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数字信号处理(第三版)(高西全) 十一五

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  • 作 者:高西全 丁玉美
  • 书代号:119303
  • I S B N:978-7-5606-0922-5
  • 出版日期:2008-08
  • 印刷日期:2015-09
  • 业务分类:本科;
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本书是在1994年编写的《数字信号处理》(全国统编教材)的基础上重新修订的,属数字信号处理基本理论和分析的基础书,系电子信息类部级重点规划教材。

全书共10章,第一章:时域离散信号和时域离散系统;第二章:时域离散信号和系统的频域分析,包括傅里叶变换和Z变换;第三、四章:离散傅里叶变换、快速傅里叶变换;第五章:时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法;第六、七章:无限脉冲响应数字滤波器的设计、有限脉冲响应数字滤波器的设计;第八章:其它类型的数字滤波器,包括全通滤波器、梳状滤波器、格型滤波器以及抽取与插值滤波等;第九章:数字信号处理的实现,包括实现中的量化误差分析、软件实现和硬件实现;第十章:上机实验,包括四个试验的实验指导。每章后有习题。

本书可作为无线电技术类专业本科生的必修课教材,或者相近专业本科、大专生的必修课或选修课教材,也可作为有关科技人员的数字信号处理理论基础参考书。

本教材系按原电子工业部的《1996~2000全国电子信息类专业教材编审出版规划》,由通信与信息工程专业教学指导委员会编审、推荐出版。本教材由西安电子科技大学丁玉美担任主编。

本教材主要内容分成三部分,第一部分包括第一、二、三、四章,是数字信号处理的基础理论部分。第一章学习时域离散信号和系统的描述方法、线性常系数差分方程以及模拟信号数字处理方法;第二、三章学习三个重要的数学变换工具:序列的傅里叶变换(FT)、Z变换、离散傅里叶变换(DFT),以及用它们对时域离散信号和系统进行频域分析的方法。第四章介绍FFT,它只是DFT的一种快速算法。第二部分包括第五、六、七、八章,主要学习数字滤波器的基本理论和设计方法,包括IIR数字滤波器、FIR数字滤波器、几种特殊数字滤波器,以及网络结构和状态变量分析法。关于模拟滤波器的设计方法,本不属于本书的内容,但它是设计IIR数字滤波器的基础,考虑到学生的基本课程中一般不介绍这部分内容,为了让学生真正地掌握数字滤波器设计方法,将这部分内容放在正文中。第三部分包括第九、十章,是数字信号处理的技术实现,包括软、硬件实现方法、实现中的量化误差,以及本书的全部上机实验。上机实验部分可以按照实验内容适当分配到各章中进行。

本书先修课是信号与系统、工程数学等,书中有些内容,如差分方程、Z变换等,可以根据学生的已有基础情况,作适当的省略或者补充。

本书的参考学时数为60小时,如时数不够,建议只进行前七章,且前七章中的前三章是必学内容,FFT仅作为DFT快速算法只学习基本原理和用法,其它状态变量分析法、分裂基FFT算法、离散哈特莱变换(DHT)、IIR数字滤波器的直接设计法、利用切比雪夫逼近法设计FIR滤波器等可以不讲,或者作为选修内容。

本书是在1994年编写的《数字信号处理》(全国统编教材)的基础上重新修订的。全书条理清楚,深入浅出,便于教学和自学。修订后的教材比原教材更加突出了基本概念和基本理论;加强了实践环节,例题和习题增多,尤其增加了数字信号处理的软、硬件实现方法,更加突出了理论和实践相结合的环节;由于计算机的迅速发展,去掉了实际应用中已不重要的有限寄存器长度效应部分,仅将重要的量化误差概念放在第九章中介绍。为了方便读者学习,与本书配套将同时出版《数字信号处理学习指导》一书。

本教材由高西全编写第三、四、八、九、十章,其它由丁玉美编写,樊来耀为本书提出了许多宝贵意见,在此表示诚挚的感谢。

由于编者水平有限,书中难免还存在一些缺点和错误,殷切希望广大读者批评指正。

作 者

2000年10月

  为了适应数字信号处理新理论与新技术的发展, 使数字信号处理教材与国际接轨, 满足普通大学教学的需要, 我们对第二版进行了适当修订。 我们的修订思想和修订内容如下:   1. 保持原书编写风格, 突出基本原理、 基本概念与基本分析方法, 选材精练。 随着科学技术的发展, 数字信号处理的新内容很多, 但本科阶段主要是培养学生学习知识、 分析问题和解决问题的能力, 而不是灌输大量的具体知识和技术。 培养这些能力的主要途径是: 打好理论基础, 掌握本学科的基本原理、 基本概念与基本分析方法, 了解并学会使用现代设计、 分析、 开发、 仿真与实验工具。 所以, 教材选材必须少而精, 使学生在很有限的课时内, 通过学习、 思考和仿真实验, 掌握基本知识。   2. 根据第二版教材的教学实践情况, 删去了一些因课时受限而课堂一般不教授的内容。 但基本教学内容不变, 以便使原来使用本教材的教师熟悉新教材。   (1) 本教材中重点介绍快速傅里叶变换(FFT)的基本思想, 以基2FFT为例介绍减少运算量的途径, 估计FFT算法的运算效率, 归纳运算规律, 最后给出编程框图, 使学生对一种FFT从基本理论到计算机实现建立完整的概念。 删掉分裂基FFT和离散哈德莱变换(DHT)的内容。 从进一步减少运算量的角度, 介绍FFT和FHT这两种快速算法和其他快速算法的优缺点, 开阔学生的视野, 指导学生根据实际需求选择FFT算法。   (2) 删掉状态变量分析法。   (3) 硬件实现部分删除了专用硬件芯片实现和DSP实现等介绍硬件的具体内容, 这些内容对于本科大学三年级的学生来说, 仅靠听几节课是不可能接受的。 所以, 只简要介绍专用硬件实现和软硬结合实现的概念, 以及常用芯片种类及其特点。   3. 增加或补充新的内容和新的分析方法。   (1) 近几年多采样率数字信号处理广泛应用于通信与信号处理领域, 为此, 本书进一步加强了多采样率数字信号处理的内容, 将原书8.4节改为第8章, 主要讲授多采样率数字信号处理的基本原理、 采样率变换系统的实现方法和高效实现网络结构等。 在原内容的基础上, 增加了常用的多相实现结构, 并简要介绍了多级实现的优点。   (2) 序列循环卷积引入适合计算机编程的矩阵算法。   (3) 重新编写了滤波器的频率变换内容, 主要介绍频率变换和高通、 带通和带阻滤波器设计的概念, 规范了其中的符号和频率变换公式, 并引入直接调用MATLAB滤波器设计函数直接设计各种滤波器的方法。   (4) 增加了两个实验, 其中有一个综合应用实验。   4. 将数字信号处理的基础理论、 滤波器分析设计等与MATLAB进行适当的结合。
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