实用数字信号处理 PDF下载

编辑推荐

本书主要面向电子与计算机工程专业的高年级本科生和低年级研究生，也适用于广大研究人员、工程师。学习本书时，要求读者先修微积分、复数和变量、线性代数等课程。

为提升DSP的教学质量，本书提供大量教学资源，具体如下：

?图形。图形说明了每种方法的工作方式，或证明了某种DSP方法的性能。

?示例。书中提供了大量示例，为反映实际情况，许多示例由MATLAB生成。示例的作用是证明重要概念，引导读者实际应用各种方法。

?MATLAB函数和脚本。为帮助读者应用各种算法和模型来解决实际问题，本书为所有主要算法提供MATLA ；

内容简介

本书系统地介绍了数字信号处理的基本概念和方法，并从实用性角度把数字信号处理理论和方法与实际应用技术相结合。本书主要内容包括：离散信号与系统、z变换、信号的傅里叶表示、线性时不变系统的变换分析、连续时间信号的采样、离散傅里叶变换及其计算、FIR以及IIR滤波器设计、多速率信号和随机信号处理、有限字长效应等章节。这些章节安排的内容有助于读者将数字信号处理理论与实际应用很好地结合。

作者简介

Dimitris G. Manolakis：雅典大学电子工程专业博士，曾任教于美国东北大学、波士顿学院和伍斯特理工学院，现为麻省理工学院林肯实验室研究员。研究方向为数字信号处理、自适应滤波、阵列处理、模式识别、遥感、雷达系统。Vinay K. Ingle：美国伦斯勒理工学院电子与计算机工程专业博士，美国东北大学电子与计算机工程系副教授。研究方向为图像处理、随机过程、估计理论、高光谱图像技术等。

艾渤，男，北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室特聘教授，博士生导师。国家重点实验室副主任。研究领域：无线移动通信、电波传播与无线信道建模、功率放大器线性化技术、信息物理融合CPS系统。

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第1章 引言 1
1.1 信号 1
1.2 系统 6
1.3 模拟、数字和混合信号处理 9
1.4 数字信号处理应用 11
1.5 本书的组织方式 12
学习小结 13
复习题 14
第2章 离散时间信号与系统 15
2.1 离散时间信号 15
2.2 在MATLAB中生成和绘制信号 18
2.3 离散时间系统 20
2.4 线性时不变系统的卷积描述 25
2.5 线性时不变系统的特性 30
2.6 卷积的分析评价 34
2.7 卷积的数值计算 37
2.8 FIR滤波器的实时实现 39
2.9 FIR空间滤波器 40
2.10 由线性常系数差分方程描述的系统 42
2.11 连续时间LTI系统 47
学习小结 50
复习题 51
习题 52
第3章 z变换 59
3.1 动机 59
3.2 z变换 60
3.3 逆z变换 65
3.4 z变换的性质 67
3.5 LTI系统的系统函数 70
3.6 由线性常系数差分方程表征的LTI系统 72
3.7 极零点位置与时间域行为间的关系 74
3.8 单边z变换 77
学习小结 79
复习题 80
习题 80
第4章 信号的傅里叶表示 87
4.1 正弦信号及其特性 87
4.2 连续时间信号的傅里叶表示 92
4.3 离散时间信号的傅里叶表示 102
4.4 傅里叶级数和傅里叶变换小结 109
4.5 离散时间傅里叶变换的性质 111
学习小结 121
复习题 122
习题 123
第5章 LTI系统的变换分析 129
5.1 LTI系统的正弦响应 129
5.2 频率域中LTI系统的响应 134
5.3 信号通过LTI系统后的失真 137
5.4 理想和实际滤波器 141
5.5 有理系统函数的频率响应 144
5.6 频率响应对极点和零点的依赖性 148
5.7 通过配置极零点设计简单滤波器 153
5.8 幅度响应和相位响应之间的关系 158
5.9 全通系统 160
5.10可逆性和最小相位系统 163
5.11连续时间LTI系统的变换分析 166
学习小结 176
复习题 177
习题 178
第6章 连续时间信号的采样 187
6.1 连续时间信号的理想周期采样 187
6.2 由样本重建带限信号 190
6.3 欠采样的影响：混叠 192
6.4 连续时间信号的离散时间处理 199
6.5 实际采样和重建 202
6.6 带通信号采样 209
6.7 图像采样与重建 213
学习小结 217
复习题 218
习题 219
第7章 离散傅里叶变换 226
7.1 傅里叶分析计算 226
7.2 离散傅里叶变换（DFT） 229
7.3 离散时间傅里叶变换的采样 232
7.4 离散傅里叶变换的性质 239
7.5 使用DFT的线性卷积 251
7.6 使用DFT的信号的傅里叶分析 255
学习小结 268
复习题 269
习题 270
第8章 离散傅里叶变换计算 278
8.1 直接计算离散傅里叶变换 278
8.2 采用矩阵法的FFT思想 279
8.3 时间抽取FFT算法 282
8.4 频率抽取 FFT算法 289
8.5 归纳和其他FFT算法 291
8.6 实际考虑 293
8.7 特定应用的DFT计算 295
学习小结 302
复习题 302
习题 303
第9章 离散时间系统的结构 310
9.1 框图和信号流图 310
9.2 IIR系统结构 311
9.3 FIR系统结构 320
9.4 格型结构 327
9.5 结构转换、仿真和验证 333
学习小结 334
复习题 335
习题 336
第10章 FIR滤波器设计 343
10.1 滤波器设计问题 343
10.2 线性相位FIR滤波器 347
10.3 采用窗函数法设计FIR滤波器 355
10.4 采用频率采样法设计FIR滤波器 367
10.5 切比雪夫多项式和极小极大逼近 374
10.6 等纹波最优切比雪夫FIR滤波器设计 376
10.7 一些特殊FIR滤波器的设计 386
学习小结 392
复习题 392
习题 393
第11章 IIR滤波器的设计 401
11.1 IIR滤波器设计简介 401
11.2 连续时间低通滤波器的设计 403
11.3 连续时间滤波器到离散时间IIR滤波器的变换 421
11.4 低通IIR滤波器的设计实例 433
11.5 低通滤波器的频率变换 436
11.6 基于MATLAB的IIR滤波器设计实例 441
学习小结 445
复习题 446
习题 447
第12章 多速率信号处理 455
12.1 采样率转换 455
12.2 多速率系统的实现 469
12.3 多速率系统的滤波器设计 475
12.4 双通道滤波器组 482
12.5 多通道滤波器组 491
学习小结 493
复习题 494
习题 495
第13章 随机信号 502
13.1 概率模型和随机变量 502
13.2 联合分布随机变量 507
13.3 协方差、相关、线性估计 512
13.4 随机过程 514
13.5 一些有用的随机过程 522
学习小结 526
复习题 527
习题 528
第14章 随机信号处理 534
14.1 均值、方差、协方差的估计 534
14.2 平稳过程的频谱分析 537
14.3 最佳线性滤波器 553
14.4 线性预测和全极点信号建模 557
14.5 最佳正交变换 565
学习小结 569
复习题 570
习题 571
第15章 有限字长效应 580
15.1 数字表示 580
15.2 量化误差统计分析 584
15.3 过采样A/D和D/A转换 590
15.4 量化滤波器系数 596
15.5 有限字长对数字滤波器的影响 601
15.6 FFT算法中的有限字长效应 610
学习小结 611
复习题 612
习题 613
参考文献 622

媒体评论

本书的主要特点是全篇包含了大量MATLAB示例。卡勒顿大学 Richard M. Dansereau

本书介绍DSP时，有深度和广度上进行了折中，适用于学生学习。哈特福德大学Yuanwei Jin

前沿

前；；言
过去三十多年来，数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）已发展为电子与计算机工程的核心领域。今天，DSP已能为科学、工程和多媒体应用中的实际问题提供求解方法与算法。
尽管目前关于DSP理论与算法的教材已有很多，但我们仍觉得有必要撰写一本介绍DSP理论与实践的教材，以帮助学生和工程师了解DSP的基本原理、应用限制及实际应用。
目标
本书的主要目的是为读者系统地介绍数字信号处理的基本概念和方法，次要目的是为学生、研究人员、工程师的深入学习与研究奠定坚实的基础。因此，本书的理论部分只介绍最核心的内容，而实践部分介绍的内容非常宽泛。本书的宗旨是帮助学生直观地了解DSP的工作方式，并应用DSP来解决实际问题。
教学方式
根据多年关于“数字信号处理”课程的教学经验，我们认为：数学分析方法和计算机仿真结合，可提高“数字信号处理”课程的教学质量。因此，书中采用了数学工具，并为说明核心信号处理算法的应用引入了MATLAB代码。不熟悉连续时间信号和系统的基础知识，就无法深入理解和掌握DSP。为帮助读者掌握DSP理论及其应用，书中加入了关于连续时间信号与系统的内容，已掌握这部分内容的读者可跳过这些内容。这样做的优点是，以连续时间角度来解释和分析一些概念，要比以离散时间角度更为容易。
教学资源
为提升DSP的教学质量，本书提供大量教学资源，具体如下：
? ；；；图形。图形说明了每种方法的工作方式，或证明了某种DSP方法的性能。
? ；；；示例。书中提供了大量示例，为反映实际情况，许多示例由MATLAB生成。示例的作用是证明重要概念，引导读者实际应用各种方法。
? ；；；MATLAB函数和脚本。为帮助读者应用各种算法和模型来解决实际问题，本书为所有主要算法提供MATLAB函数，并给出使用这些函数的一些示例。
? ；；；学习小结。每章的最后为回顾本章重要概念的学习小结。
? ；；；复习题。每章最后提供加深读者了解概念的复习题。
? ；；；习题。每章提供大量习题，内容从简单的理论应用和计算，到复杂的分析和设计任务。
? ；；；配套网站（www.cambridge.org/adsp）。配套网站为读者提供更为深入的资料、信号数据集、MATLAB函数及书中所有图形的PPT等。
? ；；；习题解答手册。手册中包含书中所有习题的答案，教师可与出版商联系来获取相关资料。
适用读者
本书主要面向电子与计算机工程专业的高年级本科生和低年级研究生，也适用于广大研究人员、工程师。学习本书时，要求读者先修微积分、复数和变量、线性代数等课程。
课程结构
本书的内容适用于高年级本科生或低年级研究生，也可灵活地用于其他课程的学习。前6章内容适用于信号与系统课程，侧重于离散时间系统。前11章适用于一学期的本科生或研究生DSP课程，其中前6章用于复习，后5章用于强化概念和系统。前书的内容适用于高年级研究生的现代信号处理课程。
反馈
教材中肯定存在错误，在此先行向读者致歉。同时，希望读者能将错误或其他意见反馈至vingle@ece.neu.edu。
致谢
感谢为本书提出建设性建议与意见的人员。感谢Sidi Niu为习题解答手册付出的努力，感谢Phil Meyler为我们选择剑桥大学出版社，感谢Phil对本书的整理工作。感谢剑桥大学的Catherine Flack、Chris Miller和Richard Smith为本书的出版所做的努力。最后，要感谢家人的理解与耐心。
Dimitris G. Manolakis
Vinay K. Ingle