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出版者:水利水電齣版社

作者:孫建忠

出品人:

頁數:213

译者:

出版時間:2005-5-1

價格:22.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787508428697

叢書系列:

圖書標籤:

• 王君艷推薦
• 電機
• 特種電機
• 電力電子
• 控製係統
• 驅動技術
• 電機控製
• 電力拖動
• 自動化
• 電氣工程
• 工業控製

深入剖析現代電子工程的基石：數字信號處理與通信係統 圖書名稱： 數字信號處理與通信係統導論 圖書簡介： 本教材旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，剖析當代信息技術領域中最為核心的兩大支柱——數字信號處理（DSP）與現代通信係統。本書結構嚴謹，內容詳實，力求在理論深度與工程實踐之間找到完美的平衡點，使讀者不僅能掌握紮實的數學基礎，更能理解這些理論如何在實際的電子、通信和計算設備中得以實現。 第一部分：數字信號處理（DSP）的理論基礎與算法實現 本部分內容聚焦於如何將連續時間信號轉化為可供計算機處理的離散形式，並對這些離散信號進行高效、準確的分析和修改。 第一章：離散時間信號與係統 本章首先奠定瞭離散時間信號處理的數學基礎。我們將從采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的嚴謹推導開始，闡明將模擬信號數字化過程中的關鍵限製與優化策略。隨後，深入探討離散時間信號（DTS）的錶示方法，包括序列、脈衝響應以及綫性時不變（LTI）係統的基本性質。教材將詳細分析係統的因果性、穩定性判據，並引入差分方程（Difference Equations）作為描述離散係統的核心工具。重點內容包括捲積和疊加原理在綫性係統分析中的應用，並通過大量實例展示如何通過係統分析來預測和設計信號的輸齣響應。 第二章：Z變換及其在係統分析中的應用 Z變換作為分析離散時間係統的強大復變函數工具，在本章占據核心地位。我們將詳細介紹雙邊和單邊Z變換的定義、收斂域（Region of Convergence, ROC）的物理意義，以及如何利用Z變換的性質（如時移、微分、捲積的對應關係）來簡化復雜的係統分析。本章的實踐性內容包括利用Z變換求解綫性常係數差分方程，並結閤係統的零極點分析（Pole-Zero Analysis）來直觀判斷係統的穩定性、頻率響應特性以及瞬態和穩態行為。 第三章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 傅裏葉分析是信號處理的靈魂。本章聚焦於離散傅裏葉變換（DFT）及其高效計算方法——快速傅裏葉變換（FFT）。我們將從周期延拓和頻譜泄露的角度，深入剖析DFT的數學本質和實際應用中的注意事項。FFT算法（包括Cooley-Tukey的蝶形運算結構）的原理和不同實現方式將被詳盡闡述，並討論其在計算效率上的巨大優勢。應用方麵，本章將展示FFT在頻譜分析、相關運算、濾波以及捲積計算中的高效實施。 第四章：數字濾波器設計 濾波器設計是DSP應用中最直接的需求。本章係統地介紹瞭數字濾波器的兩大主要類型：有限脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器。 對於FIR濾波器，我們將深入探討窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗）的設計原理、過渡帶寬與阻帶衰減之間的權衡，以及頻率采樣法。 對於IIR濾波器，重點在於如何通過模擬濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的預畸變、雙綫性變換（Bilinear Transformation）等方法，將其轉化為性能優異的離散時間濾波器。本章還將涉及濾波器的結構實現（如直接型、級聯型、並行型）和量化誤差對濾波器性能的影響分析。 第二部分：現代通信係統的原理與架構 本部分將理論從信號處理領域延伸至信息傳輸的廣闊天地，涵蓋瞭從基帶信號傳輸到復雜無綫通信係統的關鍵技術。 第五章：信道特性與基帶信號傳輸 本章首先分析信號在物理信道中傳輸時麵臨的挑戰，包括噪聲、衰落和失真。隨後，重點探討基帶信號傳輸理論，特彆是信號在限帶信道中的傳輸。我們將詳細分析噪聲對信號性能的影響，引入信噪比（SNR）的概念，並闡述最佳匹配濾波器的設計，用以在存在加性高斯白噪聲（AWGN）的信道中實現最大信噪比接收。此外，本章還將深入討論碼間乾擾（ISI），並介紹消除或減輕ISI的均衡技術（如綫性均衡器和決策反饋均衡器）。 第六章：數字調製技術 數字調製是將數字信息映射到模擬載波信號上的過程。本章係統地分類和分析瞭主要的數字調製方案。 首先是振幅鍵控（ASK）及其變體，如脈衝幅度調製（PAM）。隨後深入講解頻移鍵控（FSK）的原理及其抗多普勒效應的優勢。核心內容集中在相移鍵控（PSK）（包括BPSK、QPSK）和正交幅度調製（QAM）（如16-QAM、64-QAM），重點在於星座圖分析、符號錯誤率（SER）的推導與計算，以及不同調製方式在帶寬效率和功率效率之間的權衡。本章還將介紹連續相位調製（CPM）的優勢。 第七章：多址接入與擴頻技術 在現代蜂窩和衛星通信係統中，允許多用戶共享有限的頻譜資源至關重要。本章聚焦於多址接入技術。詳細分析頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）的工作原理、係統容量和互擾特性。尤其對CDMA中的直接序列擴頻（DSSS）進行深入剖析，解釋僞隨機噪聲（PN）碼的特性，以及如何利用自相關和互相關性質實現抗乾擾和多址接入功能。 第八章：同步與信道編碼 高質量的通信要求精確的定時同步。本章介紹實現載波同步（如科斯塔斯環）和位同步（如基於過采樣和零交檢測）的關鍵技術。 在信道編碼方麵，本章旨在提高係統抗噪聲和抗衰落的能力。詳細介紹綫性分組碼（如漢明碼、循環冗餘校驗碼CRC）的編碼與譯碼過程。隨後，深入探討捲積碼的代數結構、樹狀圖、維特比（Viterbi）譯碼算法，並簡要介紹Turbo碼和低密度奇偶校驗碼（LDPC）等現代高效信道編碼技術的基本思想。 第九章：現代無綫通信係統概述 本章作為綜閤應用，將前述的DSP和通信原理知識整閤起來，對當前主流的無綫通信標準進行宏觀的解析。內容將覆蓋從蜂窩移動通信係統（如從2G到4G LTE的演進）中關鍵技術（如OFDM、MIMO）的引入，到Wi-Fi（802.11係列）中對多載波技術的應用。重點解析正交頻分復用（OFDM）的原理，包括其如何通過將寬帶信道劃分為多窄帶子載波來有效對抗頻率選擇性衰落和ISI，並闡述其在實際係統中的收發機架構。 本書的特點在於其緊密的理論與實踐聯係，包含大量的仿真案例指導（基於MATLAB/Python的編程示例），確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。它為有誌於從事電子設計、射頻集成、通信算法開發及係統工程的工程師和研究人員，提供瞭不可或缺的理論和工具箱。

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這本書的編排邏輯簡直是教科書級彆的典範，完美地體現瞭“先總覽，後細節，再係統集成”的結構美學。它首先對整個電力驅動係統的架構進行瞭宏觀的梳理，讓讀者對係統的組成部分和信息流嚮有一個全局的認識。隨後，作者針對每個核心模塊——從電力變換器到傳感器接口，再到高性能的數字控製器——進行瞭細緻入微的剖析。最讓我拍案叫絕的是，它在介紹完各個子係統後，立刻安排瞭一章專門討論如何將這些模塊有效地集成起來，解決實際係統中的接口兼容性和時序同步問題。這種集成思維在很多技術書籍中是缺失的。通過閱讀，我清晰地看到瞭一個高性能驅動係統從概念設計到軟硬件協同實現的完整路徑。這對於我們進行産品開發設計的人來說，簡直是提供瞭最佳的參考藍圖，確保我們在設計初期就能考慮到係統的整體性能和可製造性。

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翻開這本書，我首先被它那嚴謹的結構和深入的理論分析所吸引。它不像市麵上那些浮於錶麵的技術手冊，而是真正深入到瞭原理的層麵。作者顯然在電力電子和自動控製領域有著深厚的造詣，他沒有滿足於簡單地羅列公式，而是花瞭大量篇幅去闡釋背後的物理意義和數學推導過程。特彆是關於磁場諧波分析的部分，講解得尤為透徹，即便是初次接觸這個概念的讀者，也能通過作者精心設計的圖示和案例，逐步建立起清晰的認知。我個人對其中關於永磁同步電機無速度傳感器控製策略的討論印象深刻，那種將理論模型與實際工程挑戰相結閤的敘述方式，讓人感覺這本書不僅僅是學術研究的結晶，更是對工程實踐的深刻反思。書中的插圖和錶格製作得非常精良，數據準確，排版清晰，這極大地提升瞭閱讀體驗，使得復雜問題的理解過程變得更為順暢和直觀。整本書讀下來，感覺自己的理論基礎得到瞭極大的夯實，為後續更深入的研究打下瞭堅實的地基。

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這本書的內容實在是太“硬核”瞭，簡直就是一本高級的理論寶典。我原本以為它會偏嚮於應用實例的堆砌，結果發現完全不是這麼迴事。它更像是一部關於電機驅動係統數學建模的權威著作。作者在描述各種電機拓撲結構及其控製算法時，那種邏輯上的縝密和對細節的掌控令人咋舌。比如，在討論瞭經典矢量控製的基礎上，它竟然還深入剖析瞭針對弱磁控製區的高頻注入法，並且給齣瞭詳細的動態性能指標分析。這種對前沿技術毫不迴避的深入探討，讓這本書的價值遠超一般的教材範疇。我尤其欣賞作者在章節末尾設置的“拓展思考”部分，它總是能將讀者引嚮更深層次的問題，激發我們去思考現有技術的局限性和未來發展的方嚮。說實話，這本書的閱讀門檻不低，需要讀者具備紮實的電路理論和控製理論基礎，但對於那些誌在成為領域專傢的讀者來說，這無疑是一本不可或缺的案頭工具書，值得反復研讀。

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我從這本書中學到的，更多的是一種解決問題的思維框架，而不僅僅是具體的算法。作者在描述各種先進控製技術時，總能追溯到問題的根源——例如，為什麼需要采用滑模控製來應對負載突變？滑模控製的固有抖振問題又是如何通過引入高階項或設計光滑函數來緩解的？這種對“為什麼”的深度挖掘，遠比僅僅記住“怎麼做”要重要得多。書中的參考文獻列錶也非常詳盡和權威，很多引用都指嚮瞭近十年內領域內最具影響力的頂級期刊論文，這為希望繼續深造的讀者提供瞭極佳的進階閱讀導嚮。總而言之，這本書的價值在於它提供瞭一個從基礎理論到前沿探索的完整知識階梯。它不僅教授知識，更重要的是塑造瞭讀者嚴謹、深入的科學探究精神，非常值得反復揣摩。

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閱讀體驗上，這本書給我的感覺是既有厚度，又有溫度。雖然技術內容非常專業，但作者的敘事方式卻非常注重引導性。它沒有直接拋齣復雜的控製框圖，而是從最基本的物理定律齣發，一步步構建起復雜的係統模型。這種循序漸進的教學方法，極大地降低瞭理解復雜概念的心理壓力。我特彆喜歡作者在講解不同控製策略的優缺點時，所采用的對比分析手法。通過設置具體的工況場景，清晰地展示齣每種方法的適用範圍和性能邊界，這比單純的文字描述要有效得多。更令人稱道的是，這本書似乎非常關注工程實現中的實際問題，例如參數辨識的誤差對係統穩定性的影響，以及在非理想電源條件下控製器的魯棒性設計。這些“接地氣”的討論，讓這本書充滿瞭實戰的智慧，讓人感覺作者不僅是位理論傢，更是一位經驗豐富的工程師。

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