简明数字信号处理(图灵电子与电气工程丛书)
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品牌: 姚剑清
基本信息·出版社：人民邮电出版社
·页码：183 页
·出版日期：2009年
·ISBN：9787115188649
·条形码：9787115188649
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：图灵电子与电气工程丛书
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内容简介数字信号处理(DSP)广泛应用于通信、电子、自动控制等方面，并日益显示出其重要性。《简明数字信号处理》旨在帮助更多的工程师掌握DSP的基本概念和技术。内容包含最基本和最必需的知识，从最本质的层面阐述DSP原理，辅以必要的数学公式，配有简明易懂的解释，并尽可能多地使用图表以辅助说明。
《简明数字信号处理》适用于软硬件研发工程师，也可供高等院校相关专业师生参考。
作者简介姚剑清，北京微电子技术研究所研究员，毕生从事计算机硬软件开发、语音识别与语音编码和CMOS混合信号电路设计工作。主要研究方向包括基于HMM的语音识别和MELP语音编码技术，△∑、两步并行和流水ADC／DAC电路。译著有《锁相环技术（第3版）》（人民邮电出版社）。
编辑推荐近年来，数字信号处理（DSP）发展迅速，已经广泛应用于通信、电子、自动控制等领域。但是，DSP原理涉及复杂的数学公式和推导过程，以晦涩难懂而著称，让很多年轻工程师望而生畏。
《简明数字信号处理》专门针对这一现状而撰写，作者将自己30多年研发工作中总结的信号处理方面的宝贵经验和真知灼见都凝聚其中，创造了一种简单易懂的阐述方式，用简明的语言和直观的图表解释DSP技术最基本和最必需的概念和内容，化繁为简，直指问题本质。书中着重描述了信号最小单位的复指数信号，并从多个侧面介绍了傅里叶级数、复指数、信号正交性、卷积等重要概念，对信号处理中比较难以理解的相位问题也做了详细叙述。
通过《简明数字信号处理》，读者能够迅速掌握DSP技术，具备独立完成DSP开发的能力。
目录
第1章信号处理预备知识 1
1.1复数运算 1
1.1.1复函数的定义 1
1.1.2直角坐标与极坐标 1
1.1.3单值函数与多值函数 2
1.1.4等比级数求和 3
1.2复指数信号与负频率 3
1.3sinc函数 6
1.4傅里叶级数 7
1.4.1周期信号展开为傅里叶级数 7
1.4.2函数与展开式的奇偶性 9
1.4.3复指数形式的傅里叶级数 11
1.5傅里叶变换与反变换 12
1.5.1傅里叶变换 13
1.5.2傅里叶反变换 14
1.6能量信号与功率信号 15
1.7线谱与连续谱 16
1.7.1线谱 16
1.7.2连续谱 17
1.7.3线谱与连续谱的关系 18
小结 18
习题 19
第2章数字信号处理概述 21
2.1数字信号处理系统 21
2.2原理与实现 22
2.3硬件与软件 22
2.4数字滤波与频谱分析 23
2.5开发周期 23
2.5.1把需求表达式变为高级语言算法 23
2.5.2把高精度程序变为低精度程序 24
2.5.3把高级语言程序变为低级语言程序 24
2.5.4把低级语言程序变为硬件描述代码 25
2.6优点与缺点25
第3章采样 27
3.1用ADC完成采样 27
3.2理想采样 28
3.2.1δ函数的筛选特性 29
3.2.2采样脉冲函数p(t) 31
3.2.3理想采样的谱分析 32
3.3采样定理与混叠 35
3.4抗混叠 36
小结 38
习题 38
第4章z变换 40
4.1已采样信号的拉普拉斯变换 40
4.2从拉普拉斯变换到z变换 42
4.3s平面与z平面的映射 45
4.4z变换的性质 45
4.4.1线性性质 46
4.4.2初值定理 46
4.4.3终值定理 46
4.4.4卷积定理 47
4.5延迟操作 49
4.6z反变换 52
4.6.1长除法 53
4.6.2部分分式法 54
小结 55
习题 55
第5章离散时域系统 57
5.1离散时域系统的性质 57
5.1.1移不变系统 57
5.1.2因果性系统 58
5.1.3线性系统 58
5.2卷积 59
5.2.1单位冲击响应 59
5.2.2把输入序列分解为δ序列 60
5.2.3把每个δ序列转换成输出序列 60
5.2.4用输出序列合成卷积输出 61
5.2.5本意的卷积算法 62
5.2.6卷积小结 63
5.3差分方程与传递函数 63
5.3.1差分方程 63
5.3.2从差分方程导出传递函数 64
5.3.3由系统冲击响应计算传递函数 64
5.3.4从传递函数导出差分方程 65
5.4频率响应 65
5.5零点与极点 69
5.6频率响应的零极点图解法 71
5.7离散时域系统的稳定性 76
5.7.1稳定性时域判据 76
5.7.2稳定性频域判据 77
小结 78
习题 79
第6章离散时域系统实例 81
6.1点阻滤波器 81
6.2谐振器 83
6.3梳状滤波器 85
6.3.1频率响应在[0,ωS]区间内的周期性 86
6.3.2梳状滤波器的分析 87
6.4平均滤波器 88
6.5全通滤波器 91
习题 93
第7章数字滤波器 95
7.1模拟滤波器设计 95
7.1.1常用模拟滤波器 95
7.1.2滤波器的频率变换 96
7.2数字滤波器的实现 99
7.2.1直接形式 99
7.2.2串联形式 101
7.2.3并联形式 101
7.3IIR滤波器设计 102
7.3.1单位冲击不变性 103
7.3.2双线性变换 104
7.4FIR滤波器设计 106
7.4.1线性相位 106
7.4.2窗函数法 109
7.5用MATLAB设计数字滤波器 115
7.5.1进入滤波器设计与分析窗口 115
7.5.2完成滤波器设计 115
7.5.3核对滤波器特性 116
7.5.4把滤波器系数存入文件 116
小结 116
习题 117
第8章插值与抽取 119
8.1插值 119
8.2抽取 122
8.3插值与抽取的结合使用 123
8.4再采样 124
8.5用DAC从离散时域返回连续时域 128
小结 131
习题 132
第9章离散傅里叶变换 133
9.1复指数形式的傅里叶级数 133
9.2离散傅里叶变换 133
9.3离散傅里叶反变换 136
9.4离散傅里叶变换与反变换小结 137
9.5旋转矢量 137
9.6整数基频信号分解到DFT频率点 139
9.7非整数基频信号分解到DFT频率点 141
9.8DFT的性质 143
9.8.1线性叠加 144
9.8.2时移定理 144
9.8.3频移定理 146
9.8.4循环卷积 146
9.8.5帕塞伐尔定理 147
9.8.6对称性 148
9.9窗函数的特性 149
9.9.1矩形窗 150
9.9.2汉宁窗 151
9.9.3汉明窗 152
9.9.4布莱克曼窗 153
9.10窗函数的比较 153
9.10.1窗函数引起频谱的循环卷积 154
9.10.2循环卷积的计算过程 155
9.10.3通过频谱测试比较窗函数的泄漏 157
9.10.4窗函数的主要特性 158
9.10.5如何选用窗函数 159
小结 159
习题 160
第10章快速傅里叶变换 161
10.1时域抽取FFT算法 161
10.1.1把X(k)分解为2个4点DFT 161
10.1.2把X(k)分解为4个2点DFT 162
10.1.3DFT的分析与综合 163
10.1.4用4个2点DFT合成X(k) 163
10.1.5用2个4点DFT合成X(k) 164
10.1.6第三步是简单的分裂 165
10.2频域抽取FFT算法 165
10.2.1把一个8点DFT分解为两个4点DFT 166
10.2.2把一个4点DFT分解为两个2点DFT 166
10.2.3频域抽取8点DFT的综合 167
10.3蝶形计算 169
10.4位逆转 169
10.5超过8点的FFT算法 170
10.5.1时域抽取16点FFT算法 171
10.5.2频域抽取16点FFT算法 172
10.6FFT的计算顺序 172
小结 173
习题 173
练习题参考答案 175
参考文献 178
索引 179
基本符号表 182
……[看更多目录]
序言当我25年前开始学习DsP（数字信号处理）的时候，DSP处理器正处于它的第一代，那些处理器是用N沟MOS工艺制造的，封装在一个比U盘还大的40线DIP内，主频只有20MHz，做一次16位乘累加需要200ns。然而，经过25年的发展，DSP处理器在速度和成本上取得了极大的进展，DSP技术也越来越显现它的重要性。
尽管DSP技术取得了飞速发展，但DSP的原理却没有什么改变。而且，这些年的经验告诉我，DSP原理依然还是那样不易理解。这促使我想到利用我这些年的经验去写一本简单易懂的DSP书，这也许对许多从事DSP研发的工程师会有些帮助。
为了达到上述目标，这样的一本DSP书必须体现下面的原则：（1）只包含最基本和最必需的内容；（2）对原理的阐述必须到达最基本的层面；（3）数学公式对于DSP是必不可少的，但对每个公式的推导与含义，必须有清晰的和出自最基本层面的解释，并尽可能使用图表。
以我的经验，数字信号处理的基础是模拟电子技术，而模拟电子技术的难点是对模拟信号的理解。为此，本书着重描述了作为信号最小单位的复指数信号，并把它应用于一些最基本概念的推导和说明，这包括傅里叶级数、线谱、频率响应、离散傅里叶变换等。
为了帮助理解和记忆，傅里叶级数、复指数、信号正交性、卷积等重要概念在本书中将多次出现，以便从多个侧面进行描述。比如，本书将从正余弦信号和复指数信号两个侧面叙述信号正交性的概念。
相位在信号处理中是比较难懂的。本书将着重说明相位的问题。比如，对线性相位的概念，我们用信号的时域波形解释。本书对于负频率的相位也做了比较仔细的叙述，说明在实数信号的情况下，负频率的相位是与正频率的相位互补的。我们还说明了如何把幅频响应中的负号归入相频响应的问题。
本书共分10章。第1章讲述了信号处理的预备知识，包括数学方面和连续时域方面的一些要点。这对于理解本书中的原理和概念是必需的。第2章，也就是本章，叙述了数字信号处理的几个侧面，以便让读者从轮廓上对DSP有比较完整的了解。
第3章和第4章讲述了从连续时域过渡到离散时域的全过程。其中第3章讲述了连续时域信号是如何用理想采样完成时域离散化的。第4章从连续时域的拉普拉斯变换导出z变换，还叙述了z变换的一些主要性质。当在第4章进入离散时域之后，z变换就成为主要的分析工具。
文摘插图：
