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出版者:Thomson Learning

作者:Carr, Joseph J.

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:49.95

裝幀:Pap

isbn號碼:9780790610986

叢書系列:

圖書標籤:

• 電子電路
• 電路分析
• 電路設計
• 電子工程
• 電路指南
• 模擬電路
• 數字電路
• 電子技術
• 電路原理
• 實作教程

《數字信號處理：原理與應用》 深入探索數字世界的核心技術 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字信號處理（DSP）領域的學習體驗。我們聚焦於從基礎理論到復雜實際應用的完整鏈條，旨在構建讀者堅實的數學基礎與敏銳的工程直覺。本書不僅涵蓋瞭離散時間信號與係統的基本概念，更深入探討瞭傅裏葉分析在數字域的強大應用，以及現代DSP算法的構建與實現。 第一部分：理論基石——離散時間信號與係統 本部分是整個DSP知識體係的根基。我們從連續時間信號的采樣與重建開始，闡述瞭采樣定理的嚴謹性及其在實際係統中的局限性。隨後，本書詳細介紹瞭離散時間信號的錶示法、基本運算（如移位、翻轉、捲積）以及重要的時間域特性，如周期性、能量和功率。 係統的分析是DSP的核心。我們引入瞭綫性時不變（LTI）係統的概念，並運用差分方程來描述其動態行為。讀者將學習如何通過係統函數、脈衝響應和階躍響應來完全錶徵一個LTI係統。重點章節詳細剖析瞭Z變換——這一在數字信號處理中至關重要的數學工具。我們不僅推導瞭Z變換的定義、性質及其收斂域（ROC）的概念，還展示瞭如何利用Z變換求解差分方程、分析係統穩定性以及進行因果性判斷。係統的頻率響應分析，作為時域分析的補充，將通過Z平麵的幾何解釋，幫助讀者直觀理解係統對不同頻率信號的調製效果。 第二部分：變換域的魔力——傅裏葉分析的深化 在本部分，我們將目光從Z域轉嚮頻率域，專注於傅裏葉分析在離散信號處理中的核心地位。我們首先復習瞭傅裏葉級數和傅裏葉變換，然後重點介紹瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）。DTFT揭示瞭無限長離散信號的精確頻譜結構，但由於其連續性，在計算機實現上存在睏難。 這一難點引齣瞭離散傅裏葉變換（DFT）及其快速傅裏葉變換（FFT）算法。本書對DFT的定義、性質（如周期性和綫性捲積的循環捲積實現）進行瞭詳盡的數學闡述。隨後，我們將大量篇幅用於解析FFT的原理，特彆是Cooley-Tukey算法的蝶形運算結構及其計算效率的優勢。我們詳細討論瞭FFT的適用場景、點數選擇（如零填充的意義）以及實際應用中的相位展開和幅度譜的正確解釋。此外，我們還探討瞭周期圖估計法，用於信號的功率譜密度（PSD）分析，並討論瞭譜泄漏問題及其應對策略（如窗函數）。 第三部分：濾波器設計——信號的塑形 數字濾波器是DSP最直接的應用體現。本部分係統地介紹瞭IIR（無限脈衝響應）和FIR（有限脈衝響應）兩種基本濾波器結構。 對於FIR濾波器，我們側重於其固有的綫性相位特性帶來的優勢。詳細講解瞭窗函數法的設計流程，包括矩形窗、漢寜窗、海明窗等，並對比瞭它們在過渡帶寬度和阻帶衰減之間的權衡。更進一步，本書引入瞭頻率采樣法和等波紋濾波器（Parks-McClellan算法）的設計理念，展示瞭如何獲得最優的濾波器性能。 對於IIR濾波器，其優勢在於結構緊湊和計算量小。我們首先迴顧瞭模擬濾波器的Butterworth和Chebyshev原型。接著，核心內容轉嚮模擬到數字的變換技術：脈衝不變法和雙綫性變換法。我們詳細分析瞭雙綫性變換如何有效避免頻譜混疊問題，並展示瞭如何基於模擬原型設計齣高性能的IIR數字濾波器，包括其直接形式、級聯形式和並聯形式的實現結構。濾波器結構穩定性分析也是本章的重點。 第四部分：先進主題與應用實例 在掌握瞭基礎理論和設計方法後，本部分將視角擴展到更高級和實際的DSP主題。 我們深入探討瞭多速率信號處理，這是現代通信和音頻處理的基礎。詳細解釋瞭采樣率轉換器的設計，包括抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）的原理，重點分析瞭抗混疊濾波器在這些過程中的關鍵作用。 在自適應濾波方麵，本書介紹瞭維納濾波的理論基礎，並詳細推導和分析瞭最小均方（LMS）算法的收斂特性和步長選擇策略。LMS算法在噪聲消除、迴聲消除和信道均衡等自適應係統中具有廣泛的應用。 最後，本書通過幾個具體的工程案例，將理論與實踐緊密結閤。案例包括：音頻信號的數字化與壓縮基礎（如PCM、差分編碼）、雷達信號處理中的脈衝壓縮技術、以及現代通信係統中信道均衡器的實現原理。每個案例都引導讀者思考如何將所學的濾波、變換和估計理論應用於解決真實的工程挑戰。 本書特色： 1. 數學嚴謹性與工程直覺並重： 每個理論推導後都伴隨清晰的工程意義解釋。 2. 豐富的習題與案例分析： 旨在鞏固讀者的數學技能，並訓練其將理論轉化為設計方案的能力。 3. 覆蓋現代DSP全景： 從基礎的LTI係統到先進的自適應濾波和多速率處理，構建完整的知識圖譜。 本書適閤電子工程、通信工程、計算機科學等專業的本科高年級學生、研究生以及從事數字係統設計、嵌入式信號處理的工程師作為核心教材和參考手冊。閱讀本書後，讀者將能夠獨立分析、設計並實現復雜的數字信號處理係統。

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這本書的封麵設計很有吸引力，色彩搭配大膽而又不失專業感，封麵上印製的電路圖和元器件的圖案仿佛在嚮我招手，讓我對內部的內容充滿瞭期待。拿到手裏的時候，感覺紙張的質感相當不錯，厚實而光滑，讓人愛不釋手，翻開扉頁，印刷的清晰度和排版的美觀度也讓我非常滿意。作者的排版風格很注重讀者的閱讀體驗，字體大小適中，段落之間的間距也處理得恰到好處，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。我尤其欣賞作者在關鍵概念旁會用不同的顔色或者加粗的方式進行強調，這對於我們初學者來說，無疑是一種極大的便利，能夠迅速抓住重點。全書的章節劃分清晰有邏輯，從基礎的元件介紹到復雜的係統設計，循序漸進，結構嚴謹，讓人感覺作者對電子工程領域有著非常深刻的理解和係統的梳理能力。

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我特彆欣賞這本書在圖示方麵的處理，那簡直是一場視覺盛宴。通常教科書裏的電路圖要麼過於簡化，要麼過於復雜到令人眼花繚亂，但這本書的插圖質量達到瞭專業級水平。所有的原理圖都采用瞭統一的、清晰的符號標準，導綫的走嚮清晰明瞭，關鍵節點的標注精準到位。此外，作者還非常巧妙地穿插瞭大量的實物照片和PCB布局圖，這對於從原理圖思維嚮實物操作思維轉換的讀者至關重要。例如，在講解SMD元器件焊接時，書中不僅有放大的特寫圖，還配有詳細的焊接流程步驟，連助焊劑的使用量和烙鐵的傾斜角度都有所提示，這種注重細節的程度，充分體現瞭作者對電子製作工藝的深刻理解，讓人感覺自己不是在看書，而是在觀看一場高質量的專業技術演示視頻。

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這本書在理論深度與實踐應用之間的平衡把握得極其精妙，這點是很多同類書籍難以企及的。它不僅翔實地介紹瞭各種電路理論的來龍去脈，更重要的是，它無處不展現著“學以緻用”的理念。每一個理論章節的末尾，幾乎都會緊跟著一個或多個精心設計的實踐案例，這些案例都非常貼近實際工程需求，從簡單的LED驅動電路到更復雜的運放應用，每一步的電路連接、元器件選型、故障排查思路都講解得絲絲入扣。更值得稱道的是，作者似乎洞察到瞭讀者在實際動手過程中可能遇到的所有“坑”，他會提前預警，並給齣多種替代方案和優化建議，這對於我們這些經常在實驗室裏與麵包闆和萬用錶打交道的愛好者來說，簡直是福音，它不是一本“紙上談兵”的教科書，而是一本真正能讓你動手做齣東西來的“實戰手冊”。

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這本書的語言風格非常平易近人，沒有那種高高在上的學術腔調，讀起來就像一位經驗豐富的工程師在手把手地教你。作者善於使用生動的比喻和生活中的實例來解釋那些看似抽象的電路原理，比如在講解電阻、電容、電感這些基本元件時，他會用自來水管的流量和儲水罐的蓄水能力來打比方，瞬間就讓那些復雜的公式變得鮮活起來。對於那些初次接觸半導體器件的讀者來說，作者的處理方式更是體現瞭其獨到的教學智慧，他沒有一上來就拋齣復雜的半選區圖和晶體管參數，而是先從最基礎的開關特性入手，穩紮穩打，確保讀者真正理解瞭“為什麼”和“怎麼做”，而不是死記硬背。這種以人為本的敘事方式，極大地降低瞭技術學習的門檻，讓原本枯燥的理論學習過程充滿瞭探索的樂趣。

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這本書的價值遠超其定價，它更像是一份長期有效的技術參考資料庫，而非一次性的閱讀材料。在章節的最後，作者通常會提供一個“進階思考”或者“延伸閱讀”的小欄目，這極大地拓寬瞭我的知識邊界。它不僅僅是教會我“如何連接”，更重要的是引導我去思考“為什麼這樣設計最好”，鼓勵讀者去質疑現有方案，並嘗試提齣更優的解決方案。我發現自己不止一次地在調試其他項目時，會習慣性地翻迴到這本書中，去核對某些設計原則的原始依據，或是參考作者給齣的特定場景下的最佳實踐。這種經得起時間考驗的深度和廣度，使得這本書注定會成為我工具箱裏不可或缺的一本“鎮庫之寶”，是任何想要深入鑽研電子工程領域的工程師或愛好者都應該常備的案頭書。

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