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离散时间信号处理——基于MATLAB的实践

理论+设计+仿真+讨论,MATLAB+Simulink,单元实验(50+)+综合实验(10+),教学课件+程序源代码+仿真模型文件,咨询QQ:2301891038(仅限教师)。

作者:袁杰、陶超
丛书名:面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材
定价:39
印次:1-2
ISBN:9787302591870
出版日期:2022.01.01
印刷日期:2024.04.18

本书主要介绍离散时间信号处理中涉及的计算、绘图和分析方法,并通过大量的MATLAB程序加深对理论知识的理解。全书共十章,分别为离散时间信号的表示,离散时间信号的基本运算,离散时间系统的响应,Z变换和逆Z变换,Z域分析,离散时间傅里叶变换及频域分析,离散傅里叶变换,离散傅里叶变换的应用,FIR滤波器的设计以及IIR滤波器的设计。每一章都配有丰富的实例程序和课后练习。 本书对离散时间信号的实践环节进行详细的讲解,并结合电子与信息工程学科的实际问题,有针对性地进行分析和讨论。本书适合有MATLAB编程基础的电子信息类、计算机类、自动化类等理工科专业师生,以及从事信号处理相关工作的工程技术人员。

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前言 信号是信息的表现形式,信号处理是为了有效地传输和利用信息。随着超大规模集成电路技术和计算机技术的发展,信号的数字传输和数字处理已经在很多领域替代了传统的模拟信号处理方法,成为音频、图像、视频、通信、自控等领域内信息处理的主要手段。与模拟信号处理相比,数字信号处理具有很大的灵活性,广泛的适应性,很高的可靠性、安全性和性价比。随着离散时间信号处理技术的应用领域的不断扩展和深入,离散时间信号处理学科的重要性越来越被人们所认知。作为高校理工科专业的一门重要学科平台课程,“离散时间信号处理”也受到了普遍的重视。 MATLAB作为一种面向科学与工程计算的高级语言,是学术界最具影响力、最有活力的计算软件之一。本书主要介绍离散时间信号处理中涉及的计算、绘图和分析方法,并通过大量的MATLAB程序加深对理论知识的理解。全书分10章。第1章介绍信号生成和显示相关的MATLAB命令和函数,以及离散时间信号的表示方法; 第2章介绍离散时间信号的基本运算,包括信号产生、信号移位、相加、相乘、抽样、插值、重采样和卷积; 第3章介绍离散时间系统的时域响应,特别是差分方程的求解; 第4章介绍Z变换和逆Z变换的符号运算以及Z域零点极点图的绘制; 第5章介绍Z变换的应用,包括求解差分方程、计算等效初始条件输入向量; 第6章介绍离散时间傅里叶变换,包括计算函数的绝对值、幅值、相角、实部、虚部,离散系统的零点极点图绘制,频率响应,群延迟和相位延迟,全通系统,最小相位延迟系统; 第7章介绍离散傅里叶变换基础,包括求共轭、快速傅里叶变换和快速傅里叶逆变换; 第8章介绍离散傅里叶变换应用,包括线性卷积、循环卷积、圆周移位、圆周翻褶、实信号分解为圆周偶对称信号和圆周奇对称信号,用离散傅里叶变换计算长信号与短信号卷积以及谱分析的方法; 第9章介绍FIR滤波器设计的两种方法,即窗函数法和频率采样法,并通过实例设计FIR低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器,频率采样型FIR滤波器,线性相位FIR滤波器的特点,系数对FIR滤波器的影响以及FIR滤波器的优化设计; 第10章介绍IIR滤波器设计和有限字长效应的应对方法,并给出相关实例程序和课后练习。 本书对离散时间信号的实践环节进行详细的讲解,并结合电子与信息工程学科的实际问题,有针对性地进行分析和讨论,使得抽象的理论不再晦涩难懂,烦琐的计算在程序运行后一目了然。 本书对使用MATLAB进行离散时间信号处理的学习和研究具有一定的参考价值。 由于编者水平有限,书中难免会出现错误和疏漏之处,敬请读者批评指正。本书由南京大学袁杰和陶超编著,编撰过程中得到了詹洪陈、孙英、王岳宁及其他同志的协助和支持,在此表示衷心的感谢。 选用本书作为教材的教师,可联系tupwenyi@163.com获取教学课件、程序源代码、仿真模型文件等教学资源,辅助教学。 编者 2021年12月于南京

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  • 袁杰 ,南京大学副教授,硕导。分别于1997年、2000年、2003年在南京大学获得学士、硕士、博士学位。研究方向包括医学成像、医学图像处理、计算机视觉等。主持并完成多项国家级、省级自然科学基金项目,发表包括SCI、EI检索的学术论文近80篇,拥有50多项国家发明专利和实用新型专利,获得多项省部级科技成果鉴定。主讲课程包括“数字信号处理”“数字图像处理与计算机视觉”“成像原理与图像工程”。获得多项省部级教育成果奖,曾获南京大学教学成果特等奖。指导的学生获得多项国家级学科竞赛一等奖、二等奖。
    陶超,南京大学教授,博导。国家优秀青年基金获得者、教育部新世纪优秀人才、科技部国家重点研发计划青年科学家项目首席科学家、中国声学学会理事、中国声学学会医学超声分会委员、中国声学学会检测声学分会委员。分别于2000年、2004年在南京大学获得学士、博士学位。2005-2009年在美国威斯康星大学医学院任副研究员,从事临床医学与声学相关的交叉课题研究。2009年归国以来,主要从事光声成像、超声信号处理、及其生物医学应用的研究。
  • 1. 体现新工科理论与实践教育相结合的理念,通过工程实践让学生知其然,知其所以然,并能以利器善事。
    2. 采用业界常用的信号处理仿真工具MATLAB和Simulink,全面掌握对离散信号的运算、分析,对离散系统的分析、设计。
    3. 内容既包括基础的离散时间信号分析和离散时间系统的设计,也包括具有实战价值的信号处理问题的讨论。
    4. 采用理论+设计+仿真+讨论的结构,注重对信号处理原理的理解,加强对信号分析和系统设计能力的培养。
    5. 提供50多个单元实验和10多个综合实验,源自作者多年从事信号处理和系统设计的课程教学及科学研究经历。
    6. 配套资源丰富,包括教学课件、程序源代码、仿真模型文件等。

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  • 目录

    第1章离散时间信号的表示

    1.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    1.1.1基础理论

    1.1.2一维信号建立及基本平面图形绘制

    1.1.3随机信号产生

    1.2实验示例

    1.3练习题

    第2章离散时间信号的基本运算

    2.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    2.1.1基础理论

    2.1.2信号运算及其结果绘制

    2.2实验示例

    2.3练习题

    第3章离散时间系统的响应

    3.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    3.1.1基础理论

    3.1.2相关的MATLAB函数语法介绍

    3.1.3模拟工具Simulink

    3.2实验示例

    3.3练习题

    第4章Z变换和逆Z变换

    4.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    4.1.1基础理论

    4.1.2相关MATLAB函数语法介绍

    4.2实验示例

    4.3练习题

    第5章Z域分析

    5.1基础理论

    5.2实验示例

    5.3练习题

    第6章离散时间傅里叶变换及频域分析

    6.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    6.1.1基础理论

    6.1.2相关MATLAB函数语法介绍

    6.2实验示例

    6.3练习题

    第7章离散傅里叶变换

    7.1基础理论及相关MATLAB函数语法介绍

    ...

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