數位訊號處理 (Digital Signal Processing: A Computer Based Approach)

Sanjit K. Mitra 著、黃靖閔 譯

  • 出版商: 旗標
  • 出版日期: 2003-12-30
  • 定價: $833
  • 售價: $833
  • 貴賓價: 9.5$791
  • 語言: 繁體中文
  • ISBN: 9574937402
  • ISBN-13: 9789574937400

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商品描述

<內容簡介>

近三十年來數位訊號處理( DSP )領域大幅發展,不論是研究或應用領域均有驚人的進展。促成這樣成長的主要動力是數位電腦技術的成熟和軟體的發展。在美國及許多國家幾乎所有的電機工程及資訊工程科系相關科系均會教授一門或多門數位訊號處理相關課程,且在大學四年級前就會教授初等數位訊號處理。

<本書特色>

本書一項特點是大量使用MATLAB程式來處理訊號處理的相關問題,全書以三段式教學法來完整展露MATLAB的優點,並避免食譜式問題解決方式的陷阱。首先每一章節均先描述理論及演算法,其次以範例並配合詳細的計算步驟來說明,最後才以MATLAB程式指令來解題。起初提供詳細的MATLAB程式碼,讓學生能在自己的電腦上反覆練習這些範例,除了一般藉由理論可計算出答案外,每一章都有許多要以MATLAB程式來解答的習題。閱讀本書前需要對MATLAB有初步的了解,作者相信經由使用測試過且完整的MATLAB程式,讀者將更快了解許多錯綜複雜的問題,進而能自行撰寫MATLAB程式來回答第二章到第十一章末尾所附的習題。

本書第二個特色,包含231個簡單但實用的範例,能讓讀者在生活中以電腦來解決訊號處理,本書也包含許多第一版未收入但現在大家感興趣的話題,每一個章節後面也以習題的方式介紹讀者其他有趣的題材,最後本書以專章介紹在數位訊號處理上重要的應用,這些應用很容易理解而且不需要其他高深的知識。

本書共分成十一章。第一章介紹訊號處理的領域,並概述訊號與訊號處理的方法。第二章討論離散時間訊號及離散時間系統在時域以數字序列方式表示的方法、及一些日常常見的訊號與系統,並介紹一些基本離散時間訊號,這些訊號在描述離散時間訊號及離散時間系統的時域特徵上相當重要。接下來介紹一些基本運算,將個別序列組合成另一個序列。這些運算的組合也用在發展離散時間系統上。以一個簡單的例子說明如何以離散訊號序列表示連續訊號。最後說明離散時間隨機訊號的時域特徵。

第三章說明離散時間序列的轉換域表示法,特別是離散時間傅立葉轉換(DTFT),離散傅立葉轉換(DFT)及z轉換。每種轉換均說明其特性及一些簡單應用,本章最後並討論隨機訊號的各種轉換域表示式。

本書幾乎只專注於討論線性非時變離散時間系統,第四章討論其轉換域表示法、特性及簡單應用。

第五章討論連續時間訊號的離散時間處理。首先求出在理想取樣情形下,有限頻寬連續時間訊號的離散時間表示方式,以及從取樣版本得到的的完全重建。連續訊號的離散時間處理中有些介面電路,其中二個類比低通濾波器為去交疊(anti-aliasing)濾波器及重建濾波器。因此,介紹類比濾波器設計方法與基本理論,以MATLAB來說明其使用。其他本章討論的介面電路包含取樣保持電路、類比至數位轉換器及數位至類比轉換器。以互連的基本建構區塊組成的結構表示式是硬體或軟體實現LTI數位濾波器的第一步。此結構表示式可以表示內部變數與輸出輸入之間的關係,並提供實現上重要的資訊。

第六章中將介紹數位濾波器的兩種結構表示式,以及真實因果IIR、FIR數位濾波器實現時常用的結構。此外並介紹能產生一組正交正弦函數的IIR數位濾波器結構。

第七章討論數位濾波器設計的問題。首先討論與濾波器設計相關的問題,其次討論將原型類比轉移函數轉換成數位轉移函數,設計出所需的IIR濾波器。也討論將一種IIR轉移函數藉由頻譜轉換成另一種,以及如何設計FIR濾波器的簡單方法,最後則說明如何以MATLAB設計所需的IIR與FIR濾波器。

第八章討論DSP演算法的實現,主要有兩點重點:使用MATLAB的數位濾波器軟體實現及DFT演算法來解釋這些重點。接下來討論數位機器上數字及訊號變數的不同表示,這是第九章有限字元效應分析的基礎。而後討論加法及乘法這兩項數位訊號處理中最關鍵的算術運算,以及伴隨的控制溢位的運算。最後提供二個方法來設計及實現可調式數位濾波器,並討論一些特殊函數近似值的演算法。

第九章討論並分析不同量化誤差來源的效應,以及對這些效應較不敏感的結構。也討論係數量化的影響。

第十章討論多重頻率離散時間系統,在各個部分有相同的取樣頻率。包含改變取樣頻率的基本觀念及特質,設計間取(decimation)及內插數位濾波器,及多重頻率濾波器組的設計。

最後第十一章則介紹數位訊號處理的實際應用,藉以更了解數位訊號處理的潛力。

本書共包含231個範例,90個MATLAB程式,684個習題及186個MATLAB習題。

<章節目錄>

第一章 訊號與訊號處理
第二章 時域的離散時間訊號與系統
第三章 在轉換域的離散時間訊號
第四章 轉換域的LTI離散時間系統
第五章 連續時間訊號的數位處理
第六章 數位濾波器架構
第七章 數位濾波器設計
第八章 DSP演算法的實現
第九章 有限字元長度效應分析
第十章 多重頻率數位訊號處理
第十一章 數位訊號處理的應用