模拟电子技术基础(第3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:215

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出版时间:2007-7

价格:16.80元

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isbn号码:9787040167559

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信号处理与系统分析：现代工程的基石 作者：[此处留空，以模拟真实书籍封面信息] 出版社：[此处留空，以模拟真实书籍信息] ISBN：[此处留空，以模拟真实书籍信息] --- 内容提要 本书旨在为读者提供一个深入而全面的视角，探讨信号处理与系统分析这一现代工程学中不可或缺的核心领域。我们聚焦于从理论基础到实际应用的完整链条，旨在培养读者对复杂信号的理解、建模、分析、设计和实现能力。内容覆盖了连续时间系统与离散时间系统的基本概念、傅里叶分析的强大工具、Z变换在系统建模中的关键作用，以及滤波器的设计与实现等多个关键主题。本书特别强调理论与实践的紧密结合，通过丰富的案例研究和大量的工程实例，展示如何利用这些数学工具解决真实世界中的通信、控制、图像处理和生物医学工程等领域的挑战。 --- 第一部分：信号与系统的基本概念 第一章：信号的本质与表示 本章首先界定了“信号”在工程中的确切含义，并详细介绍了各种常见信号的数学模型，包括指数信号、正弦信号、单位阶跃信号、脉冲函数（狄拉克函数）及其在物理世界中的对应物。我们深入探讨了信号的分类——连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号。重点解析了信号的分解与合成，特别是如何利用傅里叶级数的基本思想对复杂波形进行成分分析。本章还介绍了信号的运算，如加法、乘法、时间反转、时间平移和伸缩，这些都是后续系统分析的基础操作。 第二章：系统的描述与性质 系统是接收输入信号并产生输出信号的实体。本章系统地介绍了系统的概念模型，并着重讨论了描述系统行为的关键属性： 1. 因果性 (Causality)： 系统输出仅依赖于当前和过去的输入。 2. 稳定性 (Stability)： 有界输入是否产生有界输出（BIBO稳定性）。 3. 线性与非线性 (Linearity)： 是否满足叠加原理。 4. 时不变性与时变性 (Time-Invariance)： 系统的特性是否随时间漂移。 我们详细阐述了线性时不变（LTI）系统的核心地位。LTI系统因其易于分析和完全由其冲激响应完全确定的特性，成为信号处理分析的基石。 第三章：卷积：LTI系统的核心操作 卷积是连接输入信号、系统特性与输出信号的数学桥梁。本章将连续时间LTI系统的表示——冲激响应 $h(t)$——引入，并完整推导出连续时间卷积积分的公式：$y(t) = x(t) h(t)$。我们不仅展示了求解卷积的代数方法，更重要的是，通过图形化解释，帮助读者直观理解一个信号如何“滑过”另一个信号并进行积分运算，从而揭示系统对信号的“记忆”和“塑造”过程。离散时间系统的卷积和也进行了并行讨论。 --- 第二部分：时域分析工具与傅里叶变换 第四章：傅里叶级数：周期信号的频谱分析 傅里叶级数是理解信号频域特性的起点。本章详细介绍了周期信号如何分解为一系列正弦和余弦分量的叠加。我们探讨了复指数形式的傅里叶级数，并分析了实偶对称、实奇对称信号的频谱特性。傅里叶级数的周期延拓性质及其在非周期信号频谱估计中的作用得到了强调。 第五章：傅里叶变换：非周期信号的通用工具 本章将傅里叶级数扩展到处理所有能量信号，引入了傅里叶变换（FT）及其逆变换。我们详细推导了 FT 的定义，并系统地总结了傅里叶变换的十余个重要性质，包括线性、时移、频移、时间反转、微分与积分性质，以及最重要的——卷积的频域对偶性（即时域的卷积对应频域的乘积）。 第六章：傅里叶变换在LTI系统中的应用 利用傅里叶变换的乘法对偶性，LTI系统的输出可以通过频域相乘简单得出：$Y(omega) = X(omega) H(omega)$。本章深入分析了系统的频率响应 $H(omega)$，它是冲激响应的傅里叶变换。我们区分了理想低通、高通、带通和带阻滤波器的频率响应特性，并讨论了相位失真和群延迟的概念，这对于通信系统的保真度至关重要。 --- 第三部分：离散时间系统与Z变换 第七章：离散时间信号与系统分析 本部分转向离散时间领域。我们定义了离散时间信号 $x[n]$，并将其与连续时间信号的采样过程联系起来。离散时间LTI系统的分析也基于卷积和，即 $y[n] = x[n] h[n]$。本章详细介绍了离散时间傅里叶变换（DTFT）及其性质，并引入了周期卷积和频谱的周期性概念。 第八章：Z变换：离散系统的强大代数工具 Z变换是离散时间系统分析的绝对核心。本章详尽地介绍了单边和双边Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念，以及Z变换在处理差分方程时的代数优势。我们系统地列举了常见离散信号的Z变换对，并重点讲解了Z变换的平移、乘法（卷积的Z域对偶）以及微分性质。ROC的几何意义及其对系统因果性、稳定性和可解性的约束，是本章的理论难点和重点。 第九章：传递函数与系统分析 在Z域中，系统的行为由其传递函数 $H(z)$ 来描述，它是脉冲响应 $h[n]$ 的Z变换。本章讲解了如何利用传递函数进行系统稳定性判断（极点与零点的分布）、频率响应的计算（通过在单位圆上取值），以及如何将传递函数分解为部分分式以求得系统的时间域响应。系统结构分析，如直接型、并联和级联结构，也在此处得到阐述。 --- 第四部分：采样、量化与滤波器设计基础 第十章：信号的采样与重建 本章聚焦于连续时间信号到离散时间信号的转换过程——采样。我们详细阐述了采样定理（奈奎斯特定理），解释了欠采样导致的混叠现象（Aliasing）及其危害。我们还分析了理想的零阶保持器（ZOH）在重建过程中的作用，并讨论了实际采样与保持电路的非理想特性。 第十一章：数字滤波器设计基础 数字滤波器是信号处理应用中最常见的模块。本章区分了无限脉冲响应（IIR）和有限脉冲响应（FIR）两种滤波器结构。 1. FIR滤波器设计： 主要通过窗函数法（如矩形窗、汉宁窗等）来截断理想频率响应，实现精确的线性相位设计。 2. IIR滤波器设计： 介绍如何利用连续时间滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）通过双线性变换等方法映射到Z域，实现高效的频率选择。 本章强调了滤波器性能指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽和群延迟的工程权衡。 --- 结语 本书的编排旨在构建一个由基础理论（信号与系统）到核心分析工具（傅里叶、Z变换），再到工程实践（采样与滤波）的完整知识体系。通过对这些工具的精深掌握，读者将具备分析和设计任何线性动态系统的基础能力，为深入研究通信、控制、嵌入式系统或高级数据科学打下坚实的基础。

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从语言风格上来说，这本书的作者绝对是一位非常会讲故事的老师。它的行文流畅自然，完全没有那种公式堆砌带来的晦涩感。读起来不像是在啃一本硬邦邦的专业书，更像是和一位经验丰富的导师面对面交流。尤其是在阐述一些比较反直觉的概念时，作者总能找到一个非常贴切的比喻或者一个生活中的例子来辅助理解。比如，解释反馈机制时，它没有直接抛出负反馈可以降低增益但提高稳定性的结论，而是通过一个生动的场景，将信号的“期望值”和“实际值”进行对比，让你瞬间明白反馈回路的核心意义。这种“讲人话”的写作能力，对于初学者极其友好，能极大地减少对专业术语和复杂概念的恐惧感。这种亲和力让我在深夜学习时，也不会感到太大的阅读压力，很容易就能沉浸其中。

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这本书的习题设计简直是“魔鬼”级别的，但却是那种你打完怪升级后会非常爽的“魔鬼”。我通常喜欢做完课后习题来检验学习效果，但市面上很多教材的习题要么是照搬例题，要么就是计算量大但思想重复。这一本则完全不同。它的习题往往需要你综合运用前几章甚至跨章节的知识点才能解出来。特别是那些开放性的设计题，它不会给你一个确定的答案，而是要求你根据给定的性能指标，自己去选择合适的器件、确定偏置点，并进行误差分析。我记得有一道关于滤波器设计的题，涉及到巴特沃斯和切比雪夫两种类型的选择和比较，书上没有直接给出答案，而是引导你去分析它们在通带和阻带的特性权衡，这迫使我必须回到理论部分，重新梳理那一块的细节。这种注重“思维训练”而非“公式套用”的习题设置，是它最宝贵的财富之一。

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这本书的排版和插图简直是教科书制作的典范！我拿到实体书的时候就忍不住翻了好几页。那种清晰度，特别是那些电路图，简直是太棒了。很多老教材的图印出来黑乎乎的，关键的标注都看不清楚，但这一版完全没有这个问题。比如讲到BJT的静态工作点分析那一章，那些输入输出特性曲线画得非常规范，每一个参数的选取和变化趋势都一目了然。拿到手后，我立刻拿它和我大学时用的那本旧教材做了对比，简直是天壤之别。尤其是那些复杂一点的放大电路，它没有使用那种堆砌公式的冷冰冰的讲解方式，而是通过大量的图形化解释，让你能直观地感受到电流和电压的变化路径。这种对视觉信息的重视，对于理解模拟电路这种抽象学科来说，无疑是降低了入门的门槛。我感觉作者在设计这本书的视觉呈现上花了不少心思，这对于自学者来说，简直是福音，因为它能让你在枯燥的学习过程中保持一定的兴趣和专注度。那些流程图和框图的设计也非常精妙，把一个复杂的系统分解成若干个易于理解的小模块，读起来毫不费力。

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我作为一个工作了快十年的工程师，最近因为项目需要重新捡起了这块内容，说实话，很多深层次的理论知识点都快忘记了。我特别关注这本书在“深入理解”和“工程实践”之间的平衡点处理得如何。让我惊喜的是，它在基础理论的扎实程度上做得非常到位，但它没有止步于此，而是巧妙地引入了很多现代的元件和设计理念。比如，它对运放的非理想特性讨论得相当透彻，不只是停留在高中物理的理想模型上，而是实实在在地分析了输入失调电压、共模抑制比这些参数在实际电路设计中是如何影响最终性能的。这种讲解方式，对于我这种需要将理论快速转化为解决实际问题的工程师来说，效率极高。它提供了一些非常实用的设计范例，这些范例都不是那种教科书式的玩具电路，而是贴近实际工业应用场景的简化模型，讲解了每一步设计决策背后的“为什么”。这种由浅入深，并最终落脚到应用层面的叙事结构，使得这本书的实用价值远超一般的理论教材。

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关于这本教材的更新速度和对前沿技术的涵盖程度，我持非常肯定的态度。模拟电子技术看似是“老”技术，但其在现代电力电子、传感器接口和高频通信中的应用是持续演进的。我注意到，与我十年前用的那本经典教材相比，这一版的修订非常及时地加入了对CMOS工艺下器件特性的讨论，并且在功率放大器部分也提升了对开关模式和高效率设计的关注度。最让我满意的是，它没有盲目追逐最新的热点而牺牲了基础。它依然把BJT和MOSFET的基础作为基石，但随后对现代集成电路设计中常用的构建模块，如运算跨导放大器（OTA）和锁相环（PLL）中的基础单元，进行了精炼而到位的介绍。这表明编者在保持经典理论的绝对正确性的同时，紧密跟随着工程界对速度、功耗和集成度的最新要求，提供了一个既有历史深度又有时代前瞻性的学习平台。

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