《数字信号处理

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出版者:西安电子科技大学出版
作者:
出品人:
页数:262
译者:
出版时间:2001-11
价格:20.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787560604084
丛书系列:
图书标签:
  • 课本
  • DSP
  • 数字信号处理
  • 信号处理
  • DSP
  • 傅里叶变换
  • 滤波器设计
  • 通信工程
  • 电子工程
  • MATLAB
  • 算法
  • 理论基础
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具体描述

《数字信号处理学习指导》(第2版)是《数字信号处理(第二版)》(丁玉美、高西全编著)的教学配套书。书中简要归纳了《数字信号处理(第二版)》各章的基本概念、基本内容和学习要点,并对其中一些重要的定理和结论通过例题进行了较深入的讨论和证明;主要从设计方法与设计过程角度对数字滤波器设计内容进行了归纳总结,并介绍了FIR滤波器的优化设计程序,使读者较容易地学会设计各种滤波器。对各章的习题均给出详细解答,部分习题提供了2~~3种解题方法,并对一些计算复杂的问题给出了MATLAB求解程序及其运行结果。

探寻宇宙深处的奥秘:《星际航行与时空物理》 导语: 自古以来,人类便对头顶的星空充满了无尽的遐想与探索的渴望。随着科技的飞速发展,我们正站在一个全新的门槛上——将梦想变为现实,实现跨越光年的旅程。本书并非聚焦于日常的电子设备或信息处理的范畴,而是将目光投向更为宏大、更为前沿的领域:星际尺度的旅行、时空结构的基本原理,以及人类文明在宇宙中的未来定位。 第一部分:理论基石——重构我们对时空的认知 本书的开篇,将带领读者深入理解现代物理学的两大支柱——广义相对论与量子力学——在描述极端物理环境(如黑洞、中子星以及宇宙大爆炸残余)时的交叉点与冲突之处。 1.1 狭义相对论的延伸与光速限制的挑战: 我们将详尽阐述洛伦兹变换的物理意义,并探讨在接近光速运动时,时间膨胀(Time Dilation)和长度收缩(Length Contraction)对宇航员感知和实际旅程时间的影响。重点分析为何“超光速旅行”(FTL)在现有物理框架内是极其困难的,并引入“曲速驱动”(Warp Drive)等概念背后的数学模型——阿库别瑞度规(Alcubierre Metric)的理论可行性与其对负能量密度(Exotic Matter)的苛刻要求。 1.2 广义相对论与时空几何的操控: 详细解析引力如何通过物质和能量的分布来弯曲时空,并着重讨论虫洞(Wormholes)作为理论上连接宇宙中遥远两点的捷径。我们将剖析穿越稳定、可穿越虫洞所需的条件,包括维持其开口所需的奇异物质性质,以及在进入虫洞瞬间可能面临的潮汐力和辐射威胁。 1.3 量子引力学的初步探索: 由于星际旅行涉及的尺度可能与微观粒子的行为相互关联(例如,在奇点附近),本书将对当前尝试统一量子力学与广义相对论的理论进行概述,包括弦理论(String Theory)和圈量子引力(Loop Quantum Gravity)对多维空间存在的暗示,以及这些高维结构可能如何影响超远距离的航行效率。 第二部分:工程实践——星际飞船的设计与动力学 理论的突破必须依赖于革命性的工程技术。本部分专注于阐述未来星际飞船所需克服的动力学、能源与生命维持系统的挑战。 2.1 先进推进系统的演进: 我们不会停留于化学火箭的范畴,而是深入探讨下一代推进技术。 核聚变动力(Fusion Propulsion): 重点解析D-T反应堆和更先进的D-He3反应堆在提供高比冲(Specific Impulse)方面的优势,以及磁约束聚变反应堆(如托卡马克或仿星器)微型化到航天器尺度的工程难题。 反物质推进(Antimatter Propulsion): 讨论高效能的物质-反物质湮灭反应的潜力,如何安全地生产、储存和引导数以毫克计的反物质,以及如何控制由此产生的伽马射线。 激光帆与束流驱动(Beamed Energy Propulsion): 介绍利用地面或轨道基地的强大激光阵列推动纳米级或微型探测器(如突破摄星计划的愿景)进行亚光速巡航的原理与实施障碍。 2.2 辐射防护与深空生命维持: 长时间的星际旅行意味着宇航员将暴露于远超地球环境的宇宙射线(GCRs)和太阳粒子事件(SPEs)。我们将详细分析: 主动屏蔽技术: 利用强大的磁场或等离子体发生器偏转带电粒子流的工程设计。 惰性材料与物质屏蔽的优化: 评估富含氢的材料(如聚乙烯)在质量效率和屏蔽性能上的平衡。 闭环生态系统: 探讨完全自主、可自我修复的生物再生生命支持系统(BLSS),包括水循环、空气净化和食物生产的最新生物技术进展。 第三部分:航行策略与宇宙图景 星际航行不仅是关于速度和能源,更关乎路径选择和目标识别。 3.1 导航与星际测距: 在数光年尺度上,传统的导航方式失效。本部分讨论如何利用脉冲星(Pulsars)作为宇宙灯塔进行精确的空间定位(脉冲星计时阵列导航)。同时,分析如何通过高精度引力波探测来辅助远距离的相对位置校准。 3.2 宜居行星的搜寻与特征分析(Astrobiology): 我们回顾开普勒任务和TESS任务的成果,重点讨论如何利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)及其后继者对系外行星大气进行光谱分析,以寻找生命活动的生物标记(Biosignatures),如氧气、甲烷和水蒸气的共存迹象。 3.3 长期任务的人类心理与社会学: 长时间的孤立、微重力对生理机能的影响、以及船员在数代人时间尺度上的社会结构维持,是人类能否真正成为星际物种的关键。本书将探讨世代飞船(Generation Ships)的概念,及其内部可能产生的文化漂移和治理模式的演变。 结语: 《星际航行与时空物理》是一部面向对宇宙终极探索充满热情的读者、工程师和理论物理爱好者的综合性著作。它不提供简单的答案,而是引导读者以严谨的科学视角,审视我们如何从地球的摇篮走向浩瀚的星海,以及实现这一壮举所必须跨越的物理、工程与哲学鸿沟。本书致力于为下一代星际探险家奠定坚实的知识基础。

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读后感

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用户评价

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我是一个非常注重实践的学习者,而这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅是理论的堆砌,更重要的是,它将理论与实际应用紧密地结合起来。比如在介绍采样定理时,它并没有止步于奈奎斯特定理的公式,而是通过对过采样和欠采样的具体案例分析,让我们深刻理解了采样率对信号失真的影响。它甚至还模拟了一个实际的音频采集过程,讲解了如何选择合适的采样率来避免混叠现象。另外,在讲解滤波器设计的部分,它详细介绍了低通、高通、带通和带阻滤波器的原理,并且给出了多种实现方法,包括窗函数法、频率采样法等等。我最喜欢的是它通过模拟电路图和数字算法的对比,让我看到了理论是如何转化为实际工程应用的。读这本书,我感觉自己不再是旁观者,而是已经身处那个充满挑战和乐趣的工程世界之中。

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这本书的习题部分是其亮点之一。每一章的后面都配有精心设计的习题,这些习题不仅涵盖了本章的核心概念,而且难度梯度分明,从基础的概念巩固到复杂的应用问题,应有尽有。我喜欢的是,很多习题都结合了实际的应用场景,比如设计一个滤波器来去除音频中的特定噪声,或者分析一段通信信号的频谱特性。这些习题让我有机会将所学的理论知识应用到实际问题中,加深理解,锻炼解决问题的能力。我尝试着做了其中的一些题目,虽然有些题目需要花费不少时间去思考,但每当我成功解出题目时,那种成就感是无与伦比的。这本书的习题,让我感觉自己不仅仅是在学习理论,更是在学习如何“用”信号处理。

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这本书最让我印象深刻的是它那种娓娓道来的讲解方式。作者并没有一上来就抛出复杂的数学公式,而是先从大家都能理解的生活现象入手,比如手机通信、音乐播放器等,然后引出数字信号处理在这个过程中的作用。在讲解信号变换时,它用了大量的类比,比如将时域信号比作一首歌曲,而频域信号就是这首歌曲的“组成音符”和它们的“响度”。这种润物细无声的教学方式,让我在不知不觉中就理解了复杂的概念。即使是对于像Z变换这样相对抽象的数学工具,作者也通过将其与拉普拉斯变换进行对比,强调了它在离散时间系统分析中的优势,并且给出了详细的推导过程和应用示例。我感觉这本书不仅仅是在传授知识,更是在引导我去思考,去探索。

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从这本书的整体排版和印刷质量来看,出版方也是非常用心的。纸张的质感很好,阅读起来不会反光,字体的大小和行间距也都很舒适。而且,书中的公式和图表都印刷得清晰锐利,没有模糊不清的现象。我喜欢这本书的章节划分非常合理,逻辑清晰,每一章的内容都相对独立,但又前后呼应,形成一个完整的知识体系。我经常会在阅读过程中,回顾前面章节的内容,或者预习后面的章节,感觉整本书的知识结构非常连贯。这本书的装帧设计也很有特色,拿在手里非常有质感,放在书架上也非常美观。总而言之,这是一本从内容到形式都堪称优秀的专业书籍。

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这本书的可读性非常高,即使是对于没有太多信号处理基础的读者,也能从中受益匪浅。它并没有假设读者已经掌握了所有相关的背景知识,而是会适时地回顾和讲解一些必要的基础概念。例如,在引入傅里叶变换之前,它会先简单介绍一下三角函数的基本性质,以及它们的周期性。在讲解线性时不变系统时,它会从系统的基本定义和性质出发,一步步引导读者理解系统的响应。这种由浅入深、循序渐进的讲解方式,让我在学习过程中没有感到任何障碍,反而有一种越学越轻松的感觉。我感觉这本书就像一位经验丰富的老师,耐心地带领着我去探索数字信号处理的奥秘。

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这本书的语言风格非常严谨,但又不失生动。作者在讲解理论的同时,非常注重逻辑的严谨性,每个定理、每个公式都力求推导清晰,论证充分。但同时,它又避免了过度学术化的枯燥感,作者会在关键的地方插入一些启发性的思考,或者引用一些相关的历史故事,让整个阅读过程更加引人入胜。比如,在介绍采样定理时,作者还顺带提到了奈奎斯这位伟大的科学家,以及他这项发现的历史意义,这让我在学习知识的同时,也对科学的发展有了更深的认识。在讲解滤波器设计时,作者还讨论了不同设计方法的优劣,以及在实际工程中如何进行权衡取舍,这对于我这种想要进入工程领域的人来说,是非常宝贵的经验。

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这本书的封面设计就带着一种扑面而来的科技感,深邃的蓝色背景搭配流动的数字信号线条,一下子就抓住了我的眼球。我本身就是一名对电子工程领域充满好奇心的学生,尤其对信号处理这个概念一直很感兴趣,但又觉得它充满了神秘感。拿到这本书,我迫不及待地翻开,想要一探究竟。它的第一部分,关于信号的分类和基本性质的介绍,就显得格外详尽,不仅仅是枯燥的定义,还穿插了大量的实际应用场景,比如声音信号的采样、图像信号的表示等等。让我印象深刻的是,作者在解释周期信号和非周期信号的区别时,并没有仅仅停留在数学公式上,而是用了一个非常形象的比喻,就像我们生活中听到的音乐旋律,有些是有规律的重复,有些则更加自由奔放,这样的讲解方式,让我这个初学者也能很快理解其中的精髓。

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不得不说,这本书在内容深度和广度上都做得非常到位。它从基础的信号表示方法,如脉冲函数、单位阶数函数等,一直讲到更高级的随机信号分析和谱估计。我之前一直对随机信号的概念感到困惑,觉得它无迹可循。但这本书通过引入概率论和统计学的知识,将随机信号的分析变得有章可循。它讲解了功率谱密度、自相关函数等概念,并且用生动的例子说明了它们在通信系统、系统辨识等领域的应用。我尤其欣赏它对维纳滤波的介绍,它不仅解释了维纳滤波如何能在噪声背景下恢复原始信号,还讨论了其局限性,并引出了更先进的滤波方法。这本书的知识体系非常完整,让我感觉自己仿佛拥有了一把钥匙,可以打开数字信号处理的无数扇门。

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这本书的论述逻辑清晰得令人赞叹,从最基础的信号概念出发,逐步深入到傅里叶变换、拉普拉斯变换等核心内容。我特别喜欢它在讲解傅里叶变换时,对时域和频域之间关系的阐述。它不仅仅给出了数学公式,还辅以大量的图示,直观地展示了信号在不同域下的表现形式。我之前在其他资料中看到傅里叶变换总是觉得非常抽象,但这本书通过将一个复杂的信号分解成一系列简单的正弦和余弦波,然后展示这些波在频率轴上的“能量分布”,让我豁然开朗。特别是它对离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)的讲解,既有理论推导,又有算法的介绍,甚至还给出了伪代码,这对于我这种想要动手实践的人来说,简直是宝藏。我尝试着自己去推导其中的一些步骤,感觉就像在破解一个精密的密码,每一步的理解都带来了巨大的成就感。

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这本书的插图和图表质量非常高,每一张图都恰到好处地阐释了相关的概念。我是一个视觉型学习者,好的图表能极大地帮助我理解抽象的理论。例如,在讲解卷积积分时,作者提供了多个动态的图示,展示了两个信号如何通过滑动、相乘、积分来得到最终的输出信号,这个过程的演示非常直观,让我立刻就明白了卷积的本质。在讲解滤波器频率响应时,书中给出了大量不同类型滤波器的幅频特性和相频特性曲线,并通过对比这些曲线,让我们能够清晰地看到不同滤波器对信号的“筛选”作用。即使是对于一些复杂的算法,比如FFT的蝶形运算,书中也提供了清晰的流程图,让我能一步步地跟着走,最终理解其高效的计算原理。

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