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出版者:

作者:Tan, Li; Jiang, Jean;

出品人:

页数:896

译者:

出版时间:2013-2

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9780124158931

丛书系列:

图书标签:

• 入门
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• 图像处理
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电子信息技术领域新篇章：高频电路设计与电磁兼容性分析 导言：技术革新的前沿与挑战 在当今飞速发展的电子信息时代，信息的传输速率和处理能力正以前所未有的速度增长。从智能手机、高速通信系统到先进的雷达和物联网设备，电子系统复杂性的增加对底层硬件设计提出了极为严苛的要求。传统的电路设计方法已难以应对当前对信号完整性（Signal Integrity, SI）和电源完整性（Power Integrity, PI）的极致追求。本手册聚焦于高频电路设计的核心技术与电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）的实践策略，旨在为工程师和研究人员提供一套系统化、前瞻性的设计与分析框架。本书深入探讨了工作频率跨越数GHz的电路所面临的物理效应、设计陷阱以及实用的优化手段，内容聚焦于如何确保复杂系统在高速运行下的稳定、可靠与合规性。 第一部分：高频电路设计基础与物理层建模 本部分是理解现代电子系统性能瓶颈的关键。我们不再将导线视为理想导体，而是将其视为具有特定阻抗和传输特性的传输线。 第一章：传输线理论与阻抗匹配的精要 本章从电磁场的角度重新审视电路连接。详细阐述了史密斯圆图（Smith Chart）在无损和有损传输线匹配中的应用，重点解析了反射系数、回波损耗（Return Loss）和电压驻波比（VSWR）之间的相互关系。我们深入探讨了特性阻抗（Characteristic Impedance）的确定性，包括微带线（Microstrip）、带状线（Stripline）以及缝隙线（Coplanar Waveguide, CPW）在不同介质板材（如Rogers, FR4等）上的精确计算方法。对于实际PCB布局中常见的拐角、过孔（Via）和T形结构，本章提供了基于修正电容和电感参数的精确建模方法，用以量化这些结构对信号完整性的影响。 第二章：信号完整性：时域与频域的关联 信号完整性不再是简单的上升沿时间概念，而是跨越时域和频域的综合考量。本章详细解析了串扰（Crosstalk）的机理，区分了近端串扰和远端串扰，并给出了隔离PCB走线间距的最佳实践准则。我们引入了阶跃响应分析，用于评估系统对数字信号的瞬态响应能力。此外，本部分详尽介绍了去嵌（De-embedding）和嵌入（Embedding）技术，这些技术是精确测量和仿真关键I/O接口信号质量的基础。针对先进封装技术中的焊球阵列（BGA）和扇出封装（Fan-Out），本章提供了高频建模的特殊考量，特别是封装电感/电容的提取及其对信号回弹（Overshoot/Undershoot）的影响。 第三章：电源完整性：噪声的源头与抑制 电源分配网络（Power Delivery Network, PDN）是高速电路中最容易被忽视但影响最大的环节。本章将PDN视为一个复杂的RLC网络。我们从宏观模型（宏观去耦电容分布）到微观模型（片上电感建模）进行全方位解析。详细讲解了如何使用频域分析（阻抗曲线分析）来确定PDN的最佳去耦电容配置，确保在目标频率范围内（例如，从数百kHz到数GHz）实现足够的阻抗平坦度。本章还重点讨论了瞬态电流尖峰（Current Surge）对地弹（Ground Bounce）和电源平面噪声的影响，并提出了多层去耦策略（分层电容选择和放置）和VRM（电压调节模块）的环路优化技术。 第二部分：电磁兼容性（EMC）的实践与验证 现代电子设备必须满足严格的国际EMC标准（如FCC、CE等）。本部分将理论分析转化为可操作的设计规范，解决产品在辐射和抗扰度方面的问题。 第四章：辐射发射（RE）的源头识别与控制 电磁辐射主要来源于PCB上的高频电流环路和不连续性。本章深入分析了不平衡电流的产生机制，特别是差分信号线（Differential Pairs）的不对称性如何转化为共模辐射。我们详细讲解了地平面分割（Ground Plane Partitioning）的最佳实践，强调了单点接地和低阻抗地平面设计的重要性。对于PCB边缘辐射，本章介绍了屏蔽罩（Shielding Cans）的正确设计、接地点选择以及如何通过寄生电感最小化来降低辐射源的强度。此外，还包括了对连接器和电缆的屏蔽和滤波设计。 第五章：传导发射（CE）与输入滤波器的设计 传导发射主要通过电源线和信号线向外辐射噪声。本章聚焦于输入端EMC滤波器的设计。详细剖析了共模扼流圈（Common-Mode Choke）和差模滤波器的设计参数选择，包括如何根据目标衰减曲线选择合适的电容和电感值。针对开关电源（SMPS）产生的周期性噪声，本章提供了频谱分析方法，用以确定滤波器的截止频率和衰减斜率，确保产品符合传导骚扰限值。 第六章：抗扰度设计（EMS）：抵御外部干扰 电磁敏感性（EMS）测试（如辐射抗扰度RSI和静电放电ESD）是产品可靠性的关键指标。本章侧重于系统级的防护措施。针对ESD，我们区分了接触放电和空气放电的机理，并详细介绍了TVS管（瞬态电压抑制器）的选择、布局位置和保护回路的建立。对于辐射抗扰度，本章强调了系统级屏蔽的有效性评估，包括外壳材料的选择（导电性、厚度）以及缝隙和开口的处理（如滤波器阵列的使用），确保敏感电路免受外部强电磁场的干扰。 第七章：仿真工具与实践流程的整合 高效的EMC/SI设计离不开先进的仿真工具。本章指导读者如何利用时域求解器（如FDTD）和频域求解器（如HFSS, CST）进行全波仿真（Full-Wave Simulation）。重点介绍了如何建立准确的PCB和系统级模型，特别是如何将实际器件（如IC模型）的非线性特性纳入仿真。本章还提供了一套完整的设计-仿真-测试-迭代的EMC/SI设计流程，强调了在设计初期就介入的重要性，避免昂贵的后期返工。 结论：面向未来的电子系统设计 本书提供了一套全面、深入且实用的高频电路设计与EMC工程知识体系。掌握这些原理和实践技巧，将使用户能够设计出更快速、更可靠、更具市场竞争力的电子产品。面对未来更高频率、更复杂集成度的挑战，对物理层细节的深入理解是成功的基石。

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**评测三：** 我是一名在校的学生，最近正在学习数字信号处理相关的课程，所以对市面上相关的教材和参考书都有一定的了解。《Digital Signal Processing》这本书带给我的最大感受是它的“全面性”。它几乎涵盖了数字信号处理领域所有核心的知识点，从最基础的离散时间信号和系统，到傅里叶变换、Z变换、滤波器设计，再到更进阶的自适应滤波和谱估计，几乎没有遗漏。而且，每个章节的衔破也衔接得非常自然，仿佛有一条清晰的主线贯穿始终。我尤其喜欢书中在讲解每个概念时，都伴随着大量的数学推导和定理证明。虽然有时候会觉得推导过程有些复杂，但正是这些严谨的推导，让我能够真正理解每个公式的由来，而不仅仅是记住它。此外，书中还为我提供了很多不同应用场景下的案例分析，这让我看到理论知识是如何在实际工程中发挥作用的。例如，在讲解图像处理时，书中就通过具体的例子，展示了如何利用滤波器来增强图像细节或去除噪声。这种理论与实践相结合的方式，极大地激发了我学习的兴趣，也让我对这个领域的应用前景有了更清晰的认识。

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**评测二：** 这本书的装帧设计就给我一种专业感，厚重的纸张，清晰的字体，给人一种值得细细品读的感觉。在我翻阅《Digital Signal Processing》的过程中，我最深刻的感受就是它对概念的解释力度。很多时候，在学习一个新的技术领域时，最让人头疼的就是那些晦涩难懂的术语和抽象的概念。这本书在这方面做得相当出色。它并没有简单地罗列定义，而是通过丰富的例子和图示，将抽象的概念具象化。比如，在讲解采样定理的时候，作者并没有仅仅给出公式，而是通过一个生动的比喻，让我明白了为什么我们需要以奈奎斯特速率进行采样，以及采样不足会导致怎样的失真。这种“润物细无声”的教学方式，让我对信号处理的本质有了更深的理解。而且，书中对不同算法的对比和分析也十分到位。当介绍到几种不同的滤波算法时，作者不仅详细阐述了它们的原理，还对比了它们在计算复杂度、滤波效果和适用场景上的差异。这对于我这种需要根据具体需求选择合适算法的人来说，提供了非常有价值的参考。我感觉这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养我的批判性思维和解决问题的能力，让我学会如何从多个角度去审视一个问题，并找到最优的解决方案。

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**评测六：** 坦白说，我对《Digital Signal Processing》这本书的初印象是“深度”。它并非是一本泛泛而谈的入门读物，而是对数字信号处理的每一个关键点都进行了深入的挖掘。我在阅读中，常常会发现作者在讲解一个概念时，会追溯到其更深层次的数学原理，并给出严谨的证明。这对于我这种希望深入理解事物本质的读者来说，是非常宝贵的。书中的许多章节都充满了精巧的数学推导，例如在讲解Z变换时，作者就详细地分析了Z变换的收敛域，以及它与拉普拉斯变换的关系。这种严谨的学术风格，让我对书中内容的可靠性充满了信心。同时，书中也并没有完全沉浸在纯粹的理论海洋中，而是适时地穿插了一些工程上的考量，比如在讨论量化误差时，作者就分析了它对信号质量的影响，并给出了一些减小量化的方法。这种理论与实践的结合，让我感受到这本书的实用价值，也为我将来从事相关工作打下了坚实的基础。

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**评测一：** 老实说，当我拿到这本《Digital Signal Processing》时，我带着一种既期待又有些许忐忑的心情。期待是因为我对这个领域一直抱有浓厚的兴趣，希望能够系统地学习并深入理解其中的奥秘。而忐忑，则是因为我之前接触过一些理论性极强、公式堆砌的书籍，读起来枯燥乏味，让人望而却步。《Digital Signal Processing》这本书在我看来，则试图在理论深度和实践应用之间找到一个微妙的平衡点。书的开篇，从信号与系统的基本概念入手，循序渐进地讲解了离散时间信号的特性、傅里叶变换的原理以及卷积的概念。我特别欣赏作者在解释傅里叶变换时所采用的类比，虽然不是直接涉及书本内容的细节，但这种方式大大降低了初学者的门槛，让我能够相对轻松地理解信号在频域的表示方式。书中对于各种变换的推导过程也相当严谨，每一步都清晰明了，没有跳跃式的讲解，这对于我这种需要反复琢磨才能理解概念的读者来说，简直是福音。此外，书中穿插的一些算法的伪代码，也让我对这些理论知识有了更直观的认识，虽然我还没有深入到实际编码的阶段，但这些代码片段已经为我指明了前进的方向，让我看到了将理论转化为实际应用的可能性。总的来说，这本书给我留下了“扎实”和“有条理”的初步印象，为我后续深入学习打下了坚实的基础。

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**评测八：** 当我翻开《Digital Signal Processing》这本书时，我首先被它清晰的图示和表格所吸引。在学习数字信号处理这样一门抽象的学科时，直观的图形和清晰的表格能够极大地帮助我们理解概念。书中在讲解离散时间信号的表示时，就使用了大量的波形图，让我能够直观地看到信号随时间的变化。而在讲解傅里叶变换时，书中则通过频谱图，清晰地展示了信号在频域的分布。这种“图文并茂”的教学方式，让我觉得学习起来并不枯燥，反而充满了乐趣。我特别欣赏书中对滤波器设计过程的详细介绍。作者通过分步指导的方式，让我一步步地了解如何根据滤波器类型、通带、阻带的频率要求，以及允许的纹波，来设计出符合要求的滤波器。书中还提供了一些设计准则和经验公式，这对于初学者来说，无疑是巨大的帮助。这本书让我感受到，学习一门复杂的学科，也可以是循序渐进、充满乐趣的过程。

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**评测十：** 在我接触《Digital Signal Processing》这本书之前，我对数字信号处理的理解大多停留在一些零散的概念层面。这本书则系统地将这些概念串联起来，并为我勾勒出了整个数字信号处理的知识体系。我发现书中对各种信号处理算法的讲解都非常到位，不仅仅是给出了算法的描述，还会深入分析其背后的数学原理和在实际应用中的优缺点。例如，在讲解自适应滤波器时，书中就详细介绍了LMS算法和RLS算法，并对它们的收敛速度和计算复杂度进行了对比分析。这让我能够根据不同的应用场景，选择最合适的算法。此外，书中还涉及了一些更高级的主题，比如谱估计和模式识别。虽然我目前对这些主题的理解还不够深入，但这本书为我提供了一个探索这些更广阔领域的入口，让我看到了数字信号处理的无限可能性。总而言之，这本书是一本能够带领我从入门到进阶的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

**评测七：** 作为一名曾经在相关领域有过一些实践经验的工程师，我拿到《Digital Signal Processing》时，更多的是抱着一种“验证”和“补充”的心态。然而，这本书却给了我不少惊喜。它在讲解一些经典算法时，提供了一些我之前没有留意到的细节和解释角度。例如，在讨论卷积定理时，书中就从不同的角度分析了时域和频域卷积的关系，并给出了不同应用的例子。让我印象深刻的是，书中在讲解离散傅里叶变换（DFT）的计算时，不仅提到了FFT（快速傅里叶变换），还对FFT的算法思想进行了详细的阐述，并分析了其计算效率的优势。这对于我这种需要优化计算性能的工程师来说，非常有指导意义。此外，书中还对一些现代信号处理技术，比如小波变换，进行了初步的介绍。虽然篇幅不长，但它让我看到了这个领域不断发展的趋势，也为我开辟了新的学习方向。总而言之，这本书的专业性和前瞻性，都让我觉得物超所值。

评分☆☆☆☆☆

**评测五：** 当我开始阅读《Digital Signal Processing》时，我最先注意到的就是它在章节组织上的清晰度。每个章节都围绕着一个明确的主题展开，并且有清晰的引言和总结。这种结构化的呈现方式，让我在阅读时能够快速把握每部分的重点，也更容易回顾和复习。我尤其对书中关于滤波器设计的讨论印象深刻。从无限冲激响应（IIR）滤波器到有限冲激响应（FIR）滤波器，作者都详细讲解了它们的原理、设计方法和优缺点。书中提供的设计步骤和相应的数学工具，让我觉得即使是复杂的滤波器设计任务，似乎也变得触手可及。而且，书中在讲解滤波器设计时，还结合了实际的应用需求，比如音频信号处理和通信系统中的滤波应用，这使得我对滤波器的实际作用有了更深刻的理解。此外，书中对统计信号处理的介绍也让我耳目一新。虽然我之前对这部分内容接触不多，但作者用通俗易懂的语言，结合实际例子，让我理解了自相关函数、功率谱密度等概念的重要性，以及它们在信号分析和系统辨识中的应用。

评分☆☆☆☆☆

**评测九：** 我是一位在电子工程领域有一定学习背景的学生，对于数字信号处理有着浓厚的兴趣。《Digital Signal Processing》这本书，给我一种“严谨且易懂”的独特感受。它在保持数学严谨性的同时，也注重用清晰的语言和恰当的比喻来解释概念，这对于我这样一个需要理解理论和推导过程的学生来说，非常重要。例如，在讲解Z变换的收敛域时，作者就通过类比复平面的概念，让我更容易理解不同区域对系统稳定性的影响。书中的数学推导过程，虽然有时会有些长，但作者的讲解逻辑清晰，每一步都有明确的数学依据，这让我能够跟随他的思路，一步步地理解整个推导过程。我尤其赞赏书中在讲解采样定理和重建定理时，对理想采样和实际采样的区别进行了详细的说明，这让我对数字信号处理的理论基础有了更深刻的认识。这本书为我提供了一个坚实的理论基础，让我对后续更深入的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

**评测四：** 作为一个在业余时间对信号处理感兴趣的爱好者，我寻找的是一本能够让我既能理解理论，又能动手实践的书籍。《Digital Signal Processing》这本书在这方面做得相当不错。它并非只是一本纯粹的理论教材，而是为读者提供了一个学习和探索的平台。我在阅读过程中，发现书中对于某些关键概念的解释，引入了一些我之前从未接触过的角度，这让我对这些概念有了全新的认识。例如，在讨论离散傅里叶变换（DFT）时，书中不仅仅是给出了公式，还深入浅出地解释了DFT的几何意义，以及它在实际应用中是如何被高效计算的。书中的示例代码，虽然我还没有完全掌握，但它们提供了一个很好的起点，让我知道如何将这些理论转化为可执行的程序。我特别欣赏作者在讲解算法时，都会给出不同算法的优劣分析，这使得我在选择和应用算法时，能够更加明智。这本书让我感觉到，学习数字信号处理并不只是背诵公式和定理，更是一种思维方式的培养，一种解决实际问题的能力。

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这本才是DSP典范，前面理论简洁明了，后面应用实用性很高

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