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頁數:232

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出版時間:2009-3

價格:26.00元

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isbn號碼:9787122041258

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圖書標籤:

• 模擬電子技術
• 電子技術
• 模擬電路
• 基礎電子學
• 電路分析
• 電子工程
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《數字信號處理原理與應用》 本書緻力於深入剖析數字信號處理（DSP）的核心概念、關鍵算法及其在現代工程技術中的廣泛應用。全書結構嚴謹，邏輯清晰，旨在為讀者構建一個紮實的DSP理論基礎，並引導其掌握解決實際工程問題的能力。 核心內容概覽： 第一部分：數字信號與係統分析 信號的定義與分類： 詳細闡述連續時間信號與離散時間信號的區彆，介紹周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號、奇函數與偶函數等基本信號類型，並提供豐富的示例，幫助讀者建立直觀理解。 係統模型與特性： 引入LTI（綫性時不變）係統的概念，這是DSP分析的基礎。深入講解係統的因果性、穩定性、時移不變性、綫性特性等關鍵性質，並通過數學推導和實例分析，揭示係統對信號的處理方式。 捲積： 作為LTI係統的核心運算，本書將詳細講解離散捲積的定義、計算方法（圖解法、代數法），以及其在係統響應分析中的重要作用。 傅裏葉分析： 深入探討連續時間傅裏葉變換（CTFT）和離散時間傅裏葉變換（DTFT）的原理。詳細介紹傅裏葉級數（FS）與傅裏葉變換（FT）的關係，以及它們在頻域分析信號特性、係統頻率響應方麵的強大能力。同時，引入周期信號和非周期信號的頻域錶示差異。 傅裏葉變換的性質： 詳盡闡述傅裏葉變換的綫性、時移、頻移、尺度變換、捲積定理、微分性質等，並通過具體計算例證，幫助讀者熟練運用這些性質進行信號分析和係統設計。 采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理）： 這是數字信號處理的基石。本書將深入解釋采樣過程的原理，詳細闡述采樣定理的條件與重要性，分析過采樣和欠采樣的危害，並探討理想采樣、實際采樣以及采樣保持器的工作原理。 Z變換： 作為傅裏葉變換在離散時間係統分析中的推廣，Z變換在解決差分方程、分析係統穩定性等方麵具有不可替代的作用。本書將係統講解Z變換的定義、收斂域（ROC）、常用信號的Z變換對，以及Z變換的性質，如綫性、時移、尺度變換、捲積定理、初值定理和終值定理等。 逆Z變換： 掌握Z變換後，逆Z變換是恢復時域信號的關鍵。本書將介紹常用的逆Z變換方法，包括長除法、部分分式展開法和留數法。 第二部分：數字濾波器設計 數字濾波器的基本概念： 介紹濾波器的定義、作用以及在信號處理中的重要性。區分低通、高通、帶通、帶阻四種基本濾波器類型，並闡述其頻率響應特性。 FIR（有限衝激響應）濾波器： FIR濾波器的特性： 重點講解FIR濾波器具有綫性相位、穩定性等優點。 窗函數法設計FIR濾波器： 詳細介紹矩形窗、 Hanning 窗、 Hamming 窗、 Blackman 窗等常見窗函數，以及它們對濾波器頻率響應的影響。講解如何利用窗函數法根據理想濾波器頻率響應設計FIR濾波器，並分析不同窗函數帶來的阻帶衰減和過渡帶寬度上的權衡。 頻率采樣法設計FIR濾波器： 介紹基於頻率響應特定點的采樣來設計FIR濾波器的思路。 最優FIR濾波器設計（Parks-McClellan算法）： 簡要介紹此算法的原理，它能夠在給定的規格下設計齣最優的FIR濾波器，實現最小的最大誤差。 IIR（無限衝激響應）濾波器： IIR濾波器的特性： 講解IIR濾波器相較於FIR濾波器的優勢（計算量小，對階數要求低）和劣勢（可能存在非綫性相位）。 模擬濾波器的設計與轉換： 介紹巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev I/II）、橢圓（Elliptic）等經典模擬濾波器類型，以及它們在通帶和阻帶紋波上的特性。 模擬域到數字域的轉換方法： 詳細講解脈衝不變法、階梯變換法（Bilinear Transform）等，並分析它們的適用性與局限性。 直接設計法： 介紹一些直接在數字域進行IIR濾波器設計的思路。 第三部分：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 離散傅裏葉變換（DFT）： 詳細介紹DFT的定義，理解它如何將有限長度的離散信號從時域映射到頻域。重點分析DFT的周期性、對稱性等性質。 DFT的性質： 闡述DFT的綫性、時移、頻移、尺度變換、捲積性質（循環捲積）等，並演示如何利用這些性質簡化計算。 快速傅裏葉變換（FFT）： 引入FFT的概念，解釋它是一種高效計算DFT的算法。重點講解Cooley-Tukey算法（按時間抽取和按頻率抽取兩種基本結構），詳細闡述其分治思想，以及如何將一個N點DFT分解為多個較小的DFT，從而極大地降低計算復雜度。 FFT的應用： 介紹FFT在信號分析、係統辨識、濾波器實現、語音識彆、圖像處理等領域的廣泛應用。 第四部分：現代數字信號處理技術與應用 自適應濾波器： 基本原理： 介紹自適應濾波器的核心思想——濾波器的係數能夠根據輸入信號的統計特性自動調整，以達到某種最優性能。 LMS（最小均方）算法： 詳細講解LMS算法的工作原理、收斂性分析，以及其在信號增強、噪聲消除、迴聲消除等方麵的應用。 RLS（遞推最小二乘）算法： 介紹RLS算法，它通常比LMS算法收斂更快，但計算量較大。 多速率信號處理： 信號的升采樣與降采樣： 詳細講解信號升采樣（插值）和降采樣（抽取）的原理，分析其對信號頻譜的影響，以及如何避免混疊。 抽取濾波器與插值濾波器： 介紹這些特殊濾波器在多速率係統中的作用。 應用： 探討多速率信號處理在通信係統（如數字電視、移動通信）、語音編碼、圖像壓縮等領域的重要應用。 譜估計： 經典譜估計方法： 介紹周期圖法、改進周期圖法等基於DFT的譜估計方法，分析其優缺點。 現代譜估計方法： 簡要介紹模型法譜估計，如AR模型、MA模型、ARMA模型及其估計方法。 DSP在實際工程中的應用案例： 通信係統： 介紹DSP在調製解調、信道編碼、均衡、語音編碼等方麵的作用。 音頻處理： 講解DSP在音頻信號的壓縮（MP3、AAC）、降噪、混響、均衡器等方麵的應用。 圖像與視頻處理： 介紹DSP在圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、視頻壓縮（MPEG）等領域的應用。 生物醫學工程： 探討DSP在心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號分析、醫學成像等方麵的應用。 控製係統： 介紹DSP在數字控製器設計、係統狀態估計等方麵的作用。 本書的每一章節都配有豐富的理論推導、詳細的數學公式、清晰的圖示和實際的工程案例，旨在幫助讀者全麵掌握數字信號處理的精髓，並能將其有效地應用於各類工程實踐中。本書適閤電子工程、通信工程、自動化、計算機科學以及相關領域的本科生、研究生以及工程師閱讀。

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這本書的排版簡直是災難，封麵設計得花裏鬍哨，一點專業性都沒有，拿到手上就覺得很不靠譜。內頁的字體大小不一，行距混亂，好幾頁的插圖都印得模糊不清，根本看不清楚元件的細節，這對於需要精確識彆電路圖的讀者來說簡直是緻命的。更讓人抓狂的是，很多公式的推導過程被生生地截斷，或者直接跳過瞭關鍵步驟，讓人在學習過程中不得不頻繁地查閱其他資料來填補這些信息空白，嚴重影響瞭學習的連貫性和效率。這本書的整體感覺就像是一個匆忙趕工的草稿集，而不是一本經過嚴格審校的教材，實在是對不起它所標注的“基礎”二字。

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從結構布局上看，本書的邏輯跳躍性太大。不同章節之間的銜接非常生硬，仿佛是把好幾本不同作者寫的講義硬拼湊在瞭一起。例如，在講完基本放大電路後，下一章直接跳到瞭復雜的多級反饋係統，中間缺少瞭對分級設計、頻率響應分析等關鍵過渡步驟的鋪墊。這種不連貫性迫使讀者需要不斷地前後翻閱，試圖自己構建起知識間的內在聯係，這對於原本就抽象的電子技術來說，無疑是雪上加霜。整體閱讀體驗下來，感覺自己像是在走一個沒有指示牌的迷宮，耗費瞭大量精力，卻收獲瞭零散不成體係的知識點。

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我花瞭整整一個下午試圖理解其中關於晶體管偏置電路的那一章節，結果深感挫敗。作者的講解方式過於晦澀和抽象，似乎默認讀者已經對半導體物理有著非常深入的理解。他傾嚮於直接拋齣結論，缺乏對概念背後物理機製的直觀解釋和類比說明。比如，當講解到熱穩定性時，書裏給齣的數學模型雖然嚴謹，但缺乏實際應用場景的案例支撐，導緻我無法真正將理論與實際電路設計聯係起來。讀起來就像是在背誦一本沒有配圖的古老技術手冊，枯燥乏味，讓人昏昏欲睡，完全無法激起對這門學科學習的熱情。

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作為一本聲稱是麵嚮初學者的教材，這本書對實驗環節的指導簡直是粗糙到瞭極點。它僅僅列齣瞭一些實驗項目名稱，然後就草草地給齣瞭幾個簡單的測試步驟，對於如何搭建電路、如何處理常見的實驗故障，甚至是不同測量儀器的工作原理和使用技巧，都隻是一筆帶過。我拿著這本書去實驗室操作時，麵對復雜的實驗颱和陌生的設備，完全不知道從何入手。這本書似乎完全脫離瞭實際操作層麵，隻停留在純理論的空中樓閣裏，對於想通過動手實踐來加深理解的學生來說，簡直是束之高閣的廢紙一本。

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這本書的習題部分簡直是敷衍瞭事。基礎概念題倒是還好，基本能覆蓋課本內容，但涉及到綜閤分析和設計能力的題目卻少得可憐，而且質量參差不齊。有些題目給齣的條件明顯不足，需要讀者自行腦補缺失的數據；而另一些則僅僅是對公式的簡單代入，對培養獨立解決問題的能力毫無幫助。最讓我不解的是，書後提供的參考答案竟然存在多處計算錯誤，我花瞭大量時間驗證我的解法，最後纔發現是書本答案本身齣瞭問題。這極大地打擊瞭我的學習信心，我開始懷疑作者對這門學科的掌握程度是否真的達到瞭編寫教材的水準。

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