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出版者:东方科龙

作者:尾崎弘

出品人:

页数:345

译者:林鹏

出版时间:2004-8

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787030131713

丛书系列:

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现代信号处理理论与应用 作者：张伟, 李明 著 出版社：科技文献出版社 出版日期：2023年10月 --- 图书简介 《现代信号处理理论与应用》是一部全面而深入探讨数字信号处理（DSP）核心概念、前沿算法及其在工程实践中广泛应用的前沿教材与参考手册。本书旨在为电子工程、通信工程、计算机科学、自动化以及相关领域的学生、研究人员和专业工程师提供一个坚实且富有洞察力的知识框架。 本书严格遵循从基础理论到复杂应用循序渐进的编排逻辑，内容覆盖了信号处理领域的经典理论基石，并紧密结合当今信息技术飞速发展所催生的新挑战与新机遇。 第一部分：信号与系统基础的深化理解 本书的开篇部分并未简单重复入门级教材中对信号和系统的基础定义，而是侧重于对这些核心概念进行更深层次的数学和物理意义的剖析。 连续时间与离散时间信号的统一表示： 详细阐述了采样理论（如著名的Nyquist-Shannon采样定理）的严格推导过程，并深入分析了欠采样、超分辨采样在特定场景下的可行性与局限性。讨论了信号在不同域（时域、频域、小波域）表示的优势与劣势。 线性时不变（LTI）系统的频域分析： 重点探讨了卷积的傅里叶变换性质，引入了广义函数的概念来严谨描述冲激函数和周期信号的频谱。对于系统的频率响应函数，我们不仅分析了幅度谱和相位谱，还特别关注了群延迟和相位延迟对信号波形的影响，这是高精度系统设计中的关键考量。 Z变换及其在稳定性分析中的应用： Z变换被提升到系统辨识和数字滤波器设计的基础层面。我们详述了单边Z变换和双边Z变换的区别与联系，并利用Z平面上的零点和极点位置，系统地推导了因果系统和稳定系统的充要条件，为后续的IIR滤波器设计奠定理论基础。 第二部分：傅里叶分析的进阶与革命 本部分是全书的核心之一，着重介绍离散傅里叶变换（DFT）的理论构建及其计算方法的优化。 离散傅里叶变换（DFT）的数学结构： 深入解析了DFT的矩阵形式，并阐明了其与循环卷积的关系。详细讨论了DFT的周期性、共轭对称性等重要性质，这些性质是高效算法设计的前提。 快速傅里叶变换（FFT）算法的深度剖析： 不仅仅停留在Cooley-Tukey算法的流程描述，我们深入探讨了FFT的蝶形运算结构、数据重排（Bit Reversal）的必要性与实现技巧。此外，还系统比较了Goertzel算法、Chirp-Z变换（CZT）等其他频谱分析方法的适用场景和计算复杂度，特别是在非标准频率点或频率扫描任务中的应用。 谱泄漏与窗函数技术： 详细解释了信号截断引入的频谱泄露现象，并对主流窗函数（如汉宁窗、海明窗、Blackman窗、Kaiser窗）的频率特性进行了量化比较，包括主瓣宽度、旁瓣衰减率和旁瓣能量分布，帮助读者根据实际应用需求选择最优窗函数。 第三部分：数字滤波器设计与实现 本部分聚焦于构建和优化实现特定频率选择功能的数字滤波器，这是信号处理工程中最直接的应用环节。 无限脉冲响应（IIR）滤波器设计： 采用经典的模拟滤波器（如Butterworth, Chebyshev, Elliptic）原型，系统地介绍了双线性变换法（Bilinear Transformation）的设计流程。重点分析了双线性变换引入的频率映射畸变（Warpage）问题及其补偿方法。同时，讨论了将模拟滤波器转化为数字滤波器时，量化误差和溢出对系统性能的具体影响。 有限脉冲响应（FIR）滤波器设计： 详细讲解了窗函数法、频率采样法和Parks-McClellan最优算法（最小-最大平坦化）。Parks-McClellan算法部分，我们将引入线性规划的概念来求解最优滤波器系数，确保滤波器在通带和阻带内达到最优的平坦度要求。 滤波器结构与量化效应： 探讨了直接型、级联型和并行型等不同滤波器结构在硬件实现上的差异。特别强调了定点运算环境下，系数和信号的量化噪声是如何影响滤波器的通带纹波和阻带衰减的，并介绍了抖动（Dithering）技术来减轻低信噪比环境下的量化失真。 第四部分：现代时频分析与多径信道处理 本部分将内容扩展至传统傅里叶分析难以有效处理的非平稳信号领域。 小波变换（Wavelet Transform）： 详细介绍了连续小波变换（CWT）和小波包分解（Wavelet Packet Decomposition）。我们着重分析了不同母小波（如Haar, Daubechies, Morlet）的选择对信号特征提取（如突变点检测、去噪）的敏感性，并探讨了小波逆变换的重建过程。 短时傅里叶变换（STFT）与时频分布： 讨论了STFT固有的时频分辨率矛盾。为解决此问题，本书引入了更先进的非线性时频表示方法，如Wigner-Ville分布（WVD），并分析了其交叉项（得失项）问题及其利用Cohen's类分布进行平滑处理的策略。 自适应滤波与维纳滤波： 引入了随机信号处理的视角。系统阐述了最小均方误差（LMMSE）准则，并详细推导了维纳滤波器（Wiener Filter）的解。随后，深入讲解了LMS（最小均方）和RLS（递归最小二乘）等自适应算法的迭代过程、收敛速度和稳态误差分析，这些是现代通信均衡器和主动噪声消除系统的核心。 第五部分：参数化建模与系统辨识 本部分关注如何从实际观测数据中估计产生信号的物理模型，这是雷达信号处理、地震勘探和系统控制的关键技术。 线性预测编码（LPC）： 详细讲解了自相关法和自协方差法求解LPC系数的过程，并展示了如何利用LPC模型来高效地压缩语音信号或估计窄带信号的基频。 AR/MA/ARMA模型： 阐述了随机过程的描述，并运用Yule-Walker方程来估计自回归（AR）模型的参数。本书强调了对模型阶数（Order Selection）的合理选择，介绍了AIC和BIC准则在模型定阶中的应用。 结语 《现代信号处理理论与应用》以严谨的数学推导为骨架，以工程实践中的具体问题为导向，力求实现理论深度与实用价值的完美平衡。全书配有大量精心设计的数学例题、仿真习题，并提供了关键算法的伪代码实现思路，旨在培养读者独立分析和解决复杂信号处理问题的能力。本书是致力于在信息、通信、控制领域深耕的专业人士不可或缺的工具书。

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我是一个对模拟电路有深刻恐惧的人，那些关于噪声分析和失真补偿的部分总是让我头痛欲裂。因此，在打开《电子电路》之前，我的预期值是很低的。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它对非线性失真（如Total Harmonic Distortion, THD）的讲解，不再是简单地套用泰勒展开式，而是结合了实际的音频放大器反馈回路，用波形图清晰地展示了二次谐波和三次谐波是如何叠加并影响音质的。作者在处理高频效应时，引入了史密斯圆图（Smith Chart）的概念，并且没有止步于理论计算，而是展示了如何在PCB布局层面通过控制阻抗线来最小化反射和串扰。这种将理论与工程实践无缝衔接的写作风格，极大地降低了我对模拟电路的畏惧感。这本书仿佛在告诉我，噪声和失真是可以被量化、被控制的，而不是无法捉摸的“玄学”。对于那些被传统教材的抽象公式吓跑的同行们，这本书绝对是一剂强心针。

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这本书在数字逻辑和微处理器接口方面的论述，体现出极强的时代前沿性。它没有沉湎于过时的TTL系列逻辑门，而是将重点放在了现代CMOS技术和低功耗设计上。我特别欣赏它对时序逻辑（Sequential Logic）的讲解，尤其是关于建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的分析，非常透彻。作者不仅解释了这些参数的物理来源，还配有动态时序图，让读者能够准确判断系统在不同工作频率下的稳定性边界。更进一步，书中对SPI、I2C等常用串行通信协议的底层时序图解，细致入微，甚至连电平转换和仲裁机制都讲解得清清楚楚。这使得我阅读完后，直接上手编写嵌入式系统的驱动程序时，思路清晰，很少出现时钟不同步或数据错乱的问题。这本书不仅仅是电路理论，它更像是手把手教你如何设计一个稳定、可靠的现代电子系统的操作手册。

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这本《电子电路》的深度和广度简直令人惊叹。初读时，我还在担心复杂的半导体物理和晶体管特性会不会让人望而却步，但作者的处理方式极其巧妙。他们没有一上来就抛出那些艰涩的数学公式，而是先通过一系列精心设计的实验案例来引导读者理解核心概念。比如，讲解运算放大器时，他们不是直接给出复杂的等效电路模型，而是先从一个简单的音频放大器搭建开始，让读者亲手体会到反馈机制对增益稳定性的决定性影响。书中对BJT和MOSFET的深入剖析，更是清晰得如同剥洋葱，层次分明地展示了不同工作区的工作原理和实际应用中的限制。我尤其喜欢其中关于电源设计的那一章，讲解开关模式电源（SMPS）的拓扑结构时，不仅展示了工作波形，还详尽分析了EMI抑制和热管理这些实际工程问题，这对于一个想从理论走向实践的工程师来说，无疑是宝贵的财富。这本书的图示质量极高，几乎每一页都有帮助理解的示意图，避免了纯文字带来的枯燥感。对于那些想真正弄懂“为什么”而不是仅仅记住“怎么做”的读者，这本书绝对是本殿堂级的参考书。

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对我而言，一本好的技术书籍，其价值体现在它能否激发我进行更深层次探索的欲望。《电子电路》在这方面做得非常出色。它在介绍完基本的滤波器设计（如巴特沃斯和切比雪夫）之后，并没有就此打住，而是引出了更复杂的数字滤波器的概念，并对比了它们的优缺点。这种“承上启下”的结构，让我对传统模拟滤波器和新兴的数字信号处理（DSP）之间的技术路线有了更清晰的认识。书中对系统建模的讲解也十分到位，例如使用状态空间法来分析复杂多级放大器的瞬态响应，这在其他入门书籍中是很少见的。通过阅读，我不仅学会了如何设计一个电路，更学会了如何**分析**一个系统，如何用更高级的数学工具去预测它的行为。这本书的参考价值极高，它为我后续深入研究控制理论和射频电路打下了坚实的基础，绝对是案头必备的工具书。

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说实话，我买了很多关于电子学的书，但大多都是讲概念的教科书，读起来就像在啃干巴巴的说明书。然而，这本《电子电路》却有着一种独特的“叙事感”。它不像传统的教材那样死板，反而更像一位经验丰富的老教授在手把手地带你走进这个迷人的微观世界。书中的章节安排非常注重逻辑的流畅性，从基础的二极管特性到复杂的数字逻辑门电路，过渡得非常自然，丝毫没有生硬的跳跃感。我记得我之前对锁相环（PLL）一直是一知半解，但翻开这本书后，作者用非常直观的例子——比如频率合成和时钟恢复——将环路滤波器的作用、鉴相器的非线性特性阐述得淋漓尽致。更令人称道的是，作者在讲解每一个电路模块时，都会穿插一些历史上的经典设计，这不仅增加了阅读的趣味性，也让读者明白，我们今天使用的这些技术是如何一步步演化而来的。读完后，我感觉自己对电子系统的整体架构有了更宏观的理解，不再是碎片化的知识点堆砌。

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