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出版者:西安电科大

作者:方彦

出品人:

页数:125

译者:

出版时间:2006-6

价格:11.00元

装帧:

isbn号码:9787560616766

丛书系列:

图书标签:

• 模电
• 模拟电子技术
• 电路分析
• 电子技术
• 模拟电路
• 电子工程
• 仿真
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• 信号处理
• 元器件
• 高等教育

数字信号处理基础与应用 第一章：引言与离散时间信号分析 本章旨在为读者建立理解数字信号处理（DSP）核心概念的坚实基础。我们将从连续时间信号与系统的概念出发，系统阐述信号数字化的必要性、采样理论（包括奈奎斯特-香农采样定理及其在实际工程中的应用与限制），以及量化和编码过程对信号保真度的影响。 深入探讨离散时间信号的表示方法，包括序列的表示、移位、反转和卷积等基本运算。重点介绍离散时间系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性和稳定性。随后，我们将详细分析LTI（线性时不变）系统的基本特性，并通过差分方程来描述离散时间系统的动态行为。系统的脉冲响应是理解其特性的关键工具，本章将细致推导脉冲响应与卷积和的关系，并展示如何利用脉冲响应完全表征一个LTI系统。我们还会引入系统的频率响应概念，为后续傅里叶分析打下理论基础。 第二章：离散时间傅里叶变换（DTFT）与傅里叶级数 本章聚焦于分析离散时间信号的频域特性。首先介绍周期序列的离散时间傅里叶级数（DTFS），探讨其在表示周期信号频谱中的作用。 核心内容将围绕离散时间傅里叶变换（DTFT）展开。详细推导DTFT的定义、基本性质（如线性、时移、尺度变换、共轭对称性、帕塞瓦尔定理等）。通过大量的实例分析，演示如何利用DTFT来求解特定信号的频谱，并直观理解信号在不同频率上的能量分布。重点讨论DTFT的收敛条件及其在实际应用中可能遇到的问题，如非绝对可积信号的处理。 此外，本章还将深入探讨频谱泄漏现象。介绍周期延拓（Periodization）的概念，解释当对一个非周期信号进行截断时，DTFT的频谱分析会引入的误差，并初步介绍如何通过加窗函数（如矩形窗、汉宁窗等）来减轻泄漏效应。这一章节为理解快速傅里叶变换（FFT）的原理和应用奠定了不可或缺的理论基础。 第三章：Z变换及其在系统分析中的应用 Z变换是分析离散时间信号与系统最强大、最通用的数学工具之一。本章将系统地介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。我们将详细列举并推导常见信号序列（如单位脉冲、单位阶跃、指数序列等）的Z变换对。 重点分析Z变换的代数性质，包括线性性、时移性、乘积性质、微分性质（对应于时域的乘法）等。熟练掌握这些性质是进行系统分析的关键。 本章的核心应用在于利用Z变换分析离散时间系统。我们将展示如何将时域的差分方程转换为Z域的代数方程，从而获得系统的传递函数 $H(z)$。通过分析 $H(z)$ 的零点和极点位置，来判断系统的稳定性和因果性，这是数字滤波器设计与分析的基石。最后，介绍双边Z变换及其与拉普拉斯变换之间的关系，为系统从连续域到离散域的转换提供更全面的视角。 第四章：有限脉冲响应（FIR）与无限脉冲响应（IIR）滤波器理论 数字滤波器是DSP技术的核心应用之一，本章将全面介绍FIR和IIR两类滤波器的设计原理、特性和局限性。 FIR滤波器部分： 详细阐述FIR滤波器的脉冲响应是有限长度的特性，强调其固有线性相位（Phase Linearity）的优势，这在需要精确保持信号波形的应用中至关重要。重点讲解频率采样法和窗函数法（Windowing Method）的设计流程。对于窗函数法，将详细分析不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等）对过渡带宽度和旁瓣衰减的权衡关系。 IIR滤波器部分： 介绍IIR滤波器由于其脉冲响应无限长的特性，能够在较小的阶数下实现比FIR滤波器更陡峭的过渡带和更高的选择性。系统地介绍模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的设计概念。随后，重点讲解连续时间系统到离散时间系统的双线性变换（Bilinear Transformation）方法，这是将成熟的模拟滤波器设计转化为数字滤波器设计的关键步骤，并讨论预畸变（Pre-warping）技术的必要性。本章还将对比FIR与IIR滤波器的主要优缺点，指导读者在不同应用场景下的选择。 第五章：快速傅里叶变换（FFT）算法与实现 本章旨在深入理解和应用高效的频谱分析工具——快速傅里叶变换（FFT）。首先回顾离散傅里叶变换（DFT）的定义及其计算复杂度 $O(N^2)$，解释其在实际应用中的局限性。 重点详细推导蝶形运算（Butterfly Operation）的核心原理，并完整地介绍最著名的基-2（Radix-2）FFT算法，包括按时间抽取（Decimation-In-Time, DIT）和按频率抽取（Decimation-In-Frequency, DIF）两种分解结构。通过实例演示，清晰展示数据的蝶形运算过程和位反转（Bit Reversal）的必要性。 此外，本章还会讨论FFT算法的实用性问题，如非2的幂次的数据点数处理（零填充 Zero-Padding 和分段处理）。最后，简要介绍FFT在卷积中的应用，即利用卷积定理将时域的卷积运算转化为频域的乘法运算，显著提高大规模数据处理的效率。 第六章：数字滤波器实现与定点效应 本章将理论设计转化为实际的硬件或软件实现。首先从差分方程出发，介绍直接形式（Direct Form I & II）、级联形式（Cascade Form）和并联形式（Parallel Form）等基本结构图的绘制与分析。重点分析这些结构在计算量和运算精度上的差异。 深入探讨数字实现的实际限制，特别是有限精度对系统性能的影响。详细分析量化误差的来源，包括系数量化（Coefficient Quantization）和运算量化（Product Quantization）。讨论舍入（Truncation/Rounding）对滤波器稳定性和频率响应的劣化效应。 最后，本章引入固定点（Fixed-Point）运算的概念。相比于浮点运算，定点运算在嵌入式DSP系统中更为常见。讲解如何进行定点数的表示、溢出（Overflow）的处理机制，以及如何通过合理的字长分配和定标（Scaling）来最小化量化噪声和维持系统性能，确保设计的数字系统在实际硬件上的可靠运行。

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这本书对我来说，最大的价值在于它让我看到了模拟电子技术背后那种精巧的设计和严谨的逻辑。我之前一直认为模拟电路是那种“玄之又玄”的东西，充满了各种难以理解的细节。但这本书打破了我的刻板印象。它在讲解一些复杂的概念时，总是能够找到最简单、最直观的切入点。比如，在介绍负反馈的原理时，作者没有直接讲什么“减小失真”或者“稳定增益”，而是先用一个生活中的例子来比喻，然后逐步引申到电路中的具体实现。这种“由浅入深”的讲解方式，让我很容易就能理解那些看似深奥的原理。另外，我特别欣赏这本书对于电路参数和性能之间关系的阐述。很多时候，我们关注的是一个电路“能不能工作”，而这本书则进一步引导我们思考“如何让它工作得更好”。它会详细分析不同参数对电路性能的影响，以及在实际设计中需要进行的权衡。这让我觉得，学习模拟电子技术，不仅仅是学习知识，更是在学习一种解决问题的思维方式和工程实践能力。

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说实话，一开始拿到这本书，我都没抱太大希望，总觉得这类技术书籍要么枯燥乏味，要么晦涩难懂。但翻开看了几页后，我彻底改观了。这本书的作者显然是个非常有经验的工程师，他不仅仅是罗列技术细节，更重要的是，他能够抓住核心概念，并用一种非常易于接受的方式呈现出来。比如，在讲解放大电路时，他不会一开始就抛出各种公式和参数，而是先从“放大”这个最直观的功能讲起，然后逐步深入到不同的放大器类型，以及它们各自的优缺点和适用场景。最让我印象深刻的是，书中对于一些电路设计的权衡和取舍，比如在追求高增益的同时可能会牺牲带宽，或者为了降低噪声而增加电路的复杂度，这些内容都非常贴近实际工程中的考量，让我觉得这不仅仅是理论知识，更是经验的沉淀。而且，作者在讲解过程中，经常会穿插一些实际应用的例子，比如音频功放、传感器信号调理等等，这让我能够更好地理解这些电路在现实生活中的作用，而不是仅仅停留在书本的抽象概念上。这本书让我感觉，学习电子技术不再是一件痛苦的事情，而是一种探索和发现的过程。

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这本书我读了一段时间了，真的挺有意思的。我之前对电子这块儿一直不太懂，觉得它神秘兮兮的，什么电阻、电容、晶体管的，听起来就头大。但这本书不一样，它不是那种硬邦邦的技术说明书，而是像一位和蔼的老师，一点一点地给我讲解。比如，它讲到模拟信号的时候，会用很形象的比喻，就像水波一样，有起伏，有变化，这比单纯的公式要好理解多了。然后讲到一些基础元器件，比如放大器，它会先介绍它最基本的作用，然后慢慢引入一些稍微复杂一点的电路，但即使是复杂的电路，它也会一步一步地分解，让你看清楚每一个部分是怎么工作的。我尤其喜欢它在讲到一些经典电路的时候，会顺带讲一下这些电路背后的设计思路和解决的问题，这样我就不只是记住了一个电路图，而是明白了为什么要有这个电路，它解决了什么工程上的难题。有时候，我看着看着，会突然有种“原来是这样”的顿悟感，那种感觉真的太棒了！书里的插图也很多，而且画得都很清楚，不像有些书里的图，看半天都不知道指的哪个地方。总的来说，这本书对我这个完全的初学者来说，打开了电子世界的大门，让我觉得这东西没那么难，而且还挺有趣的。

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我一直对电子技术充满好奇，但苦于没有合适的入门教材。这本书的出现，简直像一股清流。它没有故弄玄虚，也没有把简单的概念复杂化。相反，作者以一种非常扎实和逻辑性的方式，一步步地引导读者构建对模拟电子世界的认识。我尤其欣赏它在介绍基本原理时，始终保持的清晰度。例如，在讲解滤波器的时候，作者会先从其基本功能——“筛选”信号——入手，然后解释不同类型的滤波器（低通、高通、带通）是如何工作的，以及它们在实际中的应用，比如音频处理中的分频器，或者射频通信中的选频电路。书中对于一些关键参数的解释，比如截止频率、Q值等，也都力求做到直观易懂，并且能够与电路的实际性能联系起来。更让我惊喜的是，这本书的排版和图示都非常用心，清晰的框图、波形图和电路图，大大降低了理解的难度。我感觉自己像是跟着一位经验丰富的老师在实验室里进行实际操作，而不是独自在书堆里摸索。这本书让我对模拟电子技术产生了更浓厚的兴趣，并且充满了学习下去的动力。

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作为一名在业余时间对电子技术有一定兴趣的学习者，我尝试过不少资料，但很多都让我望而却步。然而，这本书却给了我一种耳目一新的感觉。它在讲解模拟电子电路时，并没有一味地强调数学推导和公式的复杂性，而是更加注重对电路工作原理的深入剖析和对设计思想的阐述。我非常喜欢它在讲解每一个电路模块时，都会先从其核心功能入手，然后逐步引申到相关的参数和性能指标，最后再通过实例来印证。例如，在介绍运算放大器时，作者并没有直接给出其各种理想模型参数，而是先从其“差分放大”的本质讲起，然后逐渐引出同相、反相输入端以及其在各种应用场景下的行为，比如加法器、减法器、积分器等。书中的许多例子都非常贴近实际应用，让我能够清晰地看到这些理论知识如何在实际的电子产品中发挥作用，这大大激发了我动手实践的欲望。而且，作者在语言上也十分精炼，不会有过多的冗余信息，让我在阅读时能够保持高度的专注。

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