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出版者:Parallax Press

作者:Andy Lindsay

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9781928982043

丛书系列:

图书标签:

• 模拟电路
• 数字电路
• 电子学
• 电路分析
• 基础电子
• 模拟与数字电路
• 电路设计
• 电子工程
• 信号处理
• 电路原理

好的，以下是一份关于一本名为《Modern Signal Processing Techniques》的图书的详细简介，此书内容与您提到的《Basic Analog and Digital》无关。 --- 《现代信号处理技术》图书简介 导言：信号处理新纪元 在当今这个由数据驱动的世界中，信号处理技术已成为连接物理世界与数字分析的桥梁。从自动驾驶汽车收集的环境数据，到医学影像中捕捉的生命体征，再到金融市场中波动的数据流，无处不在的信号承载着关键信息。本书《现代信号处理技术》（Modern Signal Processing Techniques）旨在为读者提供一个全面、深入且前沿的视角，探讨当代信号处理领域的核心理论、先进算法及其在实际工程中的应用。 本书的重点在于超越传统的傅里叶分析范畴，深入挖掘现代信号处理所依赖的随机过程理论、高维信号表示、非平稳信号分析以及机器学习在信号处理中的融合应用。我们假设读者具备扎实的数学基础和初步的信号处理概念知识，以此为基石，本书将引导读者进入更复杂、更具挑战性的前沿领域。 第一部分：随机过程与先进建模 信号的真实世界往往充满噪声和不确定性。本部分专注于建立严谨的数学框架来描述和分析随机信号。 第1章：随机过程理论回顾与扩展 本章从概率论基础出发，系统回顾了平稳随机过程、高斯过程、马尔可夫过程等基本概念。重点在于引入鞅理论在信息论和信号建模中的应用，特别是其在最优滤波和预测中的作用。我们详细讨论了谱密度函数的性质及其在分析非严格平稳过程时的局限性，并介绍了诸如Wigner-Ville 分布等工具的理论基础。 第2章：卡尔曼滤波器的深度探究 卡尔曼滤波器是现代状态估计领域的基石。本章不仅重述了标准线性卡尔曼滤波（LKF）的递推公式和收敛性分析，更深入探讨了扩展卡尔曼滤波器（EKF）和无迹卡尔曼滤波器（UKF）在线性化误差较大的非线性系统中的表现和优化策略。此外，我们详细介绍了粒子滤波（Particle Filtering），阐释了其基于蒙特卡洛方法的优势，尤其适用于多模态和高度非线性系统的状态估计问题。 第3章：平稳性与非平稳性分析的界限 传统方法依赖于信号的平稳性假设，但在许多实际场景（如地震波、生物电信号）中，信号的统计特性会随时间变化。本章系统介绍了时变自回归模型（TVAR）和时变移动平均模型（TVMA），并深入探讨了时频分析（Time-Frequency Analysis）的核心技术，如小波变换（Wavelet Transform）的理论基础、多分辨率分析，以及希尔伯特-黄变换（HHT）在分解复杂、非线性、非平稳信号方面的独到优势。 第二部分：高维信号表示与稀疏性 随着传感器技术的发展，数据的维度急剧增加。本部分关注如何在保持信息完整性的同时，对高维信号进行高效和有意义的表示。 第4章：压缩感知（Compressed Sensing, CS）原理 压缩感知彻底改变了信号的采样和表示范式。本章详细阐述了RIP（Restricted Isometry Property）的数学意义，介绍了基追踪（Basis Pursuit, BP）、正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit, OMP）等经典重构算法的原理、优缺点及收敛性分析。我们还探讨了如何设计最优的感知矩阵，以适应不同的信号稀疏结构。 第5章：字典学习与冗余表示 当信号不能在正交基下稀疏表示时，需要通过学习得到最优的冗余字典。本章重点介绍K-SVD算法的迭代优化过程，分析了其在图像去噪和分类中的应用。此外，我们还探讨了在线字典学习方法，以应对数据流或内存受限的环境。 第6章：矩阵填充与张量分解 高维数据常以矩阵或张量形式存在，数据缺失或噪声引入是常见问题。本章深入研究了张量分解（Tensor Decomposition），特别是CP分解（CANDECOMP/PARAFAC）和Tucker分解，阐明了它们在多通道信号处理、多模态数据融合中的应用。我们详细介绍了如何使用交替最小二乘（ALS）和交替方向乘子法（ADMM）框架进行高效的矩阵和张量恢复。 第三部分：现代滤波与机器学习融合 本部分将信号处理的经典滤波理论与现代机器学习的强大优化能力相结合，探讨当前最热门的交叉领域。 第7章：自适应滤波器的优化升级 自适应滤波是通信和控制系统的核心。本章超越了传统的最小均方误差（LMS）算法，深入分析了归一化LMS（NLMS）的收敛性问题，并重点介绍了基于递归最小二乘（RLS）的高速收敛方法。此外，我们探讨了核LMS（Kernel LMS）在处理非线性环境下的优势，通过将数据映射到高维希尔伯特空间来实现线性化处理。 第8章：深度学习在信号表示中的角色 深度学习模型，尤其是卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），正在成为强大的信号特征提取器。本章阐述了如何将自动编码器（Autoencoders）用于信号的特征学习和降噪。我们详细分析了U-Net结构在医学图像分割和语音增强中的工作原理，并讨论了生成对抗网络（GANs）在合成逼真信号或完成数据超分辨率重建方面的潜力与挑战。 第9章：网络化系统中的鲁棒与安全 在物联网和分布式传感网络中，信号的传输和处理面临安全和鲁棒性挑战。本章讨论了安全信号处理的概念，包括对抗性攻击检测和差分隐私在信号采集中的应用。我们分析了在传感器网络中，如何利用分布式优化算法实现稳健的状态估计和数据融合，同时抵抗恶意节点的干扰。 结语：展望未来 《现代信号处理技术》的最终目标是培养读者将理论知识转化为解决复杂工程问题的能力。本书内容覆盖了从随机过程的严谨数学建模到尖端深度学习应用的广阔范围，旨在使读者能够驾驭下一代信号处理系统的设计与实现。 本书的各个章节相互关联，既可作为研究生和高级本科生的专业教材，也是从事通信、雷达、遥感、生物医学工程及数据科学领域的工程师和研究人员的宝贵参考资料。通过对这些现代技术的掌握，读者将能够在快速演进的技术前沿保持领先地位。

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我发现这本书在理论与实践的“断层”上架起了一座坚实的桥梁。很多理论书籍读完后，让人感觉好像掌握了知识，但一上手实际焊接或调试时就抓瞎了。这本书在这方面做得非常出色，它在每个核心概念讲解的末尾，都会附带一个“动手实践提示”或者“常见故障排查清单”。比如，在讲解低通滤波器的截止频率计算后，它紧接着提醒读者要考虑实际电容的寄生电感和电阻对目标频率的影响，并建议使用更高精度的元件进行验证。这种对现实世界“不完美性”的坦诚，使得这本书的指导价值倍增。我个人是那种喜欢边学边做的学习者，这本书的结构完美迎合了我的需求，它不会让你陷入纯粹的数学推导中无法自拔，而是不断地将你拉回到实际电路板上可能遇到的实际问题中去。它更像是一位经验丰富的项目经理在手把手地指导你如何避免项目延期和性能不达标。

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这本书的封面设计着实引人注目，那种复古的字体搭配着现代感的电路图纹理，让人一眼就能感受到它在模拟与数字世界之间架起的桥梁。我原本以为它会是一本晦涩难懂的技术手册，毕竟“模拟”和“数字”这两个词汇听起来就带着某种距离感，但翻开扉页后，我发现作者的叙述方式异常平易近人。它没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是从最基础的电荷运动讲起，用日常生活中的例子来解释什么是波形，什么是信号的失真。特别是关于运算放大器（Op-Amp）的那一章，作者竟然能用厨房里调味品混合的类比来解释负反馈机制，这简直是天才的教学手法。我特别喜欢它对噪声处理的讨论，没有停留在理论层面，而是深入探讨了如何在实际电路板布局中最小化电磁干扰（EMI），这对一个刚接触硬件设计的人来说，无疑是醍醐灌顶的指导。这本书的图示清晰度达到了专业水准，即便是复杂的滤波器结构图，也能被分解成易于理解的小模块。总而言之，它成功地将一个被很多人视为畏途的领域，变得既严谨又充满探索的乐趣。

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这本书的深度和广度都让人印象深刻，但真正让我感到惊喜的是它对系统级思维的强调。很多教科书只关注单个器件的工作原理，一旦遇到需要整合多种技术（比如一个包含传感器采集、ADC转换、数字信号处理和最终输出驱动的完整链路）的场景时，读者往往会感到无所适从。然而，这本书用了一个贯穿全书的“智能家居环境监测系统”作为案例，详尽地展示了模拟前端如何与数字后端进行高效且低损耗的交接。作者在介绍模数转换器（ADC）时，不仅仅罗列了SAR、Sigma-Delta等类型的优劣，更是细致对比了它们在特定应用场景下的功耗、分辨率和转换速度之间的权衡取舍。我尤其欣赏它对时间同步问题的重视，在高速数据处理中，时钟抖动（Jitter）是决定系统性能的关键因素，书中对锁相环（PLL）的介绍，虽然是偏向于概念性而非深入的电路设计，但足以让工程师理解时序控制的重要性。这本书提供的视角是宏观的，它教会你如何“设计一个系统”，而不仅仅是“设计一个电路块”。

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坦率地说，我对电子工程领域的传统教材已经有些审美疲劳了，它们往往充斥着陈旧的案例和过于简化的理想模型。翻阅这本书时，我感受到了一种强烈的“与时俱进”的气息。它没有回避当今电子设计中必须面对的挑战，比如低功耗设计、便携式设备的电池管理，以及日益严峻的电磁兼容性（EMC）规范。例如，在谈到电源管理单元（PMIC）时，它没有停留在传统的线性稳压器（LDO）上，而是详细分析了开关模式电源（SMPS）的拓扑结构和它们在引入纹波与降低静态功耗之间的微妙平衡。更令人耳目一新的是，它引入了诸如FPGA和SoC在混合信号处理中的应用趋势，这表明作者清晰地认识到，现代工程师不能只懂晶体管，还必须懂得软件定义硬件的思维模式。这本书的语言风格非常直接，几乎没有多余的客套话，直击核心问题的解决之道，这对于追求效率的工程师来说是巨大的福音。

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这本书的排版和印刷质量值得称赞，这在技术书籍中往往是被忽视的一环，但对于需要长时间阅读和参考的工具书来说至关重要。纸张的厚度适中，反光度控制得很好，长时间盯着图表看也不会感到眼睛疲劳。更重要的是，索引做得极其详尽，当我需要快速查找某个特定的公式或定义时，几乎总能在第一时间定位到准确的页码，这大大提高了我作为参考资料时的使用效率。除了技术内容的扎实外，这本书的附录部分也充满了宝贵的资源，比如不同标准下阻抗匹配的推荐值、常用半导体器件的选型速查表，以及一些工程计算的小程序示例。它不仅仅是一本教材，更像是一本集成在书本里的“工程工具箱”。总而言之，它是一本我愿意放在工作台触手可及的地方，随时准备翻阅和查阅的实用型专业书籍。

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