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出版者:蓝色畅想图书有限公司（高等教育出版社）

作者:

出品人:

页数:473

译者:

出版时间:2002-6

价格:21.10元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040104318

丛书系列:

图书标签:

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现代信号处理与系统分析：从理论基石到前沿应用 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代信号处理与系统分析的理论基础、核心算法及其在工程实践中的广泛应用。它为电子工程、通信工程、控制科学、计算机科学以及相关交叉学科的研究者、工程师和高年级本科生提供了一套结构严谨、内容详实的知识体系。 本书的编排逻辑遵循从基础概念的建立到复杂系统分析的递进路径，确保读者能够扎实掌握信号与系统的数学描述方法，并能熟练运用先进的处理技术解决实际问题。 --- 第一部分：连续时间信号与系统基础 (The Foundations of Continuous-Time Signals and Systems) 本部分致力于奠定信号与系统分析的理论基石，重点关注连续时间信号的表示、变换及其系统的基本性质。 第一章：信号与系统的基本概念 本章首先定义了“信号”和“系统”在工程中的确切含义，区分了连续时间信号与离散时间信号的特性。详细阐述了常见的信号类型，如指数信号、正弦信号、单位冲激信号（Dirac Delta Function）和单位阶跃信号，并探讨了它们之间的相互关系。系统方面，引入了系统的基本特性描述，包括因果性、线性、时不变性（LTI）以及稳定性。通过实例解析，帮助读者建立对LTI系统的直观认识。 第二章：线性时不变系统的时域分析 本章深入探讨了LTI系统的核心描述工具——卷积积分。详细推导了卷积积分的数学表达式，并分析了其在求解系统输出响应中的关键作用。讨论了信号的分解原理，特别是使用冲激函数的展开式来表示任意信号，进而推导出系统的零输入响应和零状态响应。此外，本章还涉及了系统的框图表示法，以及如何通过构建基本元件（如积分器、增益单元）来模拟复杂系统的行为。 第三章：傅里叶级数与傅里叶变换 傅里叶分析是信号处理的灵魂。本章首先从周期信号的三角函数级数展开入手，引出指数形式的傅里叶级数（FS）。随后，通过傅里叶级数在非周期信号上的极限过程，严谨地推导出连续时间傅里叶变换（FT）。对FT的性质（如线性、时移、频移、微分/积分、卷积的乘积关系）进行了详尽的论述和证明。特别强调了狄拉克函数在频谱分析中的应用，以及频谱的能量、平均功率概念。 第四章：系统的频率响应与应用 本章将傅里叶变换应用于LTI系统分析。系统在频域的描述——频率响应$H(jomega)$被引入，并阐明了它与系统冲激响应$h(t)$之间的傅里叶变换关系。通过频率响应曲线，可以直观地分析系统的滤波特性（如低通、高通、带通）。本章还涵盖了周期性信号的频谱分析，以及如何利用傅里叶分析来求解线性常系数微分方程（LCCDEs）描述的系统响应。 第五章：拉普拉斯变换及其在系统分析中的应用 针对傅里叶变换在收敛性方面的局限性，本章系统地介绍了双边拉普拉斯变换（LT）。详细定义了LT及其收敛域（ROC）。重点分析了ROC在判断系统因果性、稳定性和唯一性中的决定性作用。拉普拉斯变换将微分方程转化为代数方程，极大地简化了求解过程。本章通过s域分析，引入了系统的传递函数$H(s)$，并探讨了利用系统的极点和零点来分析其暂态响应和稳定性。 --- 第二部分：离散时间信号与系统分析 (Discrete-Time Signal and System Analysis) 本部分将理论扩展到数字信号处理的核心领域，即离散时间信号与系统的分析。 第六章：离散时间信号与系统 本章从采样和量化的基本概念出发，定义了离散时间信号的表示方法。介绍了离散时间系统，特别是离散时间LTI系统（DTLTI）。核心概念从连续时间域的卷积积分过渡到离散时间域的卷积和。详细讨论了离散时间系统的稳定性、因果性以及单位冲激响应的概念。 第七章：Z变换：离散时间系统的频域工具 Z变换是离散时间信号分析的强大工具，相当于离散时间系统的拉普拉斯变换。本章详细定义了单边和双边Z变换，并深入分析了收敛域（ROC）的特性及其对系统特性的影响。系统的差分方程在Z域中如何转化为代数方程，以及传递函数$H(z)$的概念和利用零、极点图分析系统性能的方法得到了详尽的阐述。 第八章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT是连接连续频率分析与数字计算机处理的桥梁。本章定义了DFT及其逆变换（IDFT），并分析了其周期性和共轭对称性。重点讲解了DFT与Z变换的关系。随后，详细介绍了快速傅里叶变换（FFT）算法的原理（如蝶形运算、按时间抽取/按频率抽取），及其在提高频谱分析计算效率上的革命性意义。 --- 第三部分：随机信号处理基础 (Fundamentals of Random Signal Processing) 现实世界的许多信号（如噪声、通信信道中的干扰）本质上是随机的。本部分引入概率论和随机过程的工具来分析这些信号。 第九章：随机过程的基本概念 本章引入随机变量、概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）。然后将概念扩展到随机过程，定义了均值函数、自相关函数和自协方差函数。详细讨论了平稳随机过程（宽平稳和严格平稳）和遍历性等重要特性。 第十章：随机过程的频谱分析 本章核心介绍功率谱密度（PSD）的概念，阐明了Wiener-Khinchin定理，即随机过程的自相关函数与功率谱密度互为傅里叶变换对。讨论了通过PSD来分析随机信号通过LTI系统的输出功率谱，特别是白噪声通过滤波器的特性。 --- 第四部分：数字滤波器设计与实现 (Digital Filter Design and Implementation) 本部分专注于将前述理论应用于实际的数字信号处理系统构建，即数字滤波器的设计。 第十一章：无限脉冲响应（IIR）滤波器设计 本章介绍如何利用经典模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的理论，通过双线性变换法将模拟滤波器转换为离散时间滤波器。详细分析了IIR滤波器的结构（直接形式、级联形式）及其在有限精度运算下可能出现的量化效应。 第十二章：有限脉冲响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器因其线性相位特性而在许多应用中占据主导地位。本章系统介绍了FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗等）和频率采样法。深入分析了窗函数截断对滤波器频率响应的影响，并讨论了Parks-McClellan等最优滤波器设计算法的基本思想。 --- 结语：前沿展望 本书的最后简要展望了信号处理技术在当前热点领域的发展，如多速率信号处理、小波变换、自适应滤波以及现代通信系统（如MIMO、OFDM）中信号处理技术的关键作用，激励读者继续深入研究。 本书特点： 1. 理论严谨性与工程实用性的完美结合： 每个理论推导后都紧随工程实例，强调数学工具到实际问题的转化。 2. 覆盖面广： 涵盖了从经典（傅里叶、拉普拉斯）到现代（Z变换、DFT、随机过程）的核心内容。 3. 强调系统思维： 始终将信号处理视为系统分析的一个整体，帮助读者构建宏观的认知框架。 4. 丰富的习题与案例分析： 包含大量具有挑战性的例题和设计作业，以巩固学习效果。

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这本书的结构安排简直是教科书级别的典范！我是一个喜欢按部就班学习的人，这本书完美契合了我的学习习惯。它不是那种把所有知识点一股脑砸给你的书，而是像一个经验丰富的导师，每一步都带着你走。从最基础的逻辑运算符号讲起，然后过渡到门电路的实现，接着是组合逻辑电路的设计流程（如译码器、多路复用器），最后才引向更复杂的时序逻辑电路（如锁存器和触发器）。这种由浅入深的递进关系处理得非常自然，每读完一个章节，我都能感觉到自己知识体系的稳固性又增强了一层。特别是书中的习题设计，简直是精妙绝伦，有些题目看似简单，实则考验你对前置知识点的综合运用能力，做完后会有一种豁然开朗的感觉。而且，这本书的语言风格非常严谨又不失活力，它避免了那种枯燥的学术腔调，读起来既有学术的权威性，又有科普的易懂性，让人在不知不觉中就消化了大量信息。对于自学电子技术的新手来说，这本书的引导作用无可替代。

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这本书的内容组织方式，透露出一种对现代电子系统架构的深刻理解。在最后几章，作者开始将前面学到的所有基本单元（逻辑门、触发器、寄存器、计数器）组合起来，构建出更复杂的系统级模块，比如简易的CPU数据通路和控制器结构。这种宏观的视角非常关键，它帮助我跳出了单个元器件的限制，开始以“系统设计者”的眼光去看待问题。书中对脉冲同步、时钟设计以及异步电路中的关键问题（如毛刺和竞争）的探讨，达到了很高的水准，这些都是初级教材常常忽略但对高级设计至关重要的知识点。通过阅读这些内容，我才真正体会到“数字电子技术”不仅仅是开关代数，它是一门关于如何高效、稳定地利用离散状态来处理信息的科学。这本书为我后续学习微处理器、FPGA等更高级的课程铺设了极为坚实且广阔的知识平台，它提供的知识深度足以支撑我未来多年的技术探索和职业发展，绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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这本《数字电子技术基础》简直是为我这种电子工程初学者量身定做的宝典！我之前对逻辑门、触发器这些概念总是感到云里雾里，看其他教材要么过于晦涩难懂，要么就是大段的代码堆砌，完全没有抓住核心思想。但这本书不一样，它从最基础的二进制数系统讲起，循序渐进地引入了布尔代数和逻辑函数，讲解方式极其清晰透彻。作者似乎特别懂得如何将复杂的概念“可视化”，书中的图示和例题设计得非常巧妙，让你在解题过程中自然而然地理解了电路的工作原理。特别是关于组合逻辑电路和时序逻辑电路的章节，作者没有停留在理论层面，而是用大量贴近实际的例子，比如加法器、计数器、寄存器等，来演示这些数字电路是如何构筑起现代电子设备的基础。我记得最清楚的是关于卡诺图的讲解，以前总觉得这是个机械的化简步骤，但读了这本书后，我才真正理解了它背后的数学美感和工程实用价值。这本书的排版和插图质量也相当高，阅读体验非常舒适，长时间阅读也不会感到视觉疲劳。对于想系统学习数字电路的工程师或学生来说，这本书绝对是建立坚实理论基础的首选教材，强烈推荐！

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我手里有不少关于电子电路的书，但说实话，很多书在讲解集成电路家族（如标准逻辑系列）时都显得有些草率，往往只是简单罗列参数。然而，这本《数字电子技术基础》在这方面做得极为出色。它不仅仅是告诉你74LS00是什么，而是深入解析了为什么需要不同系列的逻辑芯片，它们的驱动能力、输入负载、扇出系数这些参数背后的物理意义是什么。书中对于不同逻辑系列之间的兼容性问题和实际电路中的电平转换处理，给出了非常具体且实用的案例分析。这对我解决实际电路设计中遇到的“连接问题”帮助巨大。我尤其欣赏它在处理“竞争冒险”现象时的讲解，作者没有回避这个在实际数字电路中非常常见的“陷阱”，而是用清晰的时序图和波形分析，阐明了产生原因和抑制方法，这体现了作者深厚的工程经验。这本书的价值在于，它弥补了理论与实践之间的鸿沟，让读者不仅知道“是什么”，更知道“为什么”以及“如何应对”。

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说实话，我读完这本书后，感觉自己对整个数字系统的认知都被颠覆了。我原以为数字电路就是一堆开关和导线的组合，但这本书让我看到了其背后的数学逻辑和架构智慧。这本书的深度和广度都令人印象深刻，它不仅涵盖了传统的TTL和CMOS逻辑系列的基本特性和应用，更重要的是，它还深入探讨了半导体器件的物理特性是如何影响最终的电路性能，比如延迟时间、功耗和噪声容限。我特别欣赏作者在设计案例时所展现出的那种工程实践的严谨性——他们不会仅仅满足于“能跑起来”，而是会细致地分析不同设计方案在实际应用中的优劣权衡。比如，在讨论存储器的设计时，书中不仅介绍了SRAM和DRAM的结构差异，还结合成本、速度和密度进行了多维度的对比分析，这种分析的深度，在其他同类书籍中是很少见的。对于已经有一定基础，希望向更深层次进阶的读者，这本书提供的理论深度和前沿视野是极其宝贵的。它不是那种只教你怎么画图的“工具书”，而是一本真正教你如何“思考”数字系统的“思想指南”。

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