放大电路测试与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:华永平 编

出品人:

页数:270

译者:

出版时间:2010-2

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787111288275

丛书系列:

图书标签:

• 放大电路
• 电路测试
• 电路设计
• 模拟电路
• 电子工程
• 信号处理
• 射频电路
• 低噪声放大器
• 滤波器设计
• 仪器仪表

数字信号处理基础与应用 本书涵盖： 离散时间信号与系统、Z 变换、有限脉冲响应（FIR）与无限脉冲响应（IIR）数字滤波器设计、快速傅里叶变换（FFT）算法、自适应滤波原理、以及在音频、图像处理和通信系统中的具体应用实例。 前言 信息时代的浪潮以前所未有的速度席卷全球，数据的产生、传输和分析已成为现代工程技术的核心。无论是在智能手机的语音识别、医学影像的增强处理，还是在复杂通信系统的信道均衡中，其背后都闪烁着数字信号处理（DSP）的智慧光芒。数字信号处理是连接连续世界与离散计算之间的桥梁，它使我们能够以前所未有的精度和灵活性来处理和理解信息。 本书《数字信号处理基础与应用》旨在为电子工程、通信工程、计算机科学以及相关领域的学生和工程师提供一个全面、深入且实用的DSP知识体系。我们力求在理论深度和工程实践之间找到最佳的平衡点，确保读者不仅能够理解DSP的数学原理，更能熟练运用这些工具解决实际问题。 第一部分：数字信号处理的理论基石 第一章：离散时间信号与系统 本章从连续时间信号的采样理论出发，系统地介绍了离散时间信号的表示、基本性质以及典型序列（如单位冲激序列、单位阶跃序列）。关键在于理解采样定理及其对信号重建的意义。随后，我们深入探讨了离散时间系统的基本特性，包括线性、时不变性（LTI）。LTI系统的核心在于卷积和（Convolution Sum），这是分析和设计任何数字滤波器的基础。通过分析系统的频率响应和相频响应，我们揭示了系统对不同频率分量的选择性影响。 第二章：Z 变换及其应用 Z 变换是分析离散时间系统的强大数学工具，它将复杂的差分方程转化为易于处理的代数方程。本章详细阐述了单边和双边Z 变换的定义、基本性质，并推导了常用序列的Z 变换对。重点在于收敛域（Region of Convergence, ROC）的概念，ROC的确定直接关系到系统的稳定性和因果性。通过逆Z 变换的方法，读者将掌握从系统函数H(z)重构其时域冲激响应h[n]的过程。此外，本章还将介绍利用Z 变换对LTI系统进行稳定性分析的判据。 第三部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP中最核心的应用之一。本部分分为两章，分别探讨无限脉冲响应（IIR）和有限脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法。 第三章：无限脉冲响应（IIR）数字滤波器设计 IIR 滤波器因其在陡峭过渡带情况下所需阶数较低而广受欢迎。本章首先回顾了模拟滤波器（如巴特沃沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器）的设计方法。随后，重点介绍了将模拟滤波器转换为数字滤波器的两种主要技术：冲激不变法和双线性变换法（Bilinear Transformation）。双线性变换法因其不易引入频率混叠和能将整个模拟频率轴映射到数字频率轴的特性，成为主流。本章还将探讨IIR滤波器的直接形式、级联形式和并联形式的结构实现，并分析量化误差对实现结构的影响。 第四章：有限脉冲响应（FIR）数字滤波器设计 FIR 滤波器因其固有的线性相位特性，在对信号波形失真要求严格的应用中占据主导地位。本章详细介绍了基于窗函数的FIR 滤波器设计方法，包括矩形窗、汉宁窗、海明窗等，并分析了不同窗函数在通带纹波和过渡带宽之间的权衡。对于更高性能的要求，本章随后深入讲解了频率采样法和最优滤波器设计（Parks-McClellan 算法，也称最小二乘法），该方法能够精确控制过渡带和阻带的性能指标。 第四部分：高效算法与变换 第五章：快速傅里叶变换（FFT） 傅里叶分析是理解信号频谱分布的关键。本章从离散傅里叶变换（DFT）的定义和性质入手，强调其计算复杂度（$O(N^2)$）。随后，本章的核心聚焦于快速傅里叶变换（FFT）算法，特别是蝶形运算（Butterfly Operation）和如何通过分解将DFT的计算复杂度降至$O(N log N)$。本章将详细阐述流行的基-2 DIT（Decimation-In-Time）和DIF（Decimation-In-Frequency）算法，并提供实用的FFT应用指南，包括谱泄露（Spectral Leakage）的缓解措施。 第六章：多速率信号处理与滤波器组 多速率系统是现代通信和音频处理中不可或缺的技术。本章介绍了抽样率改变的概念，包括抽取（Down-sampling）和插值（Up-sampling）操作，以及如何使用理想或实际的单相滤波器组实现这些操作而不引入失真。随后，本章将深入探讨子带编码（Subband Coding）和小波变换（Wavelet Transform）的基础原理，这些技术在数据压缩和特征提取中发挥着关键作用。 第五部分：自适应滤波与高级应用 第七章：自适应滤波理论 自适应滤波器是能够根据输入信号的统计特性自动调整其系统参数的滤波器，广泛应用于噪声消除、回声消除和信道均衡。本章系统介绍了自适应滤波器的基本结构和性能指标（如均方误差）。重点阐述了最小均方（LMS）算法及其迭代过程，分析了其收敛速度和稳态误差。对于更快速收敛的需求，本章也将介绍归一化LMS（NLMS）算法。 第八章：数字信号处理的实际工程案例 本章将理论知识与实际工程问题紧密结合。内容涵盖： 1. 数字音频处理： 混响（Reverberation）的IIR建模、噪声降低技术（如谱减法）和高效的音频压缩算法基础。 2. 通信系统中的应用： 如何利用FIR和IIR滤波器实现发送端的升余弦滤波以及接收端的信道均衡器设计，以应对多径效应。 3. 图像处理基础： 2D 卷积在图像滤波中的应用，包括边缘检测（如Sobel算子）和图像平滑处理（如均值滤波和高斯滤波）。 结语 数字信号处理是一门理论深厚而应用前景广阔的学科。本书的编写过程中，我们始终坚持理论推导的严谨性和工程实现的直观性。通过对前八章内容的学习，读者将建立起扎实的理论基础，并具备独立设计和实现复杂数字信号处理系统的能力。掌握这些知识，无疑将为未来在信号处理、模式识别、控制系统等前沿领域的研究与开发奠定坚实的基础。我们期望本书能够成为您探索数字世界奥秘的得力助手。

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初读这本书，我最大的感受是它的逻辑组织非常严密，几乎是带着你一步步从最基本的概念搭建起整个知识体系的，完全不是那种东拉西扯、内容分散的资料汇编。它首先花了不少篇幅去回顾了半导体器件的基础特性，这一点我觉得非常关键，因为很多后续的非线性失真问题根源都在于对这些基础特性的理解不够透彻。随后，章节的过渡非常自然地引导到了偏置电路的设计，这一点上，作者似乎更偏爱那些能提供良好温度稳定性的直流偏置方法，而非仅仅追求最大的直流增益。最让我眼前一亮的是关于反馈理论的阐述，它不仅讲解了负反馈对增益、带宽、稳定性的影响，还用好几个具体的案例展示了如何通过不同类型的反馈网络来修正电路的瞬态响应，特别是对建立时间和过冲的控制策略，提供了非常实用的设计公式和经验法则。这本书的排版也做得很好，公式推导每一步都清晰可见，不会让人在阅读过程中感到迷茫，这点对于需要精读的读者来说，简直是福音。

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这本书的语言风格非常严谨、客观，几乎没有太多煽动性的描述，一切都建立在坚实的物理基础之上，读起来让人感到非常踏实。我印象最深的是它在讨论失真理论时，没有停留在简单的泰勒级数展开，而是深入探讨了器件级的沟道长度调制效应和载流子饱和效应如何具体地引入到跨导的非线性中，这对于理解高线性度设计的瓶颈至关重要。在涉及热设计和可靠性方面，作者还提供了一些实用的经验法则，比如如何根据器件功耗密度来估算PCB板材的温升，以及如何通过热耦合分析来避免相邻敏感电路之间的串扰。虽然内容偏向深入，但作者似乎很清楚读者的学习曲线，因此在一些复杂概念引入时，总会先用一个更简单、更具象化的类比来铺垫。总而言之，这是一本需要静下心来，逐字逐句阅读才能真正体会到其精髓的硬核技术著作，非常适合那些追求技术深度和系统完整性的专业人士。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期，尤其是它对信号完整性和系统级测试的关注点，让我觉得它不仅仅是一本关于“放大电路”的书，更像是一本“高性能模拟前端系统设计”的指南。例如，书中有一个专门讨论电源完整性（Power Integrity, PI）对低噪声放大器性能影响的章节，这通常是进阶书籍才会深入探讨的内容。作者用详细的阻抗匹配图谱说明了去耦电容的选择原则，以及如何在PCB布局层面最小化地环路面积来减少辐射干扰。我尤其欣赏它在元器件选型这一块的态度，它并没有盲目推荐某一款昂贵的芯片，而是提供了一套系统性的评估框架，让你能够根据成本、功耗、线性度和噪声四个维度来做出权衡。对于那些致力于射频前端或者高精度测量系统开发的工程师来说，这本书里关于跨导匹配和共模抑制比（CMRR）优化的那几节内容，绝对是值得反复研读的宝典。

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这本书的封面设计简洁大气，一看就是那种非常扎实的理工科教材风格，纸张的质感也挺好，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容一定很充实。我其实更关注的是那些偏向于实际操作和工程应用的章节。比如，书中对那些常见的测试仪器，像是示波器、信号发生器、频谱分析仪这些，讲解得非常细致，不仅告诉你怎么用，还深入到背后的工作原理，这点对于初学者来说太重要了。尤其是涉及到噪声抑制和电磁兼容性（EMC）的部分，作者似乎花了很多篇幅去阐述如何在设计初期就规避掉这些麻烦，而不是等到后期测试环节才手忙脚乱地去补救。我记得有一章专门讲了不同类型放大器（比如运算放大器、功率放大器）在特定工况下的性能指标评估方法，表格和图示都非常清晰，特别是那种极限工况下的仿真结果分析，让人能对电路的可靠性有一个更直观的认识。总的来说，这本书的理论深度和工程实践的结合度把握得相当到位，不是那种只停留在公式推导的空泛之谈，而是真正指导你如何从零开始搭建一个可靠的放大电路系统。

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我是一位更偏向于软件仿真和系统建模的工程师，所以传统电路书里那些繁琐的手动计算往往让我望而却步。然而，这本书在介绍完理论之后，几乎都会紧接着给出基于主流EDA工具的仿真验证流程。比如，在使用SPICE进行瞬态分析时，它会明确指出需要注意哪些非理想元件模型参数的设置，以及如何设置适当的仿真步长以捕捉到高频下的振荡现象。在讲解滤波器设计时，书中不仅仅罗列了巴特沃兹和切比雪夫的特性公式，还展示了如何通过软件工具快速生成具有特定阶数和通带纹波的元件值表。更实用的是，作者在讨论动态范围问题时，引入了诸如输入三阶截点（IP3）和无杂散动态范围（SFDR）等关键指标，并提供了计算这些指标与电路偏置电流和供电电压之间关系的实用工具函数模板。这种“理论+工具实现”的教学方式，大大缩短了知识到实际应用之间的距离。

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