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出版者:机械工业出版社

作者:徐佩安 主编

出品人:

页数:162

译者:

出版时间:2002-7

价格:15.50元

装帧:

isbn号码:9787111104117

丛书系列:

图书标签:

• 电子测量
• 测量技术
• 电子技术
• 仪器仪表
• 电路分析
• 信号处理
• 传感器
• 自动化
• 实验教学
• 电工学

好的，这是一份关于一本名为《数字信号处理与应用》的图书简介，严格按照您的要求撰写，不涉及《电子测量技术》的内容，力求详尽且自然流畅。 --- 图书简介：数字信号处理与应用 作者： [此处可填写真实作者姓名或留空] 出版社： [此处可填写真实出版社名称或留空] 页数： 约 650 页 定价： [此处可填写真实定价或留空] 一、 引言：跨越信息鸿沟的基石 在信息爆炸的今天，我们所接收和处理的几乎所有信息——无论是语音、图像、视频，还是环境监测数据、生物医学信号——都以数字信号的形式存在。数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）技术，作为连接原始物理世界与高效信息处理系统的桥梁，已成为现代工程、通信、控制和科学研究领域不可或缺的核心技术。 本书《数字信号处理与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且具有高度实践性的DSP理论与方法体系。我们不拘泥于晦涩的数学推导，而是侧重于将复杂的概念转化为直观的理解，并通过丰富的工程实例，展示如何利用这些技术解决实际世界中的难题。本书特别适合于电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学以及相关理工科专业的高年级本科生、研究生，以及致力于在相关领域进行产品开发和技术创新的工程师和研究人员。 二、 核心内容结构：从基础理论到前沿实践 本书结构清晰，内容覆盖面广，力求构建一个由浅入深、逻辑严密的知识体系。全书共分为七大部分，近二十章内容，确保读者能够系统地掌握DSP的精髓。 第一部分：离散时间信号与系统基础 (Foundations) 本部分是整个DSP学习的基石。我们首先回顾并深入探讨了连续时间信号经过采样后产生的离散时间信号的特性。重点讲解了采样定理的严格推导及其在实际应用中的重要性，如混叠（Aliasing）现象的规避。 离散时间信号表示： 序列表示、傅里叶级数与变换的离散化。 线性时不变（LTI）系统分析： 卷积和的定义、系统函数（Transfer Function）的概念，以及因果性、稳定性判据的物理意义。 Z 变换： 详细阐述Z变换的定义域、收敛域（ROC）的概念，及其在求解差分方程、分析系统响应中的强大应用。这部分内容为后续滤波器设计奠定了数学基础。 第二部分：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） (Frequency Domain Analysis) 频率域分析是DSP的灵魂。本部分将DFT从理论推导落实到高效计算层面。 DFT的定义与性质： 深入剖析DFT与傅里叶级数、傅里叶变换之间的内在联系。 FFT算法： 详细介绍蝶形运算（Butterfly Operation）的原理，包括按时间抽选（Decimation-in-Time, DIT）和按频率抽选（Decimation-in-Frequency, DIF）两种主流算法的实现流程与复杂度分析。 谱分析实践： 重点讨论了实际频谱分析中遇到的窗口函数（如汉宁窗、海明窗）的选择与影响，以及周期图估计的局限性与提高信噪比的方法。 第三部分：数字滤波器设计 (Digital Filter Design) 本部分是应用价值最高的章节之一，详细介绍了实现频率选择性处理的两种主要技术路线：IIR和FIR滤波器。 IIR 滤波器设计： 基于模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的脉冲不变法和双线性变换法的全面对比与应用指导。着重分析了IIR结构带来的非线性相位延迟问题。 FIR 滤波器设计： 重点讲解窗函数法和频率采样法。由于FIR滤波器天然具有线性相位特性，本部分会强调其在保持信号波形保真度方面的优势，并给出低通、高通、带通和带阻滤波器的具体设计步骤和系数计算实例。 优化设计： 引入Parks-McClellan 算法（最小误差等波纹优化）的设计思想，指导读者实现最优化的滤波器结构。 第四部分：多速率信号处理 (Multirate Signal Processing) 随着嵌入式系统和软件无线电技术的发展，对信号进行不同采样率处理的需求日益增加。 采样率变换： 深入探讨抽样（Downsampling）和插值（Upsampling）的原理，详细讲解如何使用单速率滤波器来实现高效的速率转换，避免引入镜像频率。 抽取与滤波器的级联： 介绍了半速率滤波器组（Half-Band Filters）和滤波器组（Filter Banks）的概念，为子带编码和信道分离技术做好铺垫。 第五部分：有限字长效应与DSP实现 (Finite Word Length Effects and Implementation) 理论模型往往假设为无限精度，但在实际硬件中，量化误差和截断误差是无法避免的。 量化噪声分析： 详细分析了模数转换器（ADC）的量化噪声源，以及定点运算中乘法累加器（MAC）的溢出和截断对系统性能的影响。 DSP 硬件考量： 讨论了定点和浮点运算的权衡，以及如何通过选择合适的字长来满足系统的动态范围和精度要求。 第六部分：自适应滤波与现代算法 (Adaptive Filtering and Modern Techniques) 本部分将视角从固定的系统模型转向能够自我调整的智能系统。 最小均方（LMS）算法： 详细推导LMS算法的收敛性、步长选择标准，并将其应用于回声消除和噪声消除的经典场景。 卡尔曼滤波（Kalman Filtering）： 作为状态估计的强大工具，本书将卡尔曼滤波的应用场景扩展到非平稳信号的跟踪与滤波，特别是针对传感器融合和导航定位系统的应用。 第七部分：应用案例与软件工具集成 (Case Studies and Tool Integration) 理论最终要服务于实践。本部分精选了几个关键领域的实际应用案例： 1. 音频处理： 语音增强、混响消除和数字音频压缩基础。 2. 通信系统： 调制解调器（Modem）中的数字滤波与均衡器设计。 3. 医学成像： CT图像重建中的傅里叶分析应用基础。 本书的配套资源中，包含了大量基于MATLAB/Simulink和Python (SciPy/NumPy)的仿真代码示例。读者可以通过运行这些代码，直观地观察不同算法参数变化对信号处理结果的影响，实现“设计即运行，运行即验证”的学习闭环。 三、 本书的独特优势 1. 理论与实践的完美平衡： 本书在保证数学严谨性的同时，将重点放在算法的工程实现和物理意义的阐释上，避免了纯理论教材的枯燥和纯应用手册的肤浅。 2. 覆盖面广且深入： 不仅包含DSP的基础核心课程内容，还覆盖了多速率处理、自适应滤波等前沿方向，适合作为长期参考手册。 3. 注重现代工具链： 提供了与业界主流仿真工具的无缝衔接指南，确保读者学到的知识可以直接应用于实际的工程项目中。 《数字信号处理与应用》不仅是一本教材，更是一本陪伴工程师从理论探索走向实际应用的坚实伙伴。掌握书中所述技术，将使您能够驾驭信息时代最核心的数据流，设计出更智能、更高效的电子系统。

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这本书的内容深度与广度，远远超出了我最初的预期。我原本以为它会侧重于某一个单一的技术方向，比如仅仅讨论示波器的操作或者数据总线协议，但事实是，它构建了一个非常全面的电子测量知识体系。从电磁兼容性的基础理论到最新的高速数据采集系统的架构设计，几乎涵盖了现代电子测试领域的所有重要分支。作者在回顾经典理论的同时，没有忽略对最新行业标准的引用和对未来发展趋势的探讨，这使得这本书具有很强的“保质期”，不易过时。阅读过程中，我发现作者在论述复杂算法时，会穿插一些“经验之谈”或者“陷阱警示”，这些部分对于实战经验尚浅的工程师来说，是无价之宝，能帮助我们少走很多弯路。这种将学术深度与行业实战经验完美融合的写作风格，是这本书最吸引我的地方，它真正做到了理论指导实践。

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这本书的封面设计极具现代感，那种深邃的蓝与科技感的线条交织在一起，让人一眼就能感受到这是一本与前沿技术紧密相关的专业书籍。我特地翻阅了目录，发现内容覆盖面相当广阔，从基础的信号采集原理到复杂的系统集成与应用案例，编排得井井有条，逻辑性非常强。特别是关于新型传感器技术的那几个章节，讲解得深入浅出，即使我对某些前沿概念初次接触，也能很快把握其核心思想。作者显然在相关领域有着深厚的积累，对理论的阐述既严谨又不失趣味性，不像某些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是巧妙地将理论与实际应用场景结合起来，让人读起来更有代入感，仿佛正在亲手搭建一个复杂的测量系统。对于想要系统学习现代电子测量技术，并希望未来能从事相关研发工作的专业人士来说，这本书无疑是一份宝贵的工具书和学习指南。它不仅仅是知识的罗列，更像是一条清晰的知识路径图，引导读者高效地攀登技术高峰。

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我这本书的装帧质量实在让人惊喜，纸张的厚度、光泽度以及油墨的清晰度都达到了极高的水准。拿到手里，那种沉甸甸的质感就让人觉得物有所值。内页排版的设计也深得我心，大段的文字区域留白适中，图表和公式的插图清晰锐利，即便是观看那些复杂的电路原理图或波形分析图，也毫无费力之感。更值得称赞的是，书中对一些关键概念的解释采用了多角度的阐述方式，有时候会先给出一个宏观的描述，然后再细化到微观的物理原理，这种层层递进的讲解方式，极大地降低了理解难度的门槛。我尤其喜欢它在讨论误差分析和校准方法时所采取的叙述口吻，非常务实，充满了工程师特有的严谨和一丝不苟，让人感觉作者就是在旁边手把手地指导你如何处理实际项目中的疑难杂症。这本书的印刷质量，可以说是对内容的最好衬托，让阅读体验本身变成了一种享受。

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坦白说，我对于这种技术书籍的接受度一向比较挑剔，很多书要么过于理论化，读起来枯燥乏味，要么又过于注重表面操作，缺乏深层原理支撑。然而，这本书似乎找到了一个完美的平衡点。它的语言风格非常流畅，虽然主题是严肃的工程技术，但作者的文字组织却富有节奏感，读起来一点也不拗口。比如，在介绍数字信号处理在测量中的应用时，作者没有直接抛出复杂的傅里叶变换公式，而是先用一个生动的比喻来解释频谱分析的意义，然后才逐步引入数学模型，这种循序渐进的引导，让人感觉自己不是在啃一本冷冰冰的教材，而是在跟一位知识渊博的导师进行高质量的对话。即便是休息时随手翻阅，也能随时被其中的某个精彩论点吸引住，不自觉地沉浸其中，可见其文字魅力之大。

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这本书最突出的特点之一，是其对案例分析的精妙处理。书中收录的多个项目案例，都不是那种经过过度美化的理想化场景，而是贴近真实工业环境的复杂问题。每一个案例的剖析都极其细致，从问题定义、测量方案的选择、关键元器件的参数选取，到最终的软件实现和结果验证，都提供了一个完整且可追溯的思维链条。更重要的是，作者在展示解决方案的同时，还非常坦诚地指出了不同方案的优劣势及其适用范围，这对于读者培养批判性思维和工程决策能力至关重要。它教会我们的不只是“如何做”，更重要的是“为什么这么做”以及“在什么情况下应该换一种做法”。这本书对于提升工程师的综合解决问题的能力，具有不可替代的促进作用，它更像是一本高级工程师的实战手册，而非初级入门教材。

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