Calibration Techniques in Nyquist A/D Converters pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Hendrik Ploeg

出品人:

页数:190

译者:

出版时间:2006-7-28

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781402046346

丛书系列:

图书标签:

• A/D转换器
• 校准技术
• 奈奎斯特采样
• 模拟电路
• 数字电路
• 信号处理
• 测试与测量
• 误差分析
• 高性能设计
• 嵌入式系统

《模拟与数字信号处理的前沿探索：从基础理论到高级应用》 本书系统地梳理了现代信号处理领域的核心概念、关键技术以及前沿发展方向，旨在为电子工程、通信工程、计算机科学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一份详尽而深入的参考指南。全书结构严谨，内容涵盖面广，注重理论的深度挖掘与实际应用的紧密结合。 第一部分：信号处理基础与数学工具 本部分奠定了理解复杂信号处理系统的理论基石。首先，深入探讨了连续时间信号与离散时间信号的数学描述，包括傅里叶级数、傅里叶变换（FT）、拉普拉斯变换以及Z变换。着重分析了这些变换在分析系统频率响应和稳定性方面的关键作用。 傅里叶分析的深入解读： 详细阐述了离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的定义、性质及其在有限长序列处理中的实际意义。特别关注了快速傅里叶变换（FFT）算法的原理、不同变体的效率比较，以及在实际硬件或软件实现中需要注意的周期延拓效应和栅栏效应（Leakage）。 线性时不变（LTI）系统理论： 全面回顾了LTI系统的基本特性，如因果性、稳定性、冲激响应和系统函数。通过卷积积分和卷积和的数学表达，清晰地展示了输入信号如何通过系统形成输出信号。深入讨论了频率域分析（如波特图）在评估系统性能（如带宽、通带衰减、相位延迟）中的不可替代性。 随机信号处理基础： 引入了随机过程的概念，包括平稳过程、各态历经过程等。详细分析了自相关函数和功率谱密度（PSD）在描述随机信号统计特性中的作用。探讨了维纳-霍夫方程及其在最优线性滤波（如维纳滤波器）设计中的应用，为后续的噪声抑制和估计技术打下坚实基础。 第二部分：数字滤波器设计与实现 数字滤波器是实现信号选择、增强或抑制特定频率分量的核心组件。本部分聚焦于数字滤波器的设计方法论和实际部署的工程考量。 无限脉冲响应（IIR）滤波器设计： 详尽介绍了从模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）向数字IIR滤波器转化的经典方法，包括双线性变换法和脉冲响应不变法。分析了IIR滤波器在实现相同频率响应要求下所具有的低阶优势，同时也深入探讨了其潜在的非线性相位失真问题以及如何通过修正结构来缓解。 有限脉冲响应（FIR）滤波器设计： 重点阐述了FIR滤波器的线性相位特性优势。全面覆盖了窗函数法（包括矩形窗、汉宁窗、海明窗等）的设计流程及其对阻带衰减和过渡带宽度的影响。同时，深入讲解了频率采样法和最优等波纹（Parks-McClellan）算法，后者在设计性能最优的FIR滤波器中占据核心地位。 滤波器结构与实现： 讨论了直接型、级联型和并联型等基本结构在实现中的效率和对精度漂移的敏感性。对定点运算下的量化噪声、溢出问题以及有限精度对滤波器性能（特别是稳定性）的影响进行了细致的分析，这是将理论设计转化为可靠硬件或嵌入式软件的关键步骤。 第三部分：采样理论与重建技术 本部分聚焦于模拟世界与数字世界之间的桥梁——采样过程，这是所有数字信号处理系统的前提。 奈奎斯特-香农采样定理的深度剖析： 不仅陈述了采样定理的基本内容，更重要的是探讨了其在非理想情况下的失效与对策。详细分析了混叠（Aliasing）现象的产生机理、后果以及如何通过抗混叠滤波器的设计来有效避免。 过采样与欠采样技术： 介绍了过采样技术在提高有效分辨率、简化抗混叠滤波器设计方面的应用。深入探讨了欠采样（或通带采样）在射频（RF）信号处理中降低中频（IF）处理复杂度的优势，并解释了其理论基础与约束条件。 信号重构： 详细阐述了理想的Sinc函数插值在理论上的可行性，并对比了实际工程中常用的重构方法，如零阶保持（ZOH）、一阶保持（First-Order Hold）以及基于滤波器插值的精确重构方法。重点分析了这些方法在输出信号平滑度和相位线性度方面的性能差异。 第四部分：现代信号处理高级主题 本部分扩展到更高级、更具挑战性的信号处理应用领域，展示了当前研究和工业界关注的焦点。 自适应滤波与算法： 详尽介绍了最小均方（LMS）算法、归一化LMS（NLMS）以及递归最小二乘（RLS）算法。这些算法在环境噪声消除、回声消除、信道均衡等动态变化系统中的应用被置于核心地位。分析了收敛速度、稳态误差和计算复杂度之间的权衡取舍。 谱估计技术： 将经典谱估计方法（如周期图法、韦尔奇法）与现代谱估计方法进行对比。深入研究了参数化方法（如AR、MA、ARMA模型）的理论基础，并详细介绍了子空间法，如ESPRIT和MUSIC算法，在提高分辨率和抑制噪声方面的优越性。 多速率信号处理与滤波器组： 阐述了下采样、上采样、抽取和插值操作在改变信号采样率时的数学原理。重点讲解了多相分解结构在高效实现滤波器组和子带编码中的应用，这对于构建高效的压缩算法（如JPEG 2000的基础）至关重要。 第五部分：面向实际系统的性能考量 本部分将理论与系统工程实践相结合，关注在有限资源下实现高性能信号处理的挑战。 数字系统中的精度分析： 讨论了浮点运算与定点运算的优缺点。对于定点系统，详细分析了位数选择对动态范围、信噪比（SNR）和截断误差的影响，并介绍了饱和与舍入策略对系统性能的实际影响。 高效算法与硬件加速： 探讨了如何利用数学结构简化算法以适应嵌入式处理器的限制。讨论了使用定点运算替代浮点运算时的软件设计技巧，以及并行处理架构（如DSP、FPGA）在加速傅里叶分析、卷积运算和矩阵运算中的应用潜力。 本书的组织结构清晰，从最基础的数学变换到复杂的自适应和谱估计算法，层层递进。内容详实，旨在提供一个全面的、面向工程实践的信号处理知识体系，强调理论的严谨性与实际应用中的设计取舍。通过对这些核心技术的深入剖析，读者将能够设计、分析和优化各种现代电子系统中的信号处理模块。

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