例解 ディジタル信号処理入門

例解 ディジタル信号処理入門

ディジタル信号処理の目的は,四則演算しか実行できないマイクロプロセッサ等で信号を処理することにある。そこで本書では微積分を用いるアナログ信号処理の解説は極力省き,可能な限り平易な数学を用いて解説した。例題を多数掲載。

ジャンル
発行年月日
2013/10/30
判型
A5
ページ数
168ページ
ISBN
978-4-339-00857-9
例解 ディジタル信号処理入門
在庫あり

定価

2,420(本体2,200円+税)

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  • 内容紹介
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本書は,ディジタル信号処理を初めて学ぶ理系大学の学部生,大学院生,高専生,社会人にとっての入門書である。特徴は以下の通りである。
①微積分を用いるアナログ信号処理の解説は極力省き,可能な限り平易な数学だけを用いて各テーマを解説している。
②反復計算によるトレーニングが重要であると考え,多くの例題,特に単純な計算問題が多数掲載されている。
③各章のテーマの理解を助けるため,またディジタル信号処理に興味を持っていただくために,章末にディジタル信号処理技術のポイントがイメージできるコラム(コーヒーブレイク)が設けられている。

1章「ディジタル信号処理概論」では,ディジタル信号処理の特徴と応用分野について述べる。また,実際に信号処理を実行するディジタルシグナルプロセッサの特徴について解説する。さらに,ディジタル信号処理に必要となる数学的な基本事項について確認する。
2章「信号とシステムの数学的表現」では,離散時間信号と離散時間システムの数学的表現について述べる。信号は単位インパルス信号で,システムは遅延子,係数乗算器,加算器で表現れることを説明し,さらに,差分方程式によるシステムの表現について解説する。
3章「インパルス応答とたたみ込み」では,システムの出力信号を求めるために必要となるインパルス応答について説明する。また,線形時不変システムとたたみ込みについて解説し,このたたみ込みによって出力信号が求められることを示す。
4章「z変換」では,信号の新しい数学的表現方法としてz変換を説明する。z変換は信号を多項式で表現するもので,複雑な信号処理を簡単に表現することができる。ここでは次章以降の準備として,さまざまな信号のz変換について解説する。
5章「伝達関数」では,システムを特徴付ける重要な式である伝達関数とその応用法について述べる。インパルス応答や差分方程式から伝達関数を求める方法を示し,その応用として,複雑なシステムの出力を簡単に求める方法を解説する。また,伝達関数とシステムの安定性の関係について説明する。
6章以降では,信号やシステムの周波数領域での表現方法について解説する。
6章「離散時間信号の周波数領域表現I~信号の成分分析・フーリエ変換の仕組み~」では,周期信号に対する周波数領域表現として,離散フーリエ変換について解説する。
7章「離散時間信号の周波数領域表現II~周波数スペクトラムの表現・加工・再生~」では,非周期的な離散時間信号の周波数領域での表現法として,離散時間フーリエ変換とその性質について解説する。また,アナログ信号をサンプリングして離散時間信号にする際に重要となるサンプリング定理について説明する。
8章「離散時間システムの周波数領域表現」では,正弦波をシステムに入力したときの出力の特徴が容易にわかる周波数特性について述べる。また,伝達関数やフーリエ変換との関係を示し,最後に簡単なディジタルフィルタの設計について解説する。

1. ディジタル信号処理概論
1.1 ディジタル信号処理とは
1.2 DSP のアーキテクチャ
1.3 ディジタル信号処理のための数学
1.3.1 ラジアンと正弦波
1.3.2 複素数
1.3.3 オイラーの公式
1.3.4 複素正弦波
1.3.5 無限等比数列の和
1.3.6 正射影ベクトルと直交分解
《コーヒーブレイク》フラットランドと複素世界
章末問題

2. 信号とシステムの数学的表現
2.1 離散時間信号の数学的表現
2.2 離散時間システムの数学的表現
2.3 差分方程式
《コーヒーブレイク》風呂場とカラオケとケータイ
章末問題

3. インパルス応答とたたみ込み
3.1 インパルス応答
3.2 線形時不変システム
3.3 たたみ込み
《コーヒーブレイク》たたみ込みの“ひみつ”
章末問題

4. z 変換
4.1 z 変換の定義
4.2 z 変換の性質
4.3 逆z 変換
4.3.1 基本的な逆z 変換
4.3.2 部分分数展開法
《コーヒーブレイク》たたけばわかる
章末問題

5. 伝達関数
5.1 伝達関数の定義
5.2 縦続システムと並列システムの伝達関数
5.3 伝達関数を用いた出力信号の計算法
5.4 システムの安定性と極
5.4.1 システムの安定性
5.4.2 極配置と安定性
《コーヒーブレイク》エコーを消すシステム
章末問題

6. 離散時間信号の周波数領域表現I ~信号の成分分析・フーリエ変換の仕組み~
6.1 離散時間信号の直交分解
6.2 離散フーリエ変換
6.3 高速フーリエ変換
6.4 周波数解析
《コーヒーブレイク》4 人の話を同時に聞く方法
章末問題

7. 離散時間信号の周波数領域表現II ~周波数スペクトラムの表現・加工・再生~
7.1 離散時間フーリエ変換
7.1.1 離散時間フーリエ変換の定義
7.1.2 振幅スペクトルのデシベル表現
7.1.3 位相スペクトルの図表現
7.2 離散時間フーリエ変換の性質
7.3 サンプリング定理
《コーヒーブレイク》インパルスは違法! 章末問題

8. 離散時間システムの周波数領域表現
8.1 離散時間システムの周波数特性
8.2 伝達関数と周波数特性
8.3 フーリエ変換と周波数特性
8.4 ディジタルフィルタ
8.4.1 ディジタルフィルタの分類
8.4.2 低域通過フィルタ 《コーヒーブレイク》共鳴と振幅特性
章末問題

引用・参考文献
章末問題略解
索引

【営業担当者より】

具体例を用いて,ディジタル信号処理技術のポイントがよくわかる。

多数の例題,演習問題を通した反復学習により知識が身に付く。

採用実績抜群の教科書です。