Digital Signal Processing Using Matlab pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Ingle, Vinay K.; Proakis, John G.

出品人:

页数:624

译者:

出版时间:2006-9

价格:640.00元

装帧:

isbn号码:9780495244417

丛书系列:

图书标签:

数字信号处理
Matlab
信号处理
算法
通信
工程
数学
自控
滤波
频谱分析

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具体描述

This supplement to any standard DSP text is one of the first books to successfully integrate the use of MATLAB(r) in the study of DSP concepts. In this book, MATLAB(r) is used as a computing tool to explore traditional DSP topics, and solve problems to gain insight. This greatly expands the range and complexity of problems that students can effectively study in the course. Since DSP applications are primarily algorithms implemented on a DSP processor or software, a fair amount of programming is required. Using interactive software such as MATLAB(r) makes it possible to place more emphasis on learning new and difficult concepts than on programming algorithms. Interesting practical examples are discussed and useful problems are explored. This updated second edition includes new homework problems and revises the scripts in the book, available functions, and m-files to MATLAB(r) V7.

信号处理基础与现代应用：一本面向实践的导论书名：信号处理基础与现代应用作者：[此处留空，以模拟独立作者的风格] ISBN：[此处留空] --- 内容简介本手册旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的信号处理领域知识体系。它避开了对特定软件平台（如MATLAB）的依赖，转而聚焦于信号处理的底层数学原理、核心算法的推导与实现逻辑，以及这些理论在当代工程实践中的广泛应用。本书特别强调从物理现象到数学模型的抽象过程，以及如何设计和评估高效的信号处理系统。全书结构严谨，逻辑清晰，分为四大核心部分：基础理论、经典分析技术、现代处理方法以及系统集成与应用。 --- 第一部分：信号与系统的数学基石（基础理论）本部分为整个信号处理领域奠定坚实的数学基础。我们首先对信号进行严格的数学定义，区分连续时间信号与离散时间信号的特性、表示方法和内在联系。 1.1 信号的数学描述与分类：深入探讨周期性、能量信号、功率信号的定义及其相互转换的可能性。引入冲激函数（Dirac Delta）在描述离散与连续系统中的关键作用，并详细分析其在离散域中的表示形式。 1.2 线性时不变（LTI）系统理论：这是信号处理的核心。本章详尽阐述LTI系统的定义、因果性与稳定性判据。卷积（Convolution）作为系统响应的核心运算被深度剖析，不仅给出其积分和求和形式，更重要的是，探讨其在频域中转化为乘积的性质。我们将详细推导如何利用微分方程或差分方程来完全表征一个LTI系统。 1.3 傅里叶分析的统一框架：本章构建从连续到离散信号的傅里叶变换家族。连续时间傅里叶变换（CTFT）：侧重于频谱的物理意义、对称性、以及帕塞瓦尔定理在能量分析中的应用。傅里叶级数（FS）：讨论周期信号的谱表示及其收敛性问题。离散时间傅里叶变换（DTFT）：重点分析其周期性频谱的特性，以及采样理论（Nyquist-Shannon）如何从CTFT自然过渡到DTFT。 --- 第二部分：离散信号的频域分析（经典技术）本部分将理论转化为可计算的工具，专注于离散信号在频域中的高效处理。 2.1 离散傅里叶变换（DFT）与算法：详细阐述DFT的定义，并深入分析其计算复杂度问题。本书将用清晰的代数结构来解释快速傅里叶变换（FFT）的原理，对比不同的FFT实现结构（如蝶形运算），并讨论当输入数据长度非2的幂次时，如何进行填充（Padding）以优化计算效率。 2.2 频谱分析与应用：探讨实际有限长信号的频谱估计。我们将区分周期图法（Periodogram）的优缺点，并引入更先进的谱估计算法，如韦尔奇法（Welch's Method），强调通过分段平均来降低方差、平滑频谱估计的技术。 2.3 Z变换理论：作为DTFT的推广和更强大的分析工具，Z变换的定义、收敛域（ROC）的确定，以及与单位圆的关系被深入探讨。本章将重点讲解利用Z变换求解差分方程、确定系统零点和极点（Poles and Zeros），并直观地展示极零点图如何直接揭示系统的稳定性和频率响应特性。 --- 第三部分：现代滤波设计与系统实现（现代方法）本部分从分析转向设计，聚焦于如何根据特定需求构建满足性能指标的滤波器。 3.1 模拟滤波器基础回顾：简要回顾巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等经典模拟滤波器的幅频特性，并引入滤波器原型设计（Prototype Design）的概念，为后续的数字滤波器设计奠定基础。 3.2 IIR 滤波器设计：详述从连续时间原型到离散时间系统的双线性变换（Bilinear Transformation）方法。重点在于如何利用该方法精确映射极点位置，从而设计出具有特定通带、阻带衰减和过渡带宽的无限脉冲响应（IIR）数字滤波器。 3.3 FIR 滤波器设计：专注于有限脉冲响应（FIR）滤波器的设计，这是因其固有的线性相位特性而广泛使用的技术。窗函数法（Windowing Method）：详细分析矩形窗、汉宁窗、海明窗等不同窗函数对频谱泄漏（Spectral Leakage）和过渡带宽的影响，以及如何根据期望的频率响应选择合适的窗函数。频率采样法与等波纹设计：介绍更精确的设计技术，如Parks-McClellan算法（最小化最大误差），以实现最优的FIR滤波器设计。 3.4 离散时间卷积的实现：讨论在硬件或软件中实现卷积运算的效率问题，包括直接形式、级联形式和格子型（Lattice）结构，以及如何利用FFT实现快速卷积。 --- 第四部分：高级主题与信号处理在工程中的集成本部分将视角提升至更复杂的问题处理和系统集成层面。 4.1 随机信号处理基础：介绍描述随机过程的基本概念，如宽平稳性（WSS）、功率谱密度（PSD）的定义及其与自相关函数的傅里叶变换关系。讨论如何利用维纳-霍夫方程（Wiener-Hopf Equation）来推导最优线性预测器和最小均方误差（MMSE）滤波器。 4.2 现代谱估计技术：深入探讨参数化谱估计，如自回归（AR）模型、滑动平均（MA）模型以及ARMA模型的建立。详细解析Burg算法在AR模型系数估计中的高效性，及其在提高分辨率谱分析中的优势。 4.3 多速率信号处理与采样率转换：探讨改变信号采样率（升采样和降采样）的必要性。详尽解释如何利用插值器和抽取器结合滤波器组来实现高效、无混叠（Aliasing-free）的采样率转换，这是现代通信和音频处理系统的关键技术。 4.4 系统识别与逆问题：介绍如何根据观测到的输入输出数据来识别未知系统的模型参数（如滤波器系数），并探讨反卷积（Deconvolution）在去除信道效应或回声消除中的应用框架。 --- 本书特色本书的编撰目标是培养读者独立分析和构建信号处理系统的能力，而非仅仅是掌握特定工具的菜单操作。我们通过详尽的数学推导、明确的算法流程图以及对关键假设条件的讨论，确保读者能够深入理解每项技术的“为什么”和“如何做”。每一章节都包含大量的理论习题，旨在巩固读者对核心概念的掌握。本书适用于电子工程、通信工程、计算机科学（尤其是涉及多媒体、图像和语音处理方向）、控制理论以及物理科学中需要进行数据分析和系统建模的研究生、高级本科生以及工程师。掌握本书内容，读者将能够自信地设计、分析和优化任何基于离散时间信号处理的系统。