模拟电子技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王英

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2008-9

价格:25.00元

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isbn号码:9787564300524

丛书系列:

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• 模拟电子技术
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《数字信号处理原理与应用》 内容简介： 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量数据所包围，而这些数据大多以数字信号的形式存在。从通信、音频、图像到科学研究和工业控制，数字信号处理（DSP）技术扮演着至关重要的角色。本书旨在深入浅出地介绍数字信号处理的核心原理，并结合实际应用，帮助读者构建扎实的理论基础和动手实践能力。 本书内容涵盖数字信号处理的方方面面，从最基本的离散信号和系统概念出发，逐步深入到傅里叶变换、Z变换、滤波器设计等关键理论。同时，本书也非常注重将这些理论与实际应用相结合，通过丰富的实例，展示数字信号处理在各个领域的应用场景和方法。 第一部分：数字信号与系统的基础 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将首先介绍离散时间信号的定义、分类及其基本运算，包括移位、翻转、尺度变换和卷积等。在此基础上，我们将引入离散时间系统的概念，讨论系统的线性、时不变性、因果性和稳定性等重要性质，并重点阐述卷积在描述系统输入-输出关系中的核心作用。 随后，我们将深入探讨两种重要的信号表示方法：序列表示和时间域分析。通过解析不同类型的序列，如单位冲激序列、单位阶跃序列、指数序列等，读者将能更直观地理解信号的特性。此外，我们将介绍时域分析的基本工具，如信号的能量和功率计算，以及系统瞬态响应和稳态响应的分析方法。 第二部分：频率域分析——傅里叶变换及其应用 频率域分析是数字信号处理的核心工具之一。本部分将详细讲解傅里叶级数和傅里叶变换的概念，揭示信号在频率域的分布特性。我们将从连续时间傅里叶变换（CTFT）开始，介绍其性质，如线性、时移、频移、卷积定理等，并通过傅里叶级数（FS）和离散时间傅里叶变换（DTFT）的推导，引出周期信号和离散时间信号在频率域的分析方法。 重点在于离散傅里叶变换（DFT）的引入。我们将解释DFT如何将无限长或连续的信号转化为有限长、离散的序列，以及其在计算机实现中的重要性。快速傅里叶变换（FFT）作为DFT的高效算法，也将被详细介绍，包括其基本思想、蝶形运算和不同结构的FFT算法（如Cooley-Tukey算法）。通过丰富的例子，我们将展示傅里叶变换在信号频谱分析、系统频率响应分析、信号滤波等方面的广泛应用。 第三部分：Z变换——系统分析的强大工具 Z变换是分析离散时间线性时不变（LTI）系统的另一种强大工具，它提供了比傅里叶变换更普适的分析框架，尤其适用于处理因果性和收敛性问题。本部分将详细介绍Z变换的定义、性质及其收敛域（ROC）的概念。我们将推导常见序列的Z变换，并重点阐述Z变换的线性、时移、乘以n、微分、卷积等性质。 Z变换在系统分析中的应用是本部分的重点。我们将展示如何利用Z变换求解LTI系统的零输入响应（瞬态响应）和零状态响应（稳态响应），以及如何通过Z变换来分析和描述系统的传递函数（H(z)）。我们将深入讲解如何利用Z变换分析系统的因果性、稳定性，以及如何通过极点和零点的位置来判断系统的特性。此外，还将介绍逆Z变换的求解方法，包括部分分式展开法和长除法。 第四部分：数字滤波器设计 数字滤波器是数字信号处理中最基本也是最重要的应用之一，其作用是去除信号中的噪声或提取特定频率成分。本部分将系统地介绍数字滤波器的设计方法，分为无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器两类。 对于IIR滤波器，我们将介绍几种经典的设计方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器，并阐述如何将模拟滤波器设计技术（如巴特沃斯滤波器的模拟原型设计）转化为数字滤波器设计。我们将介绍脉冲响应不变法、双线性变换法等从模拟滤波器到数字滤波器的转换技术。 对于FIR滤波器，我们将重点介绍窗函数法和频率采样法。窗函数法是设计FIR滤波器最常用和最直观的方法，我们将介绍几种常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，并分析不同窗函数的频谱泄漏特性和旁瓣衰减效果。我们将阐述如何根据滤波器类型（低通、高通、带通、带阻）和技术指标（过渡带宽、阻带衰减）来选择合适的窗函数和设计滤波器。频率采样法将作为另一种设计思路进行介绍。 第五部分：现代信号处理技术与应用 在掌握了数字信号处理的基础原理和核心技术后，本部分将进一步拓展到更现代的信号处理技术和实际应用领域。 1. 采样与量化： 我们将深入探讨模拟信号向数字信号转换过程中的关键环节——采样和量化。尼奎斯特-香特农采样定理将作为核心内容进行讲解，并分析采样率不足导致的混叠现象以及过采样和欠采样的影响。量化过程的非线性特性、量化误差的分析以及噪声塑形技术也将得到介绍。 2. 多速率信号处理： 随着通信和多媒体技术的发展，信号在不同速率之间进行转换的需求日益增加。本部分将介绍多速率信号处理的基本概念，包括降采样（抽取）和升采样（插值），以及它们在信号压缩、解码等方面的应用。我们将讲解多速率滤波器的设计原理和级联结构。 3. 谱估计方法： 除了傅里叶变换提供的周期图法，我们还将介绍更先进的谱估计方法，如Welch法（用于降低周期图的方差）、AR模型法（如Yule-Walker方程）和ARMA模型法。这些方法在处理噪声信号或需要更高分辨率的谱分析时具有重要意义。 4. 应用实例： 本部分将通过一系列具有代表性的实际应用案例，展示数字信号处理的强大威力。 通信系统： 介绍数字调制解调技术（如ASK, FSK, PSK, QAM），数字信道编码（如海明码, 卷积码）以及均衡技术在提升通信质量中的作用。 音频信号处理： 讲解音频信号的采样、量化、压缩（如MP3, AAC）、降噪、回声消除等技术。 图像信号处理： 介绍图像的采样、量化、二维傅里叶变换、图像滤波（如锐化、模糊）、边缘检测、图像压缩（如JPEG）等。 生物医学信号处理： 讨论心电图（ECG）、脑电图（EEG）等信号的采集、滤波、特征提取和分析。 控制系统： 介绍数字控制器设计（如PID控制器）及其在系统稳定性与性能优化中的应用。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 理解离散时间信号和系统的基本概念和数学模型。 掌握傅里叶变换和Z变换的理论，并能用于分析LTI系统。 熟悉各种数字滤波器（IIR和FIR）的设计原理和方法。 了解采样、量化、多速率信号处理等现代信号处理技术。 认识数字信号处理在通信、音频、图像、控制等领域的广泛应用。 具备利用数字信号处理技术解决实际问题的能力。 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业的本科生和研究生，也可作为从事相关技术领域的工程技术人员的参考书。学习本书需要具备一定的数学基础，如微积分、线性代数和复变函数。 本书力求理论与实践相结合，通过详细的原理推导和丰富的实例分析，帮助读者深入理解数字信号处理的精髓，为未来在相关领域的深入研究和开发奠定坚实的基础。

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**评价四：** 我是一名电子工程系的大三学生，手头上有好几本参考书，但最常翻的还是这本关于电子电路的书。它的章节组织结构堪称典范，从最基础的PN结开始，稳步过渡到运算放大器（Op-Amp）的理想模型，再到实际应用中的各种滤波器设计。我特别喜欢它在介绍运放时，首先用理想模型建立直观理解，然后再引入失调电压、共模抑制比等非理想参数的影响，这种“从理想走向现实”的教学方法，极大地降低了理解难度。书中对功率放大器（甲类、乙类、AB类）的效率和散热问题的分析非常透彻，直接点出了理论设计与实际散热要求之间的鸿沟。虽然内容偏向基础，但它对各个电路模块的“局限性”的讨论非常诚恳，引导读者思考如何权衡性能和成本，而不是盲目追求“完美电路”。

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**评价三：** 说实话，我买这本书时是抱着试试看的心态，因为市面上很多同类书籍都充斥着晦涩难懂的数学符号，让人望而却步。然而，这本教材成功地找到了理论深度与易读性之间的平衡点。它对半导体器件物理特性的介绍非常克制，没有过度纠缠于量子力学层面，而是聚焦于工程实践中最需要的I-V特性曲线和等效模型。例如，在讲解MOSFET的工作区时，图表的质量非常高，每一个工作点的电压和电流范围都标注得清清楚楚。最让我印象深刻的是它对反馈理论的介绍，不仅阐述了负反馈对增益、带宽和稳定性的影响，还通过波特图直观地展示了相位裕度和增益裕度的概念，这部分内容对于设计高可靠性的模拟系统是至关重要的。阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的老工程师在逐步拆解和构建复杂的电子系统，每一步都走得踏实而可靠。

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**评价二：** 我是在准备一个关于嵌入式系统开发的面试时翻阅了这本书的，本以为是本枯燥的基础理论书，没想到它在讲解数字逻辑部分时，视角非常新颖。它没有仅仅停留在AND、OR、NOT这些基本门的操作上，而是花了大篇幅去探讨了有限状态机（FSM）的设计与优化，这对于理解现代微处理器的工作方式至关重要。书中对时序逻辑电路（如寄存器和计数器）的讲解非常到位，尤其是在讨论时钟边沿触发和毛刺问题时，作者提供的解决方案既专业又实用。我尤其喜欢它对组合逻辑电路的卡诺图（K-map）和Quine-McCluskey法的深入剖析，这让我对逻辑函数的最小化有了更深刻的认识。这本书的深度远超我的预期，它不仅仅是“基础”，更像是一本“高级入门”的指南，对于想从硬件底层理解软件运行机制的人来说，价值极高。

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**评价五：** 这本书对于理解现代电子系统中的信号处理和噪声控制极有帮助。它没有把重点放在搭建那些复杂的集成电路模块上，而是深入探讨了信号在传输过程中遇到的失真和干扰问题。例如，它详细分析了耦合电容的选择对低频信号传输的影响，以及高频情况下分布电容如何引入不必要的寄生振荡。书中对滤波器理论（低通、高通、带通、带阻）的讲解非常系统，不仅仅停留在RLC元件的组合，还引入了巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）滤波器的设计准则，让我们可以根据应用需求选择最合适的响应特性。更值得称赞的是，它在讲解瞬态响应时，非常强调时间常数对系统稳定性的决定性作用。这本书的价值在于它教会了我如何像一个“系统思考者”一样去看待电路，而不是仅仅停留在单个元件的分析层面，为我后续学习更复杂的通信和控制理论打下了坚实的根基。

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**评价一：** 这本关于电路分析的教材简直是为我量身定做的，尤其是对那些初次接触布尔代数和逻辑门电路的同学来说，简直是福音。作者在讲解基本概念时，没有急于深入复杂的数学推导，而是用大量的实际案例和直观的图示来引导读者理解晶体管的工作原理。我特别欣赏它对不同类型二极管特性的对比分析，非常清晰。书中对放大电路的分析部分，从简单的共射、共集、共基配置的原理到实际应用中的偏置设计，每一步都讲解得细致入微。对于我这种偏爱动手实践的读者来说，书后附带的那些实验指导，简直是宝藏，让我能够立刻将学到的理论知识付诸实践，验证那些抽象的公式。总的来说，这本书的结构严谨，逻辑性极强，是一本能让人真正掌握电路基础的良师益友。

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