传感器原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:唐贤远

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-08-01

价格:21.80元

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isbn号码:9787810654906

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• 传感器
• 原理
• 应用
• 测量
• 控制
• 电子技术
• 自动化
• 仪器仪表
• 物理学
• 工程技术

《数字信号处理基础与实践》 本书旨在为读者提供一套全面、深入的数字信号处理（DSP）理论框架和实践技能。从最基本的信号采样、量化开始，逐步引导读者理解数字信号的特性，掌握信号的变换分析方法，并最终能够灵活运用DSP技术解决实际工程问题。 核心内容概述： 第一部分：信号与系统的数学基础 离散时间信号的表示与性质： 详细介绍离散时间信号的定义、分类（如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、周期信号等），以及它们的运算（加法、乘法、延时、尺度变换等）。深入探讨信号的奇偶性、能量信号、功率信号等基本概念。 线性时不变（LTI）系统： 阐述LTI系统的核心概念，包括卷积的计算与性质，系统表示（差分方程、系统函数），以及系统的稳定性与因果性判断。通过丰富的实例，帮助读者建立对系统响应的直观认识。 傅里叶级数与傅里叶变换： 详细讲解傅里叶级数在周期离散信号分析中的应用，以及傅里叶变换在非周期离散信号分析中的重要性。重点介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的计算方法、性质及其在频域分析中的强大能力。 Z变换： 引入Z变换作为傅里叶变换的推广，用于分析和处理离散时间系统。深入解析Z变换的收敛域（ROC），利用Z变换进行系统函数的分析、稳定性判断以及差分方程的求解。 第二部分：数字滤波器的设计与实现 滤波器基本概念与分类： 介绍滤波器的基本功能——滤除不需要的频率成分，保留或增强需要的频率成分。详细区分低通、高通、带通、带阻等滤波器类型，以及它们的理想频率响应。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 讲解IIR滤波器的基本原理，包括模仿模拟滤波器设计（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）和直接设计法（如双线性变换法）。重点关注IIR滤波器在高阶系统下的设计挑战与优化。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： 深入阐述FIR滤波器的优点（线性相位、稳定性），介绍常用的设计方法，如窗函数法（汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。详细分析不同窗函数的特性及其对滤波器性能的影响。 滤波器实现结构： 介绍多种实现数字滤波器的基本结构，包括直接型、规范型（并联、级联）等，分析它们的计算复杂度、量化误差以及硬件实现时的优缺点。 第三部分：采样定理与重构 采样过程的数学模型： 详细阐述理想采样、均匀采样和非均匀采样的数学原理，以及采样对信号频谱的影响（频谱搬移与混叠）。 奈奎斯特-香农采样定理： 深入理解采样定理的本质，明确信号无失真恢复的条件。讨论过采样和欠采样的后果，以及如何通过抗混叠滤波器来避免混叠。 信号重构： 讲解如何利用插值器（如零阶保持、 Lihat's插值）从采样序列中恢复原始连续信号。介绍sinc函数插值在理论和实践中的应用。 第四部分：傅里叶变换的高级应用 快速傅里叶变换（FFT）： 详细介绍FFT算法的基本思想和核心原理，重点讲解Cooley-Tukey算法，并讨论其在降低DFT计算复杂度方面的巨大贡献。 谱分析： 学习利用DFT/FFT进行信号的频谱分析，包括功率谱密度（PSD）和幅度谱的计算与解释。介绍周期图法、Welch法等谱估计方法，以及它们在噪声信号分析中的应用。 短时傅里叶变换（STFT）： 引入STFT的概念，解释如何通过滑动窗函数分析时变信号的频谱特性，理解时频分析的基本思想。 第五部分：先进的DSP技术与工程实践 自适应滤波： 介绍自适应滤波器的基本原理，如LMS（最小均方）算法和RLS（递归最小二乘）算法。讲解自适应滤波器在噪声消除、均衡、预测等方面的应用。 多速率信号处理： 讲解信号的升采样和降采样技术，及其在变采样率系统、数据压缩等方面的应用。 DSP在实际工程中的案例分析： 选取通信、音频、图像处理、生物医学工程等领域的典型应用案例，将书中所学理论与实际工程问题相结合，展示DSP技术的强大生命力。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 每章都配有大量的例题和习题，并通过伪代码或流程图展示算法的实现思路，方便读者动手实践。 循序渐进的讲解方式： 从基础概念到高级应用，逻辑清晰，层层递进，适合不同程度的读者。 严谨的数学推导与直观的图示： 在保证数学严谨性的同时，辅以大量的图表，帮助读者理解抽象的数学概念。 关注工程应用： 强调DSP技术在解决实际问题中的作用，为读者从事相关领域的工作打下坚实基础。 本书适合于电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事信号处理、通信系统、自动控制、数据采集与分析等工作的工程师和研究人员阅读。掌握本书内容，将能够深入理解数字信号处理的核心原理，并具备运用相关技术解决实际工程挑战的能力。

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从一个资深工程师的角度来看，这本书最大的价值在于其作为一本“工具书”的耐用性和广博性。它不像许多流行的快速入门读物那样，很快就会因为技术迭代而过时。相反，它建立在坚实的物理学和电子学基础之上，确保了其核心原理的持久适用性。我发现自己时常会翻阅其中关于各种测量不确定度分析和校准方法的章节，特别是那份详尽的误差来源分类表格，简直是现场调试的救星。无论你是刚踏入这个领域的新人，还是在行业摸爬滚打多年的老手，这本书都能在不同的深度层次上给你带来启发，它绝非那种只读一遍就束之高阁的工具书，而是需要伴随职业生涯持续参考的案头宝典。

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随着阅读深入，我开始关注书中对新兴技术的融合程度。令人惊喜的是，该书并未固守传统体系，而是将前沿的物联网（IoT）感知层技术和边缘计算在数据预处理中的作用也纳入了讨论范围。它没有简单地介绍“什么是新的传感器”，而是深入探讨了这些新技术对传统信号链带来的范式转变，比如如何利用机器学习算法来补偿传统传感器的非线性误差。虽然这些章节涉及的计算资源和算法知识对非计算机专业背景的读者略有挑战，但作者依然努力用清晰的比喻和简化的数学模型来辅助理解。这使得这本书不仅仅是一本面向当前技术的参考书，更像是为未来十年传感器技术的发展铺设了一条清晰的认知路径。

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初读此书，我最大的感受是它在理论深度与工程实践之间的拿捏达到了一个近乎完美的平衡点。作者没有停留在基础概念的简单罗列，而是深入剖析了信号采集、转换过程中的物理机制和数学模型，这对于想打下坚实基础的研究生来说，无疑是一份宝贵的财富。我尤其欣赏它对噪声抑制和抗干扰技术部分的论述，篇幅虽不长，但讲解的逻辑层次分明，从白噪声的统计特性到实际滤波器设计的具体步骤，层层递进，指导性极强。我尝试按照书中的步骤去设计一个简单的低通滤波器进行验证，结果非常理想，这证明了书中理论的可靠性和可操作性。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，远胜于市面上那些只重公式堆砌的教材。

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这本书的习题设计堪称一绝，它真正体现了“学以致用”的教育理念。不同于那种只有标准答案的机械式练习，这里的每一道习题似乎都对应着一个真实的工程难题。有些问题需要结合前后章节的知识点进行综合分析，有些则需要读者进行参数估算或小型系统设计。我花了不少时间在处理那些需要结合具体应用场景进行参数选择的开放式问题上，这迫使我跳出书本的固有框架，去查阅更多器件手册和标准规范。正是这种“主动犯错、主动解决”的学习过程，才真正巩固了知识，让那些原本模糊的理论点彻底变得清晰和具体起来。

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这本书的封面设计着实吸引人，色彩搭配沉稳又不失现代感，光是拿起它，就让人对即将探索的知识充满期待。内页的排版布局清晰明了，字体大小适中，阅读起来非常舒适，长时间研读也不会感到眼睛疲劳。特别是那些复杂的电路图和系统框图，线条流畅，标注清晰，即便是初次接触这方面知识的读者，也能迅速抓住核心要点。编辑在细节处理上非常用心，比如关键概念的加粗、重要公式的独立区块展示，都极大地提升了学习效率。此外，书中还穿插了一些历史回顾和行业应用案例的插图，这些视觉元素不仅美化了版面，更重要的是，它们为抽象的理论知识提供了直观的佐证，让整个阅读体验充满了发现的乐趣。

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