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出版者:经济科学出版社

作者:孙德文

出品人:

页数:302 页

译者:

出版时间:2007年03月

价格:29.5

装帧:平装

isbn号码:9787505860452

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 计算机
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• 接口技术
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《现代数字信号处理原理与应用》 本书深入探讨现代数字信号处理（DSP）的核心原理，并结合实际应用场景进行阐述。全书结构严谨，内容丰富，旨在为读者构建一个扎实的DSP理论基础，并引导他们掌握在通信、音频、图像、控制等领域中应用DSP技术的实用技能。 第一部分：数字信号处理基础 本部分首先从离散时间信号和系统的基本概念入手，详细介绍了信号的分类（如连续时间信号、离散时间信号、周期信号、非周期信号等）及其表示方法。接着，深入讲解了线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时不变性，并重点阐述了LTI系统的时域分析方法，包括卷积的概念、计算及其在系统分析中的作用。 信号的频域分析是DSP的核心，本书将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换。我们将从连续时间傅里叶变换（CTFT）的定义、性质及其在信号频谱分析中的应用讲起，随后过渡到离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）。DFT是数字信号处理中最重要的变换之一，本书将详细讲解其计算方法（如快速傅里叶变换FFT算法，包括Cooley-Tukey算法及其变种），以及DFT在频谱分析、相关性计算、卷积计算等方面的广泛应用。 Z变换作为DTFT的推广，在系统分析中扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域、性质，并阐述其与DTFT的关系。Z变换在离散时间系统的稳定性分析、系统函数的研究、零极点分析以及系统设计等方面有着不可替代的作用。 第二部分：数字滤波器设计与实现 滤波器是数字信号处理中用于去除噪声、提取有用信息或改变信号频谱的关键工具。本书将分成两大类数字滤波器进行深入讲解：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲冲激响应（FIR）滤波器。 对于IIR滤波器，我们将探讨其基本设计理论，包括模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的性质和设计方法，以及如何将模拟滤波器通过脉冲响应不变法、双线性变换法等方法转化为数字滤波器。我们将详细分析IIR滤波器的传递函数、零极点分布，并讨论其稳定性与相位响应的特点。 对于FIR滤波器，我们将重点介绍其线性相位特性，这是其在许多应用中优于IIR滤波器的重要原因。本书将详细介绍几种常见的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。我们将分析不同窗函数的频谱泄露特性及其对滤波器性能的影响。 此外，本书还将介绍滤波器实现的各种结构，如直接型、级联型、并联型等，并讨论它们在计算复杂度、数值稳定性等方面的优劣。 第三部分：数字信号处理的应用 本部分将聚焦于数字信号处理在各个实际领域的应用，通过丰富的案例研究，帮助读者理解理论知识的实际价值。 通信系统中的应用：本书将阐述DSP在现代通信系统中的关键作用，包括信号的调制与解调（如ASK, FSK, PSK, QAM等）、信道编码与解码、均衡技术（如自适应均衡器）、多速率信号处理（如抽取和插值）等。特别会探讨OFDM（正交频分复用）等先进通信技术中DSP的应用。 音频信号处理：我们将深入探讨DSP在音频领域的应用，包括音频信号的采样、量化、编码（如MP3, AAC），音频效果处理（如混响、均衡、压缩），以及语音识别和语音合成等技术。 图像和视频处理：本书将介绍DSP在图像和视频领域的应用，包括图像的二维傅里叶变换、滤波（如平滑、锐化、边缘检测）、变换域处理（如DCT用于JPEG压缩）、运动估计与补偿（用于视频压缩）等。 控制系统中的应用：DSP在现代控制系统中的应用也十分广泛。本书将讨论离散时间控制系统的设计与分析，如PID控制器在数字域的实现、状态空间方法的应用、以及DSP在电机控制、机器人等领域的具体实例。 其他应用领域：我们将简要介绍DSP在生物医学信号处理（如心电图、脑电图分析）、雷达信号处理、地震数据分析等其他新兴领域的应用。 第四部分：先进主题与展望 为了更全面地展现DSP的发展，本书还将介绍一些先进的主题，如自适应滤波器的原理与应用（如LMS算法、RLS算法）、多速率信号处理的深入探讨，以及小波变换及其在信号分析与压缩中的应用。最后，本书将对数字信号处理技术的未来发展趋势进行展望，包括嵌入式DSP处理器、硬件加速、人工智能与DSP的融合等。 本书语言通俗易懂，图文并茂，并配有大量的计算示例和算法流程图，旨在使读者能够深入理解DSP的精髓，并具备独立解决实际问题的能力。无论您是从事相关技术研发的工程师，还是希望深入学习DSP理论的学生，本书都将是您宝贵的参考资料。

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我花了将近一个月的时间，几乎每天都会翻阅这本书的特定章节进行反复研读，尤其关注那些关于系统设计的章节。这本书的价值在于它提供了一种系统性的思维框架，而不是零散的知识点堆砌。在谈论数据传输协议时，作者并没有局限于某一种特定的标准，而是将SPI、I2C等协议放在一个统一的对比分析框架下，清晰地指出了它们在速度、复杂度、设备数量上的取舍关系。这种比较分析的方法，让读者能够迅速掌握不同接口的适用场景。书中有一个关于数据采集模块的综合案例分析，从传感器选型、信号调理到最终通过并行总线传输数据到微控制器，整个流程一气呵成，详尽地展示了软硬件协同设计的过程。这个案例的复杂度和真实性，远超我之前接触过的任何教材中的示例。它迫使我去思考，如何在高噪声环境下保证数据完整性，以及如何优化数据传输的效率，这些都是迈向高级工程师必须具备的素养。这本书无疑是培养这种系统思维的绝佳工具。

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这本书的排版和细节处理体现了编辑团队极高的专业素养。印刷质量无可挑剔，纸张选择偏哑光，有效减少了在强光下阅读时产生的眩光问题，这对于长时间学习电子技术的人来说非常友好。最值得称赞的是，书中的每一个术语、每一个缩写，在初次出现时都给予了清晰的界定或标注，这对于我们这些需要跨领域学习的读者来说，避免了反复查阅其他参考资料的麻烦。例如，书中对“DMA控制器”的介绍，不仅给出了其工作原理的流程图，还用非常小的字体在旁边补充了其在不同CPU架构中的内存访问差异。这种对细节的极致追求，让阅读体验流畅且高效。而且，这本书的章节末尾设置的思考题和实验设计建议，也相当有启发性。它们往往不是简单的知识点复述，而是需要读者进行设计权衡或故障排查的开放性问题，真正做到了学以致用，而不是死记硬背。

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这本书的封面设计简洁大气，黑色的底色配上烫金的字体，立刻给人一种专业、严谨的感觉。初次翻阅时，我最直观的感受是它的内容组织逻辑非常清晰。作者似乎深谙读者的学习曲线，从基础的电路原理和二进制逻辑开始，循序渐进地引入到更复杂的微处理器架构和指令集。特别是对8051系列单片机的介绍部分，详略得当，不仅有理论上的深入剖析，更有大量实际操作的案例和代码示例，这对于我们这些初学者来说简直是福音。我记得有一次我在调试一个外部中断程序时遇到了瓶颈，翻阅书中关于定时器和中断控制器的章节，作者用图示和伪代码清晰地展示了不同模式下的工作流程，让我茅塞顿开。书中的插图和电路图都非常精美且准确，避免了许多教材中常见的图示模糊不清的问题。它不仅仅是一本教科书，更像是一本实战手册，很多工程师在项目初期都会参考类似的资料来搭建底层框架。这本书的内容深度足以满足本科阶段的教学要求，同时对于希望自学嵌入式系统的爱好者来说，也是一个非常扎实的起点。

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我必须承认，这本书的内容厚度足以让人望而生畏，但一旦沉下心来，会发现它涵盖的知识面极其广阔且深入。从基础的半导体器件特性对数字电路的影响，到如何选择合适的驱动器来满足电流和电压要求，这本书几乎构建了一整套从物理层到软件接口的完整知识体系。对于我个人而言，最有价值的部分是关于程序设计和硬件初始化之间的联系。书中详细阐述了汇编语言在特定寄存器操作中的不可替代性，以及C语言在实现复杂算法和结构化编程时的优势，并且展示了两者如何完美结合，实现对硬件的高效控制。作者对底层寄存器位域的讲解细致入微，仿佛直接把我们带到了芯片内部观察信号的流动。它没有回避任何技术难点，反而选择直面并提供清晰的解决方案。阅读完这本书，我感觉自己对“微型系统”的理解从一个模糊的概念，变成了一个可以被精确设计和控制的实体结构，这对于我的职业规划来说，无疑是一次重大的知识飞跃。

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这本书的语言风格着实让人眼前一亮，它摆脱了传统技术书籍那种枯燥、晦涩的叙述方式。作者似乎非常擅长用“讲故事”的方式来解释复杂的概念。比如，在讲解总线仲裁机制时，他没有直接堆砌协议细节，而是设想了一个多设备争抢资源的工作场景，生动地描绘了轮询、优先级等不同策略的优劣，读起来丝毫没有晦涩感。这种人性化的表达方式极大地降低了学习的门槛。更让我欣赏的是，它对“接口技术”的阐述，并非局限于理论定义，而是紧密结合了工业现场的实际应用。书里提到了RS-232串行通信的电平标准转换，以及如何使用并行接口驱动LCD显示屏，这些都是我在实习中经常需要面对的实际问题。作者在关键技术的描述上，总能恰到好处地穿插一些历史背景或设计考量，让人在学习技术细节的同时，也能理解技术发展的脉络。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地激发了我深入探索的兴趣。

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肯走这条路的人真的是少之又少

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