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出版者:Oxford Univ Pr

作者:Decarlo, Raymond A./ Lin, Pen-Min

出品人:

页数:1008

译者:

出版时间:

价格:132.25

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195136661

丛书系列:

图书标签:

• 电路
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数字信号处理导论：从理论基石到前沿应用 本书旨在为读者提供一套全面而深入的数字信号处理（DSP）知识体系，涵盖了从基础理论到现代应用开发的各个层面。 我们的目标是构建一座坚实的桥梁，连接信号与系统理论的抽象概念与实际工程问题中的具体解决方案。本书的结构设计强调概念的严谨性与应用的直观性相结合，确保读者不仅理解“如何做”，更能理解“为何如此做”。 第一部分：信号与系统的基础回顾与离散化 本部分将快速回顾连续时间信号与系统的核心概念，并迅速过渡到数字信号处理的基石——离散时间信号和系统。 1. 连续时间信号与系统回顾： 我们将重新审视傅里叶级数、傅里叶变换（FT）及其在描述周期和非周期信号频域特性中的作用。拉普拉斯变换作为系统分析的强大工具，其收敛域（ROC）的物理意义将被深入探讨。线性、时不变（LTI）系统的卷积积分是理解系统响应的核心，我们将详细分析其在时域和频域的表现。 2. 离散时间信号与系统： 核心的转变在于对采样现象的理解。理想采样定理（Nyquist-Shannon 定理）的推导和实际应用中的混叠（Aliasing）问题将是重点。本书将详细阐述如何通过选择合适的采样率来精确重建原始信号。离散时间信号表示（序列）的性质，如周期性、能量和功率的计算，将作为后续分析的基础。 3. 离散时间系统的分析工具： 卷积和是本部分的核心。离散卷积和是分析 LTI 系统的核心运算，本书将通过矩阵表示法和图形化方法，帮助读者直观理解其操作过程。系统的频率响应是通过离散时间傅里叶变换（DTFT）导出的，我们将探讨 DTFT 的性质，并着重分析系统稳定性（因果性和稳定性条件）与频率响应之间的关系。 第二部分：Z 变换及其在系统分析中的统治地位 Z 变换是分析离散时间系统和设计数字滤波器的数学核心工具。本部分将系统地构建 Z 变换的理论框架。 1. Z 变换的定义与性质： 我们将从 DTFT 的推广角度引入 Z 变换，详细定义其数学表达式，并严格讨论其收敛域（ROC）。ROC 的几何解释及其与系统稳定性和因果性的直接关联，将被放在突出位置。双边 Z 变换和单边 Z 变换的区别和适用场景将被清晰界定。 2. 系统函数与框图表示： 系统的传递函数 $H(z)$ 被定义为脉冲响应的 Z 变换。我们将学习如何利用 $H(z)$ 来分析系统的阶数、零点和极点。零极点图是 DSP 设计的基石，本书将用大量实例演示如何通过零极点的位置快速判断系统的瞬态响应特性（如振荡、衰减速度）。差分方程与 $H(z)$ 之间的转换是工程实践中的常见操作，我们将提供详细的步骤指南。 3. 系统的分解与实现： 为了高效实现数字滤波器，我们需要理解系统的结构。直接形式、级联形式和并联形式的数字实现结构将被逐一分析，并讨论它们在计算量、数值精度和量化误差方面的优劣。 第三部分：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT 是将离散时间信号从时域转换到频域的关键工具，而 FFT 则是实现这一转换的计算效率极高的算法。 1. DFT 的推导与性质： DFT 作为 DTFT 在均匀采样频率点上的离散化，其周期性、线形性和循环卷积的性质是理解 DFT 运算的基础。我们将重点解析圆周卷积与线性卷积之间的关系，以及如何通过零填充（Zero Padding）来优化频谱分辨率。 2. FFT 算法的原理： 本部分将深入剖析蝶形运算的基本结构，并详细推导最常用的基频分解（Decimation-in-Time, DIT）FFT 算法。计算复杂度的分析将突显 FFT 相较于直接 DFT 计算的巨大优势。我们将讨论不同长度 $N$（如 $2^m$）的 FFT 实现的结构特点。 3. DFT/FFT 的实际应用： 频谱分析是 DSP 最直接的应用之一。我们将讨论窗口函数（如 Hanning, Hamming, Blackman 窗）在时域截断引入的谱泄漏（Spectral Leakage）问题，以及选择合适的窗口函数来平衡主瓣宽度和旁瓣抑制的方法。 第四部分：数字滤波器设计 数字滤波器是信号处理中最核心的应用模块，本书将区分并详细介绍两种主要的滤波器设计范式：无限冲激响应（IIR）和有限冲激响应（FIR）。 1. 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： 窗函数法： 这是设计 FIR 滤波器最直观的方法。我们将系统地展示如何利用理想滤波器的频率响应，通过傅里叶反变换得到无限长的脉冲响应，再通过不同窗函数进行截断，并分析不同窗函数对滤波器性能（过渡带宽度、阻带衰减）的影响。 频率采样法与等波纹法（Parks-McClellan/Remez 交换算法）： 对于需要更精确控制波纹幅度的设计，我们将介绍等波纹理论，解释最小 p-范逼近的含义，并讨论如何利用线性相位 FIR 的特性进行设计。 2. 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 模拟原型法： IIR 设计通常依赖于成熟的模拟滤波器原型（如 Butterworth, Chebyshev I/II, Elliptic）。本书将详细介绍这些原型的性能特点，并重点讲解双线性变换法（Bilinear Transform）。 预畸变（Prewarping）与频率映射： 双线性变换引入的频率压缩效应必须被纠正，我们将清晰地阐述预畸变的概念和计算方法，以确保数字滤波器在目标频率点上的响应与模拟原型一致。 3. 滤波器结构的选择与优化： 讨论 IIR 滤波器的直接 II 型、格型等结构，并着重分析量化对 IIR 滤波器（尤其是涉及共轭极点对时）稳定性引入的潜在风险。 第五部分：高级主题与现代 DSP 趋势 本部分将拓展读者的视野，介绍一些现代信号处理中不可或缺的高级工具和概念。 1. 多速率信号处理： 涉及采样率转换（Rate Conversion）技术，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。我们将详细分析带过渡带滤波器的抽取/插值结构，阐述如何使用半带滤波器实现高效的速率变化。 2. 适应性滤波基础： 介绍自适应滤波器，如最小均方（LMS）算法。我们将探讨其在噪声消除、回声消除和均衡器中的基本工作原理，理解算法的收敛性与跟踪性能之间的权衡。 3. 谱估计方法： 除了基于 DFT 的周期图法，本书还将介绍经典谱估计（如 Welch 方法，用于降低周期图方差）以及现代谱估计方法（如子空间法，如 MUSIC 和 Pisarenko 方法）的基本思想，这些方法在雷达和声纳等领域具有重要意义。 总结： 本书结构严谨，从基础的采样理论到复杂的滤波器设计，再到现代的自适应技术，为读者提供了一个完整的数字信号处理工程师所需的技术栈。大量包含详细数学推导和直观图示的案例分析，确保了理论知识能够有效地转化为实际工程能力。 通过对每一步数学推导的细致阐述和对工程实践中常见问题的深入剖析，本书旨在培养读者对信号内在特性的深刻洞察力。

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这本书的封面上，“Linear Circuit Analysis”这几个字显得非常有力量，透露出一种坚定不移的学术追求。当我翻开它时，一股知识的海洋扑面而来，虽然我还没有真正潜入，但已经感受到了其深邃与广博。我非常希望这本书在解释一些初学者容易混淆的概念时，能够提供一些非常有针对性的辨析，比如电容和电感的区别，或者交流电与直流电的本质差异。我也期待在书中能够找到关于电路保护和安全方面的内容，比如过载保护、短路保护等，这些知识对于实际操作来说至关重要。这本书的厚度也暗示着内容的丰富度，我希望能在这本书中找到所有我需要的答案，并为我未来的学习和工作打下坚实的基础。

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从封面设计来看，这本书似乎在力求一种现代感与学术性的结合。颜色搭配比较柔和，字体清晰且大小适中，整体感觉非常舒服。我听说这本书在讲解一些基础电路元件的特性时，用了非常详尽的比喻，甚至还会提及一些历史背景，这让我对学习过程充满了好奇。比如，在介绍电感和电容时，如果能结合它们在实际生活中的应用场景，比如电子设备中的滤波功能，或者电磁炉中的原理，那样学习起来一定会更加生动有趣。我也很期待书中关于电路分析的仿真部分，如果能提供一些软件操作的指导，或者是一些仿真结果的对比分析，那将极大地提升我的动手实践能力。这本书的尺寸虽然不算小，但我相信它所蕴含的知识一定物有所值。

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这本《Linear Circuit Analysis》的排版风格倒是挺出乎我意料的，不是那种枯燥乏味的教科书格式，而是穿插了许多手绘风格的图示，让原本可能有些抽象的电路图显得生动不少。光是看着这些图，就感觉学习过程不会那么枯燥乏味了。我听说这本书在讲解一些经典电路，比如RC、RL和RLC电路的暂态响应时，用了非常直观的方式，甚至还加入了一些生活中的类比，这让我跃跃欲试。我一直觉得，理论知识如果能与实际应用相结合，会更容易理解和记忆。我非常希望作者能够在这方面下功夫，通过实际案例的分析，让我看到线性电路在现实世界中的广泛应用，比如在滤波器、放大器等设备中的作用。这本书的篇幅看起来不小，但如果内容设计得如此有趣，我愿意投入大量时间去钻研。

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这本书的封面设计就给我一种沉稳扎实的感觉，厚重的纸张和清晰的字体，仿佛在诉说着内容的深度和严谨。虽然我还没有开始阅读，但光是翻看目录，就对它能涵盖的知识范围有了初步的印象。一些基础的概念，比如欧姆定律、基尔霍夫电压定律和电流定律，想必会以一种清晰易懂的方式呈现。我特别期待关于电路分析方法的部分，比如节点分析法和网孔分析法，希望作者能通过大量的例题，将这些抽象的概念具象化，让我能够真正掌握解决复杂电路问题的能力。另外，对于交流电路的分析，比如阻抗、相量和功率因数等，我也希望能有详细的讲解。这本书的体量看来不小，这让我对内容上的详尽程度充满信心，相信它能成为我学习线性电路分析过程中的得力助手，帮助我打下坚实的基础。

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刚拿到这本书，就立刻被它严谨的学术气息所吸引。书本的纸质触感非常好，翻页的时候有一种顺滑感，这足以证明出版方的用心。虽然我还没有深入阅读，但仅仅是浏览一下章节标题，就足以让我对它涵盖的深度和广度产生敬畏。我尤其关注那些关于电路理论的数学推导部分，我希望作者能够清晰地展示每一步的逻辑，避免跳跃式的讲解，让我在理解定理和公式的由来时，不会感到迷茫。例如，在推导戴维南等效电路和诺顿等效电路时，如果能有详细的步骤和解释，将对我非常有帮助。我对这本书在高级电路分析技术上的讲解也充满期待，比如叠加定理、最大功率传输定理等，希望能看到作者如何循序渐进地引导读者掌握这些工具。

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