4.1.1 DFT的定義4.1.2 DFT和z變換的關(guān)系4.1.3 DFT的線性和周期性4.2 離散傅里葉變換的性質(zhì)4.2.1 循環(huán)移位性質(zhì)4.2.2 循環(huán)卷積定理4.2.3 DFT的對稱性4.3 頻域取樣定理4.3.1 頻域取樣過程4.3.2 利用頻域取樣信號恢復(fù)原始信號4.4 快速傅里葉變換(FFT)4.4.1 從DFT至0FFT4.4.2 時域抽取法基-2FFT算法4.4.3 頻域抽取法基-2FFT算法4.5 FFT算法實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)措施4.5.1 FFT算法實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)與規(guī)律4.5.2 改進(jìn)FFT算法措施4.6 FFT的應(yīng)用舉例4.6.1 利用FFT計算IDFT4.6.2 利用FFT計算線性卷積4.6.3 利用DFT對信號進(jìn)行譜分析小結(jié)習(xí)題技術(shù)篇第5章 IIR數(shù)字濾波器的理論與設(shè)計5.1 數(shù)字濾波器的基本概念5.1.1 數(shù)字濾波器的分類5.1.2 數(shù)字濾波器的技術(shù)要求和設(shè)計步驟5.2 模擬濾波器的設(shè)計5.2.1 模擬低通濾波器的設(shè)計指標(biāo)5.2.2 巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計5.2.3 模擬高通、帶通、帶阻濾波器的設(shè)計5.3 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計5.3.1 利用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器5.3.2 利用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器5.3.3 利用模擬濾波器設(shè)計IIR數(shù)字高通、帶通和帶阻濾波器5.3.4 IIR數(shù)字濾波器的直接設(shè)計法——零極點(diǎn)累試法小結(jié)習(xí)題第6章 FIR數(shù)字濾波器的理論與設(shè)計6.1 FIR數(shù)字濾波器特性6.1.1 線性相位條件6.1.2 線性相位FIR濾波器幅度特性6.1.3 線性相位FIR濾波器零點(diǎn)分布和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.2 利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器6.2.1 窗函數(shù)設(shè)計法的基本思想6.2.2 常用的窗函數(shù)6.2.3 用窗函數(shù)法設(shè)計兀R濾波器6.3 利用頻率取樣法設(shè)計FIR濾波器6.3.1 FIR網(wǎng)絡(luò)的頻率取樣結(jié)構(gòu)6.3.2 頻率取樣法的基本思想6.3.3 頻率取樣法需要解決的問題與對策6.4 IIR和FIR數(shù)字濾波器的比較小結(jié)習(xí)題應(yīng)用篇第7章 DSP技術(shù)的應(yīng)用7.1 DSP技術(shù)的概念及其發(fā)展7.1.1 DSP系統(tǒng)的基本概念7.1.2 芯片選擇7.1.3 DSP發(fā)展7.2 DSP處理器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7.2.1 哈佛結(jié)構(gòu)7.2.2 硬件乘法器和特殊的DSP指令7.2.3 指令系統(tǒng)的多級流水線7.2.4 其它特點(diǎn)7.3 德州儀器公司(TI)的系列DSP7.3.1 TMS320C2000系列DSP7.3.2 TMS320C5000系列DSP7.3.3 TMS320C6000系列DSP7.4 DSP的開發(fā)環(huán)境7.4.1 C編譯器7.4.2 匯編語言工具7.4.3 系統(tǒng)集成與調(diào)試工具7.4.4 集成開發(fā)環(huán)境CCS簡介7.4.5 DSP的操作系統(tǒng)小結(jié)習(xí)題第8章 數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 MATLAB基礎(chǔ)及基本信號產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)2 時域取樣與頻域取樣實(shí)驗(yàn)3 信號、系統(tǒng)及響應(yīng)實(shí)驗(yàn)4 應(yīng)用快速傅里葉變換對信號進(jìn)行頻譜分析實(shí)驗(yàn)5 用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR濾波器實(shí)驗(yàn)6 用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器實(shí)驗(yàn)7 信號幅度調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)8 信號濾波實(shí)驗(yàn)9 電話撥號音合成與識別附錄 MATLAB編程簡介部分習(xí)題解答參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　如何通過實(shí)踐環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，以及如何更好地開展實(shí)踐性教學(xué)等問題已成為當(dāng)前工科專業(yè)教學(xué)改革的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題。“教育部關(guān)于啟動高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知”中明確指出：“理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重。要高度重視實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實(shí)踐培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。要大力改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，鼓勵開設(shè)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和研究型課程”。　　多年來，學(xué)生感覺數(shù)字信號處理內(nèi)容難學(xué)難用，興趣普遍不高，其原因是數(shù)字信號處理課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，學(xué)生沒有將理論與實(shí)踐相結(jié)合，造成對數(shù)字信號處理原理和方法理解不深刻，對DSP技術(shù)應(yīng)用不靈活。編者根據(jù)多年從事數(shù)字信號處理課程教學(xué)和科研經(jīng)歷，并通過廣泛參閱其它院校的實(shí)驗(yàn)教材和講義，明確了數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)體系與內(nèi)容，希望通過數(shù)字信號處理實(shí)驗(yàn)有助于理論課程的教學(xué)，并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)DSP的興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識和獨(dú)立解決問題的能力?！　　?/pre>








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