Analog Filters Using MATLAB pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Wanhammar, Lars

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 111.87

装帧:

isbn号码:9780387927664

丛书系列:

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• Analog Filters
• Signal Processing
• Filter Design
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深度解析：数字信号处理中的滤波器设计与应用 本书籍聚焦于数字信号处理领域，深入探讨了数字滤波器的原理、设计方法、实现技术及其在实际工程中的应用。本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的学习框架，帮助工程师和研究人员掌握从理论基础到工程实践的各个环节。 --- 第一部分：数字信号处理基础与离散时间系统 本书伊始，我们将建立坚实的数学基础，为后续复杂的滤波器设计奠定理论基石。 1. 离散时间信号与系统回顾： 信号的表示与变换： 详细阐述离散时间信号的表示方法，包括序列表示、向量表示等。重点回顾并深化理解 Z 变换（包括单边和双边 Z 变换）、Z 变换的收敛域（ROC）概念及其在系统稳定性分析中的作用。 线性时不变 (LTI) 系统分析： 深入探讨离散时间 LTI 系统的基本性质（如因果性、稳定性）。使用卷积和差分方程来描述系统响应，并引入脉冲响应在系统分析中的核心地位。 频率响应与周期图： 详尽介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）及其在频率分析中的应用。探讨 DFT 的计算细节、频谱泄漏现象及其应对措施，为理解滤波器在频域的表现打下基础。 2. 数字滤波器的基本概念： IIR 与 FIR 滤波器的对比： 清晰界定无限脉冲响应 (IIR) 滤波器和有限脉冲响应 (FIR) 滤波器在结构、稳定性、相位特性和计算复杂度上的本质区别。 滤波器规范定义： 讲解设计数字滤波器时必须考虑的关键技术指标，包括通带、阻带的截止频率、纹波（峰值失真）、衰减量以及群延迟特性。 --- 第二部分：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，在许多对相位失真敏感的应用中具有不可替代的优势。本部分将详细介绍几种主流的 FIR 滤波器设计方法。 3. 基于窗口函数的 FIR 设计法： 理想滤波器的概念： 首先从理论上构建理想低通、高通、带通和带阻滤波器的脉冲响应，并分析其非因果性问题。 窗函数的选择与特性： 深入研究不同类型窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗、凯泽窗等）对滤波器主瓣宽度和旁瓣衰减的影响。通过实例对比不同窗函数在实际设计中的性能权衡。 设计步骤与优化： 详细演示如何根据所需的过渡带宽和阻带衰减要求，选择合适的窗函数和滤波器阶数，并给出设计流程图。 4. 频率采样法与最优 FIR 设计： 频率采样设计： 介绍通过在频率轴上等间隔选取样本点来直接构造 FIR 滤波器的技术，并分析其在实现特定复杂频谱形状时的适用性。 Parks-McClellan 算法（最小平方误差/等波纹设计）： 深入讲解基于最小化最大误差准则的优化设计方法。阐释等波纹原理，分析该算法（也称为最优幅度响应设计）如何通过迭代过程逼近目标频率响应，实现最佳的过渡带性能。 --- 第三部分：无限脉冲响应 (IIR) 滤波器设计 IIR 滤波器以其在较低阶数下即可实现陡峭的幅频特性而著称。本部分的核心在于如何将成熟的模拟滤波器设计理论转化为数字滤波器。 5. 模拟滤波器基础与预畸变： 经典模拟滤波器综述： 回顾巴特沃斯 (Butterworth)、切比雪夫 (Chebyshev)（I 型和 II 型）以及椭圆 (Elliptic) 滤波器的设计原理、幅频特性和元件数量的权衡。 预畸变 (Prewarping)： 详细解释由于将连续时间系统映射到离散时间系统时，频率响应会发生压缩现象。介绍如何通过预畸变技术补偿这种非线性频率映射，确保数字滤波器的频率响应精确匹配模拟原型。 6. 模拟到数字滤波器的转换技术： 冲激响应不变法 (Impulse Invariance)： 阐述该方法的理论基础、实现步骤以及其固有的局限性（如非最小相位问题和频率混叠）。 双线性变换法 (Bilinear Transformation)： 深入剖析双线性变换作为当前最常用转换方法的原理。详细推导其映射关系，并重点分析其对系统稳定性和相位特性的影响。这是 IIR 设计中最关键的步骤之一。 --- 第四部分：滤波器结构的实现与量化效应分析 滤波器设计完成后，必须考虑如何在实际硬件或软件环境中高效、稳定地实现这些算法，并评估量化误差带来的影响。 7. 滤波器结构实现： 直接型结构 (Direct Form)： 介绍 IIR 和 FIR 滤波器的直接型（DF-I 和 DF-II）实现结构，分析其系数敏感性和运算量。 级联与并联结构： 探讨如何将高阶滤波器分解为低阶的二阶或一阶段（如二阶节），以提高数值稳定性并便于进行有限字长效应分析。特别关注二阶节在 IIR 滤波器中的应用。 格型结构 (Lattice Structures)： 介绍格型结构，特别是其在最小相位、最大相位和混合相位系统中的应用，以及它在适应性滤波算法中的重要性。 8. 有限字长效应与定点运算： 量化误差来源： 系统分析数字信号处理中系数、输入信号和中间运算结果截断或舍入带来的量化误差。 溢出与饱和： 探讨在定点运算中，中间结果超出表示范围（溢出）的影响，并讨论饱和（Clipping）作为一种应对措施的优劣。 抖动 (Limit Cycles)： 深入分析在无输入信号的情况下，IIR 滤波器中由于非线性量化效应可能出现的周期性振荡现象，并提出避免或减轻其影响的设计策略。 --- 第五部分：高级主题与实际应用 本书的最后部分将扩展到更前沿或更具工程实践意义的主题。 9. 适应性滤波基础： 维纳滤波理论回顾： 简要介绍最小均方误差（MMSE）准则，并将其作为自适应滤波器的设计目标。 LMS 算法： 详细讲解最小均方（Least Mean Squares, LMS）算法的迭代过程，分析其收敛速度、步长参数的选择及其在噪声消除、回声消除等领域的应用潜力。 10. 滤波器在特定领域的应用实例： 频谱分析与预处理： 讨论如何利用滤波器对采集到的原始数据进行降噪、去趋势或均衡处理，以优化后续分析的准确性。 语音和图像处理中的滤波： 结合实际案例，展示如何选择特定类型的滤波器（如，用于语音带通滤波或图像边缘增强）来完成特定的信号调制或恢复任务。 本书内容覆盖数字滤波器设计的完整生命周期，从基础理论推导到复杂的优化算法，再到最终的硬件/软件实现和量化分析，为读者提供了一个深入且实用的参考指南。

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坦白说，《Analog Filters Using MATLAB》这本书的名称吸引了我。在电子工程领域，模拟滤波器是绕不开的一个话题，而MATLAB作为一款强大的工程计算软件，在信号处理和系统仿真方面有着广泛的应用。因此，将这两者结合的书籍，无疑会引起我的高度关注。从我目前的了解来看，这本书似乎能够系统地介绍各种模拟滤波器的基本原理、设计方法以及在MATLAB中的实现。我尤其看好书中可能包含的针对不同应用场景的滤波器的设计案例，例如在音频处理、通信系统等领域。能够亲手通过MATLAB代码实现这些滤波器，观察其频率响应、瞬态响应等性能指标，将是极具价值的学习体验。我期待这本书能够帮助我深入理解模拟滤波器的工作机制，并为我未来的毕业设计或科研项目提供坚实的基础。

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我最近在市场上看到一本名为《Analog Filters Using MATLAB》的书，名字非常吸引我。作为一名在通信领域工作的工程师，对模拟滤波器的理解至关重要，而MATLAB作为我常用的工具，与它的结合更是让我眼前一亮。虽然我还没能详细阅读书中的所有内容，但从其名称以及我对相关领域知识的储备来看，这本书很可能提供了一个非常实用的学习路径。我期待书中能够深入讲解模拟滤波器的工作原理，并结合MATLAB的强大功能，展示如何进行滤波器的设计、仿真和优化。我尤其对书中可能涉及的关于如何根据具体应用需求（例如特定频率范围、阻带衰减要求等）来选择合适的滤波器类型以及设计相应参数的部分感到好奇。我相信，通过这本书，我能够更有效地利用MATLAB来解决实际工程中遇到的模拟滤波器设计问题，提升工作效率和项目质量。

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我最近购入了一本名为《Analog Filters Using MATLAB》的图书，迫不及待地想一探究竟。从封面设计到排版风格，都给人一种严谨而专业的印象。虽然我还在攻读其他几门专业课程，但这本书已经在我心中占据了一个特殊的位置。我非常欣赏作者在书中对理论与实践相结合的重视。模拟滤波器的理论知识本身就比较抽象，如果不能与实际应用联系起来，学习起来会事倍功半。而这本书巧妙地将MATLAB这一强大的仿真工具融入其中，这无疑为我们提供了一个直观、高效的学习平台。我猜想书中一定有大量的代码示例，能够清晰地展示如何利用MATLAB实现各种滤波器的设计和分析。对于我这样一个希望理论知识能够转化为实际动手能力的学习者来说，这简直是太棒了。我期待通过这本书，能够真正理解模拟滤波器的设计精髓，并掌握利用MATLAB解决实际问题的能力。

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对于许多电子工程师而言，模拟滤波器是一个既基础又充满挑战的领域。我最近入手了《Analog Filters Using MATLAB》这本书，并对其内容产生了浓厚的兴趣。从我初步的了解来看，这本书的设计理念非常契合当下的工程需求。它不仅仅停留在理论层面，更是将MATLAB这一现代工程软件作为核心工具，贯穿于整个滤波器的设计与分析过程中。我猜想书中会提供丰富的代码片段，能够帮助读者一步步构建出复杂的滤波器电路，并进行细致的性能评估。这种“边学边做”的学习方式，对于理解抽象的滤波器理论，例如极点、零点、增益、衰减等概念，会有极大的帮助。我非常期待书中对不同类型滤波器（如低通、高通、带通、带阻）的详细讲解，以及如何利用MATLAB来优化这些滤波器的设计参数，以达到特定的性能指标。

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作为一名电子工程专业的学生，我一直对模拟滤波器在信号处理领域的应用抱有浓厚的兴趣。在寻找相关学习资源时，《Analog Filters Using MATLAB》这本书的出现，无疑为我打开了一扇新的大门。虽然我还没有机会深入阅读书中的每一个章节，但从我对目录和初步翻阅的印象来看，这本书的结构安排非常合理，逻辑性也很强。它似乎从最基础的模拟滤波器概念讲起，逐步深入到各种经典滤波器类型的设计与分析，例如巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器等。更重要的是，书中强调了利用MATLAB进行仿真的重要性，这对于理解滤波器的理论知识如何在实际工程中得到应用至关重要。我尤其期待书中关于如何利用MATLAB代码实现滤波器设计、参数调整以及性能评估的部分，相信这将极大地提升我的实践能力。这本书的出现，让我对接下来的学习充满了期待，我坚信它能成为我掌握模拟滤波器设计的得力助手。

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