Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition

Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:CRC Press
作者:Wai-Kai Chen
出品人:
页数:836
译者:
出版时间:2009-6-23
价格:USD 102.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9781420058857
丛书系列:
图书标签:
  • 专业书
  • IC
  • Filters
  • Analog Filters
  • Digital Filters
  • Circuit Design
  • Electronics
  • Signal Processing
  • Electrical Engineering
  • Passive Filters
  • Active Filters
  • Filter Design
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具体描述

电子滤波器设计与应用:从理论到实践的全面指南 本书旨在为电子工程、通信工程以及相关领域的学生和专业人士提供一本全面、深入且兼具实践指导意义的电子滤波器设计教材。 本书的叙述脉络清晰,覆盖了从基础理论到高级应用的全过程,重点突出工程实践中的关键技术与挑战。 第一部分:滤波器理论基础与分析 本书的第一部分奠定了理解所有类型滤波器设计的理论基石。我们首先回顾了基本的电路理论,包括拉普拉斯变换在电路分析中的应用,这是理解频率响应特性的核心工具。 1. 信号与系统基础回顾: 深入探讨了傅里叶分析、卷积定理在滤波器设计中的重要性。清晰地阐述了理想滤波器(如理想低通、高通、带通与带阻)的频率特性,并引入了实际滤波器设计中必须面对的过渡带(Transition Band)、通带纹波(Passband Ripple)和阻带衰减(Stopband Attenuation)等关键性能指标的定义。 2. 二阶与高阶系统的稳定性与响应: 详细分析了二阶RLC电路的瞬态响应和稳态响应,特别是特征方程的根与系统特性的关系(欠阻尼、过阻尼、临界阻尼)。随后,我们将这些概念扩展到更高阶的无源网络,为后续的有源滤波器设计打下基础。 3. 经典模拟滤波器原型分析: 投入大量篇幅解析了四种最核心的模拟滤波器原型: 巴特沃斯(Butterworth)滤波器: 强调其通带响应的最大平坦度特性,推导了其幅频特性曲线,并介绍了如何根据给定的截止频率和阶数来确定其传递函数。 切比雪夫(Chebyshev)滤波器(I型和II型): 详细区分了I型和II型的设计哲学。对于I型,深入分析了通带内的等波纹特性,以及这种特性如何牺牲通带平坦度以换取更陡峭的过渡带;对于II型,讨论了阻带等波纹的特性及其在某些特定应用中的优势。 椭圆(Elliptic/Cauer)滤波器: 作为性能最优的线性相位滤波器(在满足特定条件时),本书详细讲解了其在通带和阻带同时存在等波纹的原理,以及如何利用参数计算来确定其传递函数和元件值。 贝塞尔(Bessel)滤波器: 重点讲解了其在要求最大群延迟平坦度的应用场景,即对脉冲响应和相位线性度要求极高的系统,并与前述三种滤波器进行了系统的性能对比。 第二部分:无源与有源滤波器实现技术 本部分从理论走向实际,探讨了如何利用实际元件构建出满足上述原型要求的滤波器。 4. 无源滤波器设计与元件选择: L-C网络综合: 介绍了如何使用不完全有理函数展开法(Partial Fraction Expansion)来推导滤波器级联网络的元件值。 元件寄生效应分析: 讨论了电感器和电容器的实际非理想特性(如电感的品质因数Q、电容的等效串联电阻ESR)对高频滤波器性能的影响,以及如何通过选择合适的元件来最小化这些影响。 阻抗变换与级联: 讲解了在多级滤波器设计中如何进行阻抗匹配和级联,确保整体系统的性能不受级间连接的影响。 5. 有源滤波器实现——运算放大器(Op-Amp)的应用: 针对集成化和低频应用的需求,本书系统介绍了基于运算放大器的有源滤波器实现技术。重点分析了以下几种关键拓扑结构: 萨伦-凯(Sallen-Key)拓扑: 详细分析了其一阶和二阶Sallen-Key电路的传递函数,讨论了如何通过选择反馈电阻和电容比来独立控制其通带增益和Q因子(或阻尼系数)。 多反馈(Multiple-Feedback, MFB)拓扑: 比较了MFB与Sallen-Key在电路复杂性、输入阻抗和Q因子范围上的差异,特别适用于需要高Q值的场景。 状态变量(State-Variable)滤波器: 阐述了这种通用结构如何通过积分器实现低噪声、高稳定性的二阶滤波,并能同时提供低通、高通和带通输出。 6. 频率和Q因子补偿: 深入探讨了当滤波器阶数升高时,元件容差带来的误差累积问题。介绍了如何通过微调(Trimming)技术或使用更精密的元件来保证实际电路的频率响应与理论模型尽可能一致。 第三部分:离散时间系统与开关电容滤波器(SC Filters) 为了应对现代电子系统对高精度、高集成度和低功耗的要求,本书引入了数字信号处理(DSP)的基础概念,并将其与模拟集成电路设计相结合。 7. 离散时间系统基础: 简要介绍了Z变换及其在离散时间系统分析中的作用。解释了如何将连续时间系统(S域)映射到离散时间系统(Z域)中,主要集中在双线性变换法(Bilinear Transform)。 8. 开关电容(SC)滤波器设计: 详细介绍了SC滤波器作为一种完全集成在CMOS技术中的滤波器实现方案。 SC基本元件: 解析了开关电容对的等效电阻概念,以及如何通过控制时钟频率来精确确定滤波器的截止频率。 SC电路拓扑: 讲解了如何利用SC技术实现二阶低通和高通结构,重点分析了其固有优点(如极高的元件精度、对工艺参数的低敏感性)和局限性(如最大工作频率受限于开关速度)。 时钟前馈与采样保持(Sample-and-Hold): 讨论了在实际SC系统中,时钟信号质量对噪声和失真带来的影响,并提出了优化方案。 第四部分:高级滤波器主题与工程应用 本部分的重点在于处理现实世界中的非理想因素,并介绍更专业的滤波器类型。 9. 线性相位与群延迟: 专门针对通信和脉冲整形应用,深入分析了群延迟(Group Delay)的概念,它比相位响应更能准确描述信号失真的程度。讨论了如何使用等波纹线性相位滤波器(如Parks-McClellan算法设计的FIR滤波器在DSP中的应用,以及模拟滤波器中的广义贝塞尔设计)来最小化脉冲展宽。 10. 滤波器综合与元件值计算的工程实践: 本书提供了大量实用的设计流程图和案例研究,指导读者如何从系统规格(例如,所需的信噪比、输入阻抗、功耗预算)出发,选择最合适的滤波器原型,并最终确定出所有电阻、电容和运算放大器的具体数值。特别强调了迭代优化在实际电路设计中的必要性。 11. 滤波器测试与测量: 简要介绍了使用网络分析仪(Network Analyzer)来测量滤波器幅频响应、相位响应和群延迟的方法,以及如何使用频谱分析仪来检测滤波器带来的谐波失真和噪声。 总结: 本书不仅是一本理论参考书,更是一本实战手册。通过对经典理论的深入剖析和对现代集成电路实现技术的全面覆盖,读者将能够掌握设计和实现满足从音频到射频应用所需高性能电子滤波器的必备知识和技能。本书的结构设计确保了读者在掌握巴特沃斯、切比雪夫等基础概念的同时,也能理解如何驾驭现代开关电容技术,从而在工程实践中游刃有余。

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我是一名信号处理领域的在校研究生,正在进行一项关于通信系统中的滤波器设计的课题研究。在导师的推荐下,我选择了《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书作为我的主要参考资料。这本书的学术严谨性和内容的深度给我留下了深刻的印象。从一开始,我就被其开篇对滤波器在现代科学技术中所扮演角色的全面梳理所吸引。我尤其欣赏作者在理论讲解上的清晰度和逻辑性。在学习无源滤波器时,书中对不同类型(如低通、高通、带通、带阻)的详细分析,以及它们在电路中的实现方式,都为我打下了坚实的基础。当我进入有源滤波器部分时,书中对各种运算放大器配置的应用,以及如何通过反馈来调整滤波器的性能,让我豁然开朗。尤其令我兴奋的是数字滤波器章节,其中对Z变换、冲激响应、系统函数等核心概念的深入讲解,以及对不同设计方法(如窗函数法、频率采样法)的详细阐述,都极大地帮助我理解了数字滤波器的设计精髓。书中还穿插了大量的公式推导和图表分析,这些都是我在撰写研究论文时非常有价值的参考。我认为这本书不仅能够帮助我完成现有的课题,更能为我未来在该领域深入研究提供强有力的支持。

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这本书的封面设计非常引人注目,深邃的蓝色背景搭配着简洁有力的白色书名,立刻就吸引了我。我是一位对电子工程,特别是信号处理领域有着浓厚兴趣的业余爱好者,我一直希望能找到一本能够系统地、深入地讲解滤波器理论的书籍。在浏览了许多在线书店和论坛后,这本书《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》的标题和简介引起了我的注意。我尤其喜欢它强调了“Passive”、“Active”和“Digital”这三个维度,这表明它会涵盖从最基础的无源滤波器到现代数字滤波器等广泛的主题,这正是我所期待的。当我拿到这本书时,我迫不及待地翻开第一页。书的印刷质量很好,纸张厚实,不易折损。字体大小适中,排版清晰,阅读起来非常舒适,即使长时间阅读也不会感到疲劳。我特别欣赏作者在开篇就对滤波器在现代电子系统中的重要性进行了宏观的阐述,这让我对即将展开的学习内容充满了期待。作者似乎运用了一种循序渐进的学习方法,从基本的概念入手,逐步深入到更复杂的理论和应用。我已经开始阅读其中的几个章节,例如关于无源滤波器特性的讨论,它们清晰的解释和详实的图示,让我对RLC电路的频率响应有了更深刻的理解。我期待着这本书能够为我打开一扇通往滤波器设计和分析的大门,让我能够更好地理解和应用这些在通信、音频处理、控制系统等众多领域都不可或缺的技术。这本书无疑是我电子工程学习旅程中一份宝贵的财富,我相信它将陪伴我度过许多充满发现和学习的时光。

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作为一名电子工程领域的从业者,我一直在寻找一本能够帮助我巩固和拓展滤波器设计知识的书籍。《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书恰好满足了我的需求。我喜欢它从基础的无源滤波器讲起,逐步深入到更复杂的有源和数字滤波器,这种循序渐进的讲解方式非常适合我这种需要系统性学习的人。书的印刷质量极佳,纸张触感舒适,排版清晰,即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我尤其喜欢书中对各种滤波器类型(如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔)的详细比较和分析,这让我能够更清晰地认识到不同滤波器在性能上的差异,以及在实际应用中如何根据具体需求进行选择。我目前正在重点研究其中的数字滤波器设计部分,书中对FIR和IIR滤波器的设计方法,以及在实际电路中实现时的考量,都给我带来了很多启发。例如,书中关于如何处理离散时间信号、频率混叠以及量化误差的讨论,对于我在实际项目中优化滤波器的性能非常有帮助。我相信,通过对这本书的学习,我能够进一步提升我的专业技能,在未来的工作中能够更自信地应对各种滤波器设计挑战。

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我对模拟电路设计有着非常浓厚的兴趣,尤其是涉及信号调理和滤波的部分。在一次偶然的机会中,我从一位资深的电路设计师那里了解到《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书。他极力推荐这本书,称其为滤波器设计的“圣经”。抱着学习的态度,我立刻购入了这本书。拿到书后,我被其厚重的篇幅和严谨的学术风格所吸引。书中从无源滤波器开始,详细讲解了各种基本滤波器类型的原理和设计方法。我特别喜欢书中对传递函数、频率响应、相位响应等概念的深入剖析,这让我对滤波器的性能有了更全面的理解。当我学习到有源滤波器时,我发现书中对各种滤波器结构,如Sallen-Key、MFB等,都进行了详细的介绍和分析,这让我能够根据不同的应用需求选择最合适的滤波器。书中还提供了大量的计算公式和设计表格,这对于实际的电路设计非常有帮助。我相信,通过对这本书的学习,我能够大幅提升我的模拟电路设计能力,成为一名更优秀的电子工程师。

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我是一名对音频处理技术充满热情的技术爱好者,一直想深入了解音频信号是如何被处理和净化的。偶然间,我在网上看到了《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书的介绍,其内容涵盖了滤波器设计的方方面面,让我眼前一亮。收到书后,我被其高质量的印刷和清晰的排版所吸引,这让我有信心能够深入研读。我尤其欣赏书中对滤波器在音频领域应用的详细介绍,例如如何使用滤波器来去除噪声、增强特定频率的响应,以及实现各种音效。书中对无源滤波器和有源滤波器的讲解,让我对低通、高通、带通等基本滤波器类型有了更深刻的认识。而数字滤波器部分,更是让我看到了现代音频处理的强大潜力。书中对采样率、量化误差以及各种数字滤波算法的解释,都让我受益匪浅。我相信,通过对这本书的学习,我能够更深入地理解音频信号处理的原理,甚至能够尝试自己去设计一些简单的音频滤波器,来优化我的音乐播放体验。

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读到这本书的时候,我正好在为一个复杂的项目寻找可靠的解决方案,项目涉及到了大量的信号滤波需求,我之前在这方面积累的知识相对零散,亟需一本能够系统梳理和深化我理解的书籍。这本书的标题——《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》——精准地击中了我的痛点。我特别看重它“Second Edition”这个标签,这意味着它很可能包含了最新的技术发展和更完善的理论阐述,比初版更具参考价值。收到书后,我立刻被其严谨的学术风格所吸引。作者在内容组织上似乎非常注重逻辑性和连贯性,从基础理论的铺垫,到各种滤波器类型的详细介绍,再到实际应用的案例分析,层层递进,引人入胜。我注意到书中包含了很多精细的电路图和数学推导,这些都表明了作者在理论深度上的追求。我目前正在重点研究其中的有源滤波器部分,例如运算放大器在滤波器设计中的应用,书中给出的多种配置方案和分析方法,让我眼前一亮,感觉豁然开朗。那些关于噪声抑制、增益控制和阻抗匹配的讨论,对于我即将面临的工程挑战来说,简直是雪中送炭。我相信,通过这本书的学习,我不仅能够解决眼前的技术难题,还能极大地提升我在滤波器设计方面的专业能力,为我未来的职业发展打下坚实的基础。这是一本真正能够指导实践、解决问题的宝藏,我非常庆幸能够拥有它。

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我是一名在校的电子信息工程专业学生,在学习滤波器理论时,常常会遇到一些抽象的概念难以理解。偶然的机会,我接触到了《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书。这本书的封面设计简洁大气,书名也直观地反映了其内容。收到书后,我立刻被其精美的排版和清晰的图示所吸引。书中从最基础的无源滤波器开始,逐步深入到有源和数字滤波器。我尤其喜欢书中对各种滤波器原理的讲解,作者采用了大量形象的比喻和生动的例子,将复杂的数学公式和电路原理变得易于理解。例如,在讲解有源滤波器时,书中对运算放大器在滤波器设计中的作用进行了详细的阐述,这让我对如何利用有源器件来克服无源滤波器的局限性有了深刻的认识。我还发现,书中不仅注重理论知识的讲解,还提供了大量的实际应用案例,这对于我这样的学生来说,是非常宝贵的学习资源。我相信,通过对这本书的学习,我能够更扎实地掌握滤波器理论知识,为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

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我对嵌入式系统开发有着浓厚的兴趣,尤其是在处理传感器数据和优化系统性能方面。在一次技术交流会上,我听一位资深的工程师推荐了《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书,他提到这本书在理论的全面性和实践的应用性上都做得非常出色。听到这样的评价,我立刻对这本书产生了极大的兴趣。拿到书后,我发现它确实是一本内容丰富、结构严谨的书籍。我尤其看重它涵盖了无源、有源和数字滤波器这三大类,这正是我在嵌入式项目中经常会遇到的不同类型的滤波需求。我目前正在深入研究数字滤波器设计的部分,尤其是关于FIR和IIR滤波器的设计算法。书中对这些算法的推导过程清晰明了,并且提供了很多具体的例子,让我能够快速掌握如何根据采样率、截止频率等参数来设计出满足要求的数字滤波器。我还注意到,书中还讨论了在实际嵌入式系统中实现这些数字滤波器时可能遇到的挑战,比如计算资源的限制和实时性要求,这对于工程师来说是非常实用的指导。我相信,通过对这本书的学习,我能够极大地提升我在嵌入式信号处理方面的能力,设计出更稳定、更高效的嵌入式系统。这是一本值得反复阅读和参考的工具书。

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我是一个对声音的细节有着极致追求的音乐发烧友,同时也是一位对信号处理技术充满好奇的学习者。在一次偶然的机会中,我接触到了《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书。它的名字立刻就吸引了我,因为我一直觉得滤波器在音响系统中的作用至关重要,但对其原理的理解却十分有限。拿到书的那一刻,我被它扎实的纸张和清晰的排版所打动,这让我觉得它是一本值得认真研读的经典著作。我迫不及待地翻阅了几个章节,特别是关于无源和有源滤波器的部分。我惊叹于作者能够如此深入浅出地解释复杂的滤波器设计原理,用通俗易懂的语言和精美的图示,将一个个抽象的数学概念变得形象具体。比如,书中对不同阶数巴特沃斯、切比雪夫滤波器的特性对比分析,让我对滤波器的“陡度”、“纹波”等概念有了全新的认识。我还发现,书中不仅关注理论,还花了大量篇幅讨论不同滤波器类型在实际应用中的优缺点,以及如何根据具体需求进行选择。这对于我这样想要将理论知识应用于实践的爱好者来说,是极其宝贵的。我相信,通过这本书的学习,我能够更深入地理解我的音响设备是如何工作的,甚至能够自己动手去尝试设计一些简单的滤波器电路,来优化我的听音体验。这本书为我打开了一扇新的大门,让我对声音的世界有了更深层次的探索。

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我是一名电子技术行业的初学者,对于各种电子元器件和电路原理都充满了好奇。在学习过程中,我了解到滤波器在许多电子设备中都扮演着至关重要的角色,因此我决定寻找一本能够系统学习滤波器知识的书籍。《Passive, Active, and Digital Filters, Second Edition》这本书吸引了我,因为它的标题明确地指出了其内容涵盖了无源、有源和数字滤波器这三大类。当我拿到这本书时,我被其精美的封面和清晰的排版所吸引。书中从最基本的概念讲起,用通俗易懂的语言和丰富的图示,将复杂的滤波器原理解释得明明白白。我尤其喜欢书中对不同滤波器类型的详细介绍,例如低通、高通、带通和带阻滤波器,以及它们在实际电路中的应用。我还注意到,书中还讲解了如何利用运算放大器等有源器件来设计性能更优越的有源滤波器,以及如何利用数字信号处理技术来设计灵活且功能强大的数字滤波器。我相信,通过对这本书的学习,我能够建立起扎实的滤波器理论基础,为我未来的电子技术学习和实践打下坚实的基础。

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