An Introduction to Signals and Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Stuller, John Alan

出品人:

页数:566

译者:

出版时间:2007-2

价格:$ 298.26

装帧:HRD

isbn号码:9780495073017

丛书系列:

图书标签:

信号与系统
信号处理
系统分析
电路分析
通信原理
控制系统
数学建模
工程数学
电子工程
本科教材

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具体描述

This book provides a concise and clear introduction to signals and systems theory, with emphasis on fundamental analytical and computational techniques. Introduction to Signals and Systems develops continuous-time and discrete-time concepts/methods in separate chapters - highlighting the similarities and differences - and features introductory treatments of the applications of these basic methods in such areas as filtering, communication, sampling, discrete-time processing of continuous-time signals, and feedback. This text is written for introductory courses in continuous-time and/or discrete-time signals and systems for Electrical Engineering students. It is also accessible to a broad range of engineering and science students, as well as valuable to practicing engineers seeking an insightful review.

好的，这是一本关于数字信号处理的深度著作的简介，专注于现代通信、控制系统和计算领域的理论与实践。 --- 《现代信号处理基础：理论、算法与应用》图书简介本书旨在为读者提供一个全面且深入的数字信号处理（DSP）领域的知识体系，重点关注从经典理论到前沿算法的演进与实际应用。本书的结构设计旨在引导读者逐步建立坚实的数学基础，理解核心概念，并掌握在当代工程实践中至关重要的分析和设计工具。第一部分：离散时间信号与系统分析本部分为后续所有高级主题奠定了必要的数学和概念基础。我们将从离散时间信号的定义和表示开始，详细探讨采样过程及其对连续时间信号的保真度影响（理想采样与欠采样问题）。离散时间系统：重点分析线性时不变（LTI）系统在离散域中的行为。我们深入探讨系统的基本特性（因果性、稳定性），并详细阐述卷积和差分方程在描述系统响应中的核心作用。与连续时间系统相比，我们强调了如何利用差分方程来建模和分析数字滤波器和反馈控制回路。 Z变换： Z变换作为离散时间信号和系统分析的基石，被赋予了特别的篇幅。我们不仅推导其定义和基本性质，更着重于其应用，包括利用Z变换求解差分方程、分析系统稳定性（通过检查零点和极点在Z平面上的位置），以及理解双边Z变换在处理非因果系统时的优势。离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是连接时域和频域的关键桥梁。本书详细解释了DFT的推导过程，其周期性和共轭对称性。随后，我们全面介绍FFT算法，特别是Cooley-Tukey算法的结构，包括蝶形运算和数据重排（Bit-Reversal）。实践部分将指导读者如何有效地在计算平台上实现FFT，并讨论截断误差、栅栏效应（Picket-Fence effect）以及如何通过零填充（Zero-Padding）来提高频谱分辨率。第二部分：数字滤波器设计数字滤波是信号处理中最具实用价值的分支之一。本部分将详细介绍设计满足特定频率响应要求的数字滤波器的系统方法。无限脉冲响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器因其陡峭的过渡带和较低的阶数而被广泛使用。我们从连续时间滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器）的规范出发，详尽讲解了双线性变换（Bilinear Transformation）的设计流程。此方法要求读者深入理解预畸变（Pre-warping）的概念，以确保在变换到离散域后，频率响应的形状得以精确保持。有限脉冲响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器因其固有的线性相位特性，在音频处理和精确时间要求高的系统中不可替代。本书详细介绍了时域对称性在设计中的应用。主要的精力集中于窗函数法（Windowing Method），包括矩形窗、汉宁窗、海明窗和Blackman窗的性能权衡分析（主瓣宽度与旁瓣衰减）。此外，还将深入探讨Parks-McClellan算法（最小二乘法）在设计最优FIR滤波器中的应用，解释等波纹特性。第三部分：高级主题与现代应用在掌握了基础分析和设计工具后，本书转向现代DSP领域中更复杂、更具挑战性的课题。多相滤波与抽取/插值：在软件定义无线电（SDR）和高保真音频处理中，改变采样率是核心需求。我们详细分析了抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）过程，并引入多相分解结构（Polyphase Structure）来高效实现变采样率滤波器，避免了在极高或极低速率下不必要的全速率运算。自适应滤波理论：自适应滤波器是能够根据输入信号的统计特性自动调整其系数的系统。本书以LMS（最小均方误差）算法为核心，详细推导了其迭代过程，并分析了步长参数的选择对收敛速度和稳态误差的影响。应用场景将涵盖噪声消除、回声消除和信道均衡。功率谱估计：如何从有限长度的信号样本中准确估计信号的功率谱密度是统计信号处理的关键挑战。我们将对比非参数方法（如周期图法）的局限性，并深入介绍参数化模型，特别是自回归（AR）模型（如Burg方法），以及子空间方法（如MUSIC和ESPRIT）在提高分辨率方面的优势。数字滤波器组与小波变换：本部分将信号分解为不同的频带，为压缩和分析提供强大的框架。我们探讨了完美重建滤波组（PR Filter Banks）的设计，以及如何利用离散小波变换（DWT）的结构实现信号的多分辨率分析，这在图像压缩（如JPEG 2000）和去噪中具有基础性作用。结论与展望全书贯穿着对实际工程约束的考量，强调了计算复杂度和量化误差对算法实现的影响。本书不仅是理论学习的参考，更是面向实际系统设计工程师和高级研究生的工具书。每一章末都提供了具有挑战性的习题，鼓励读者通过实际的仿真工具（如MATLAB/Python）来验证和深化所学知识。通过本书的学习，读者将能够自信地驾驭和设计现代通信、生物医学仪器和自动控制系统中的复杂信号处理模块。