数字电子技术(第2版)/俞阿龙等

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具体描述

好的,以下是一本不包含《数字电子技术(第2版)/俞阿龙等》内容的图书简介,内容详实,力求自然流畅。 --- 图书名称:现代信号处理与通信系统设计 导论:信息时代的基石与挑战 在信息爆炸的今天,从智能手机的语音通话到高清晰度的视频传输,再到深空探测的微弱信号捕获,其背后都依赖于对信息进行高效、准确地获取、处理和传输。本书《现代信号处理与通信系统设计》正是聚焦于这一核心领域,旨在为读者构建一个坚实的理论基础,并提供将理论应用于实际工程问题的系统化方法。 本书的视角着眼于信号的生命周期:从信号的产生、采集,到如何在噪声和干扰中提取有用信息,再到如何将信息可靠地送达目的地。我们刻意避开了传统数字逻辑电路的深入探讨,转而将重点放在连续时间与离散时间信号的数学表征、滤波理论的精妙构建,以及现代通信系统中的关键调制解调技术。 第一部分:信号的数学描述与分析 信号是信息的载体,其准确描述是后续处理的基础。本部分深入探讨了信号的本质属性及其数学工具。 1.1 连续时间信号的分析 我们首先从傅里叶分析的宏伟框架入手。复习并拓展了傅里叶级数和傅里叶变换,重点阐述了它们在分析周期性与非周期性信号频域特性的能力。拉普拉斯变换作为傅里叶变换在处理不稳定信号和系统时的有力工具,被详尽介绍,尤其关注其在电路分析和系统稳定性判断中的应用。 1.2 离散时间信号与系统 进入数字领域,我们讨论了信号的采样定理(Nyquist-Shannon 采样定理),这是连接连续世界与离散世界的桥梁。离散时间傅里叶变换(DTFT)和离散傅里叶变换(DFT)的推导与应用是本节的重点,并对快速傅里叶变换(FFT)算法的计算效率进行了深入剖析,强调其在实际频谱分析中的不可替代性。 1.3 系统响应与稳定性 系统的行为由其对输入信号的响应决定。本书详细分析了线性时不变(LTI)系统的概念,使用卷积积分和卷积和来描述系统的动态特性。通过分析系统的频率响应和冲激响应,我们确立了系统稳定性的判据(如在 $s$ 平面或 $z$ 平面上的极点位置判断),这是设计可靠处理链条的前提。 第二部分:数字信号处理(DSP)的核心技术 数字信号处理是信息系统的心脏。本部分侧重于如何设计和实现高效的滤波器,以达到滤波、增强、识别的目的。 2.1 数字滤波器设计 数字滤波器的设计是 DSP 的核心任务。本书将 FIR(有限脉冲响应)和 IIR(无限脉冲响应)滤波器进行了系统的对比和方法论的介绍。 FIR 滤波器: 重点讲解窗函数法(如汉宁窗、海明窗)的设计原理,以及线性相位特性的重要性。 IIR 滤波器: 详细阐述了模拟滤波器(如巴特沃斯、切比雪夫)到数字滤波器的双线性变换(Bilinear Transformation)方法,以及脉冲不变法。对比分析了两种滤波器在计算复杂度、群延迟和非线性相位失真方面的差异。 2.2 有限字长效应与量化 在实际的 DSP 实现中,信号和系数的有限精度是不可避免的误差源。我们专门开辟章节讨论量化噪声、溢出和截断对系统性能的影响,并探讨了如何通过抖动(Dithering)等技术来减轻这些非线性失真。 2.3 现代谱估计方法 除了传统的基于 DFT 的功率谱密度估计(Periodogram),本书还介绍了更先进的参数化和非参数化谱估计技术,如自回归(AR)模型、移动平均(MA)模型,以及子空间法(如 MUSIC 算法),这些方法在低信噪比环境下的分辨率远超传统方法。 第三部分:现代通信系统设计 信号处理的最终目标通常是可靠的通信。本部分将信号处理的成果应用于构建高效的通信链路。 3.1 模拟与数字调制技术 通信系统的第一步是调制。我们首先回顾了传统的调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。随后,我们将重点转向数字调制,详细分析了如何利用数字信号提升频谱效率和抗噪性能。 幅度键控 (ASK) 与频移键控 (FSK): 基础的二进制和多进制调制方式。 相移键控 (PSK) 与正交幅度键控 (QAM): 深入剖析了星座图的构建,重点分析了 $M$ 进制 PSK 和 QAM 在单位带宽内的信息承载能力和误码率性能,并探讨了混淆(Crosstalk)问题。 3.2 最佳接收与匹配滤波 在噪声环境中,如何设计一个最优的接收机是关键。本书详细推导了基于最大似然准则(ML)和最大后验概率准则(MAP)的最佳接收机原理。核心内容是匹配滤波器(Matched Filter)的设计,证明了它在加性高斯白噪声(AWGN)信道下实现最小错误概率的能力,并计算了其信噪比增益。 3.3 扩频技术与抗干扰 为了抵抗多径效应和恶意干扰,扩频技术被广泛采用。本部分详细介绍了直接序列扩频(DSSS)系统的工作原理,包括伪随机序列(PN 序列)的生成、扩频增益的计算,以及自相关和互相关性能在解扩中的作用。此外,也简要提及了跳频(FHSS)技术。 3.4 信道编码基础 为了克服信道衰落和传输错误,需要引入冗余信息。本书概述了信道编码的基本概念,包括信道容量(香农极限),以及线性分组码(如汉明码)和卷积码的基本编码与译码过程。 总结与展望 《现代信号处理与通信系统设计》为读者提供了一条从纯数学理论到工程实践的清晰路径。本书的特点在于其跨学科的深度整合:它不仅要求读者掌握傅里叶分析和系统理论,更要求理解数字滤波器的实现细节,并最终将这些工具应用于设计高性能的无线或有线通信链路。全书强调理论推导的严谨性和工程应用的直观性,旨在培养新一代能够驾驭复杂信息处理系统的工程师和研究人员。通过大量的实例分析和习题设置,读者将能够熟练运用 MATLAB/Python 等工具进行仿真验证,真正掌握现代信息技术的核心竞争力。

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读后感

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《数字电子技术》(第2版)这本书,最大的优点在于它的系统性和条理性。整本书的结构设计非常合理,从基础到进阶,层层递进,让读者能够建立起一个完整的知识体系。书中的章节划分清晰,每一章都聚焦于一个特定的主题,并且内容连贯,前后呼应。我记得在学习逻辑代数时,书中详细介绍了各种逻辑门电路的真值表和布尔表达式,并且通过大量的例子,展示了如何运用布尔代数定律进行逻辑函数的化简。这让我对逻辑代数有了非常深刻的理解,也为后续学习组合逻辑电路打下了坚实的基础。再比如,在讲解比较器和编码器时,书中都给出了详细的电路图和工作原理分析,让我能够清晰地理解它们是如何工作的,以及它们在实际应用中的作用。而且,本书对于时序电路中“时钟”的概念,讲解得非常到位,让我明白了时钟信号在同步电路中的重要性,以及不同类型时钟信号(如全缓冲、半缓冲)的区别。这本书,就像一位经验丰富的老师,为你搭建起一座通往数字电子技术世界的坚实桥梁,让你能够一步一个脚印地深入探索。

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《数字电子技术》(第2版)这本教材,真是让我又爱又恨。爱它的地方在于,它确实是这个领域的一块基石,内容扎实,理论严谨。初次翻开它,我被严密的逻辑和精炼的语言所折服,每一页都凝聚着作者的心血。它不仅仅是一本教科书,更像是一本沉甸甸的工具书,当你遇到数字电路设计中的某个难题时,翻开它,总能找到相关的理论依据和分析方法。书中的公式推导清晰明了,概念讲解深入浅出,这对于我这样一个初学者来说,无疑是一盏明灯,帮助我拨开了数字电子技术迷雾中的诸多疑惑。例如,在讲解逻辑门电路的部分,它从最基本的AND、OR、NOT门讲起,逐步深入到组合逻辑和时序逻辑,每一个概念的引入都伴随着详实的数学推导和清晰的电路图示,让我能够真正理解这些基本单元是如何工作的,以及它们如何组合起来实现更复杂的逻辑功能。再比如,书中的状态机设计章节,对于理解数字系统的时序行为至关重要,作者用多种方式讲解了状态机的设计流程,包括状态图、状态表、卡诺图化简以及逻辑实现,每一步都衔接得天衣无缝,让我这种对时序逻辑感到头疼的人,也渐渐理清了思路。而且,本书在讲解集成电路(IC)的应用时,也提供了非常多的参考信息,不仅仅是理论上的讲解,还涉及到一些实际应用中的注意事项,这对于我们这些未来要走向工程实践的学生来说,非常有帮助。我记得在学习微处理器接口时,书中对总线时序和控制信号的讲解,让我对CPU与外设之间的数据交换过程有了更深刻的认识,那些复杂的时序图,在反复研读之后,也变得不再神秘。这本书,就像一个经验丰富的老师,循循善诱,将枯燥的数字世界展现得如此生动。

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不得不说,《数字电子技术》(第2版)这本书,是一本需要“静下心来”去啃的硬骨头,但一旦征服,收获是巨大的。它涵盖的内容非常全面,从最基础的逻辑门,到复杂的集成电路,再到一些时序分析的理论,几乎囊括了数字电子技术学习的各个方面。书中对二进制算术运算的讲解,让我理解了计算机内部是如何进行加减乘除这些基本运算的,包括了补码、移码等概念的介绍,让我对计算机的底层工作原理有了更深的认识。而且,作者在讲解放大器电路的原理时,不仅仅是给出公式,还深入分析了不同电路拓扑的优缺点,以及它们在实际应用中的局限性,这让我对电路的性能有了更直观的理解。我尤其喜欢书中关于时序逻辑电路的设计方法,比如状态机的设计流程,作者用清晰的步骤和图示,一步步地引导读者完成设计,让我这个之前对时序逻辑感到困惑的人,也能逐步掌握。书中的一些高级概念,例如模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的工作原理,也都有涉及,并且给出了不同类型的比较和选择依据,这对于我将来进行嵌入式系统开发非常有指导意义。这本书,就像一本厚重的“宝典”,需要反复研读,才能从中汲取源源不断的知识养分。

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《数字电子技术》(第2版)这本书,给我最深刻的感受就是它在原理讲解上的“深度”和“广度”的完美结合。它不仅仅是罗列了一堆公式和概念,而是深入地剖析了每一个知识点背后的原理,并且将相关的知识点巧妙地串联起来,形成一个完整的知识网络。书中的每一个章节,都像是对数字电子技术领域的一个细致的探索,从最基本的逻辑门开始,逐步深入到复杂的时序电路设计和数字系统分析。例如,在讲解模数转换器(ADC)时,书中不仅仅介绍了不同类型ADC(如逐次逼近型、并行比较型)的工作原理,还分析了它们的优缺点和适用场景,这让我对如何选择合适的ADC有了更清晰的认识。再比如,书中对差分信号和共模信号的讲解,让我理解了在高速数字信号传输中,这些概念的重要性,以及如何通过差分传输来提高信号的抗干扰能力。这本书,就像一位渊博的学者,为你打开了数字电子技术的大门,让你能够领略到这个领域的精妙之处。

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《数字电子技术》(第2版)这本书,让我印象最深刻的是它在原理性讲解上的深度。不像一些过于追求“速成”的教程,这本书更侧重于让读者真正理解数字电子技术的核心思想和底层逻辑。书中的每一个公式,每一次推导,都不是凭空而来,而是建立在前文所阐述的原理之上。例如,在讲解逻辑函数的最小项和最大项时,作者不仅给出了定义,还详细解释了它们在逻辑化简中的作用,以及与布尔代数之间的联系。这让我能够从根本上理解卡诺图等化简方法的原理,而不是死记硬背规则。此外,书中的例子非常丰富且贴合实际,能够帮助我更好地将理论知识应用于实践。我记得在学习触发器部分,书中对于JK触发器和T触发器的状态转移图和特性方程的讲解,非常细致,并且结合了实际的电路图,让我能够直观地理解它们的区别和应用场景。而且,本书对于一些容易混淆的概念,比如“时钟沿触发”和“电平触发”,都进行了非常清晰的区分和讲解,这对于初学者避免在实际电路设计中犯错至关重要。读完这一章,我感觉自己对时序电路的理解又上了一个台阶。这本书,确实像一位经验丰富的工程师,不仅教会你“怎么做”,更重要的是告诉你“为什么这样做”。

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每次翻开《数字电子技术》(第2版),我都能从中获得新的启发。这本书不仅知识点讲解得深入,更重要的是,它注重培养读者的逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力。书中的许多例题,不仅仅是简单的计算题,更多的是带有一定设计性质的题目,需要读者综合运用所学的知识,进行分析和设计。例如,在讲解比较器电路时,书中提供了一个实际的场景,要求读者设计一个能比较两个多位二进制数的电路,这需要读者对比较器的工作原理有深刻的理解,并能将其转化为实际的逻辑电路。再比如,书中对各种集成电路(IC)芯片的应用讲解,都附带了详细的引脚定义和工作时序图,这对于我们这些将来需要查阅数据手册进行实际操作的学生来说,是非常宝贵的资料。我记得在学习数码管显示驱动时,书中不仅讲解了BCD码到七段码的转换器原理,还给出了具体的驱动电路设计,这让我对如何控制显示器件有了直观的认识。这本书,真的像一个“思维训练营”,在不知不觉中提升了我的逻辑分析能力和解决工程问题的能力。

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《数字电子技术》(第2版)这本书,给我的感觉更像是一位“循循善诱的导师”。它在讲解每一个知识点时,都非常注重引导读者进行思考,而不是简单地给出答案。书中的许多问题,都留有一定的思考空间,鼓励读者自己去探索和发现。例如,在讲解逻辑函数的化简时,作者不仅仅给出了几种化简方法,还引导读者思考,在不同的应用场景下,哪种化简方法更优,以及化简的目的是什么。再比如,书中对状态机的设计,更是提供了一种“先定义需求,再设计状态,最后实现电路”的完整流程,让读者能够理解整个设计过程的逻辑。我记得在学习关于时钟抖动和时钟偏移的章节时,书中详细分析了这些因素对数字系统性能的影响,并且给出了一些抑制这些效应的方法,这让我对数字系统设计的鲁棒性有了更深的认识。这本书,就像一位经验丰富的老师,不仅传授知识,更重要的是教你如何学习,如何思考。

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《数字电子技术》(第2版)这本书,给我最直观的感受就是它的“实用性”。它所讲解的知识点,几乎都能在实际的数字电路设计和应用中找到对应的影子。书中的案例分析非常生动,能够帮助我理解理论知识如何在实践中得到应用。例如,在讲解时序逻辑电路时,书中通过设计一个简单的计数器,详细展示了触发器的选择、状态转移图的设计、以及最终的电路实现过程。这让我对如何设计一个能够按照特定序列工作的电路有了清晰的认识。而且,书中的一些关于集成电路(IC)的讲解,都非常贴近工业界的应用,例如对一些常用逻辑芯片(如74LS系列)的介绍,都附带了它们的逻辑功能和应用范围,这对于我们将来进行实际电路搭建非常有帮助。我记得在学习多路选择器和译码器时,书中都提供了具体的应用场景,比如如何用多路选择器实现函数发生器,如何用译码器实现简单的控制逻辑,这让我对这些基本逻辑器件的作用有了更深刻的理解。这本书,就像一本“工程师手册”,为我提供了许多实用的设计思路和方法。

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《数字电子技术》(第2版)这本书,给我的感受是它的“严谨”和“全面”。它在学术上的严谨性毋庸置疑,每一个公式,每一个定理,都有坚实的理论基础。同时,它所涵盖的内容也非常全面,从最基础的逻辑门电路,到复杂的数字系统设计,几乎无所不包。书中的许多概念,例如“时序冒险”和“亚稳态”,都讲解得非常透彻,让我能够理解在数字电路设计中可能出现的各种问题,并学会如何避免。我尤其欣赏书中关于异步电路和同步电路的对比分析,这让我对两种电路的优缺点以及适用场景有了清晰的认识。再比如,书中对存储器芯片(如RAM和ROM)的讲解,都非常详细,包括了它们的读写时序、存储原理以及不同类型的比较,这让我对计算机内部的存储机制有了更深的理解。这本书,就像一本“数字电子技术的百科全书”,为你提供了深入学习这个领域所需的绝大部分知识。

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说实话,《数字电子技术》(第2版)这本书,对于我来说,更像是一个“精神导师”一般的存在。它所承载的知识体系,不仅仅是简单的技术堆砌,更是一种严谨的治学态度和科学的思维方式的体现。在阅读过程中,我深刻体会到,学习数字电子技术,绝不能仅仅停留在“会用”的层面,更要理解“为何如此”。这本书在这方面做得非常出色,它深入剖析了每一个基本原理背后的数学基础和物理意义,让我能够举一反三,触类旁通。举个例子,在讲解数制转换的时候,它不仅仅给出了转换的规则,还解释了为什么这些规则是成立的,这让我对二进制、十进制、十六进制等数制之间的关系有了更透彻的理解。再比如,书中的编码理论部分,对于理解各种编码方式(如格雷码、BCD码等)的优缺点以及适用场景,都提供了非常详尽的分析。我尤其欣赏作者在讲解组合逻辑电路设计时,所采用的“自顶向下”的设计思路,这与我们在实际工程中解决问题的方式非常契合。通过对复杂功能的分解,再到基本逻辑门的选择和组合,整个设计过程变得有条不紊。而且,书中对于“亚稳态”这个概念的讲解,虽然篇幅不长,但却非常到位,这对于理解同步和异步电路的交互至关重要,也为我后续学习更高级的数字系统设计打下了坚实的基础。读这本书,让我感受到一种“拨云见日”的畅快,那些曾经困扰我的概念,在作者的笔下,都变得清晰而有逻辑。

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