“信號與係統”上機實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:高教分社

作者:鬍光銳，吳小滔

出品人:

頁數:168

译者:

出版時間:1999-1

價格:15.00元

裝幀:

isbn號碼:9787030074003

叢書系列:

圖書標籤:

• 信號與係統
• 上機實驗
• 電子工程
• 通信工程
• MATLAB
• Simulink
• 控製係統
• 數字信號處理
• 電路分析
• 高等數學

圖書簡介：數字信號處理基礎——基於MATLAB的實現與應用 圖書主題： 本書專注於數字信號處理（DSP）領域的核心概念、算法以及通過實際編程（主要基於MATLAB環境）進行的工程實現與應用分析。它旨在為讀者提供從理論基礎到實際操作的完整知識體係，特彆強調理解和運用現代信號處理工具解決實際問題的能力。 目標讀者群體： 本書麵嚮高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學等相關專業的本科高年級學生、研究生，以及從事信號處理、嵌入式係統、通信係統、自動控製等領域的研究人員和工程技術人員。讀者應具備一定的綫性代數、微積分和基礎電路理論知識，並對編程有初步接觸。 內容概述： 本書結構清晰，由淺入深，循序漸進地覆蓋瞭數字信號處理的各個關鍵模塊，並以大量實際的MATLAB代碼實例作為支撐。 第一部分：信號與係統的迴顧與離散化 本部分首先簡要迴顧瞭連續時間信號與係統（CTFT、拉普拉斯變換）的基本概念，作為過渡，重點闡述瞭離散時間信號的特性、采樣定理（包括理想采樣、過采樣、欠采樣及其後果）以及A/D（模/數）和D/A（數/模）轉換器的工作原理與非理想因素的影響。讀者將學習如何使用MATLAB進行信號的生成、可視化和基本的時域操作，例如捲積和係統響應的計算。 第二部分：離散時間係統分析 本部分深入探討瞭離散時間係統的分類（LTI係統、因果性、穩定性）。核心內容聚焦於Z變換，包括單邊和雙邊Z變換的推導、收斂域（ROC）的確定，以及利用Z變換進行係統函數的求解與分析。書中詳細展示瞭如何利用MATLAB的`roots`和`freqz`函數來分析係統的極點和零點分布，並據此判斷係統的穩定性與頻率響應特性。 第三部分：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT是連接時域和頻域的關鍵橋梁。本書投入大量篇幅講解DFT的定義、性質及其與周期序列的關聯。重點章節闡述瞭快速傅裏葉變換（FFT）的原理（如蝶形運算、按時間抽選和按頻率抽選算法的簡化描述），並強調其在實際計算中的效率優勢。大量的MATLAB練習指導讀者如何正確使用`fft`和`ifft`函數，如何處理頻譜泄露、柵欄效應，並指導如何通過零填充（Zero Padding）來提高頻譜分辨率。 第四部分：數字濾波器設計——理論與實踐 數字濾波器是DSP應用的核心。本書將濾波器設計劃分為兩大主流方法： 1. 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： 側重於模擬濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的經典設計流程，隨後詳細介紹瞭雙綫性變換法（BLT），這是IIR設計中最實用的方法。讀者將學習如何利用MATLAB的`bilinear`和`butter`等函數，將模擬原型轉化為數字濾波器，並分析其相位失真特性。 2. 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： 強調其綫性相位特性帶來的優勢。本書係統介紹瞭窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗）的設計過程，以及更精確的頻率采樣法和Parks-McClellan（最優等波紋）算法。通過MATLAB的`firwin`和`fdatool`工具，讀者將能夠根據給定的技術指標（通帶、阻帶衰減、過渡帶寬度）快速生成並驗證濾波器。 第五部分：多速率信號處理與應用 本部分將知識拓展到更高級的應用層麵。內容涵蓋采樣率轉換，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的技術，以及它們的實現原理（使用半帶濾波器和抽取/插值濾波器組）。這部分內容直接服務於通信係統中的變速率處理需求。 第六部分：譜分析與參數估計 本書介紹瞭估計信號功率譜密度的多種方法，區分瞭經典譜估計方法（如周期圖法及其改進的韋爾奇法）和現代（參數化）譜估計方法（如自迴歸AR模型）。讀者將通過MATLAB腳本，對比不同方法的優缺點，例如分辨率、方差和計算復雜度，以應對實際噪聲環境下的信號特徵提取任務。 第七部分：應用案例分析（MATLAB驅動） 最後一部分通過實際案例鞏固所學知識： 噪聲抑製與去混響： 運用設計好的濾波器對含噪語音或環境信號進行濾波處理。 調幅/調頻信號的解調： 使用FFT和相位分析技術實現數字解調。 圖像處理基礎應用： 簡要展示如何將二維DFT應用於圖像的頻域濾波（如銳化或平滑）。 本書特點： 實踐驅動： 每章均配有精心設計的MATLAB實驗指導，要求讀者動手編寫代碼、運行仿真並撰寫實驗報告，確保對理論的深刻理解。 直觀性強： 大量使用時域波形、頻率響應圖、極零圖等可視化工具，幫助讀者建立信號與係統在不同域之間的直觀聯係。 工程導嚮： 側重於解決實際工程中遇到的問題，如量化誤差、計算效率和實時處理的約束。 通過學習本書，讀者將不僅掌握數字信號處理的“是什麼”和“為什麼”，更重要的是學會如何使用行業標準工具“如何做”，從而為後續深入研究或工程開發打下堅實的基礎。

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這本書在對高級主題的處理上展現齣瞭極高的水準和前瞻性。許多大學教材在講授完基礎的傅裏葉分析後便戛然而止，但《信號與係統》上機實驗明顯更進一步，它將內容延伸到瞭現代通信係統和實時信號處理的基礎模塊。例如，在講解FFT算法的應用時，書本並未停留在展示頻譜圖，而是引導我們去設計一個簡易的頻率調製（FM）解調器框架。這個過程要求我們不僅要理解傅裏葉級數，還要對時域到頻域的轉換過程有深刻的理解，並結閤數值計算的精度限製進行優化。對於我這種期望未來從事嵌入式信號處理的讀者來說，這種前瞻性的指導至關重要。它不僅鞏固瞭經典理論，更重要的是，它為我們打開瞭一扇通往前沿技術應用的大門，讓人在掌握“現在”的技術時，也對“未來”的發展方嚮有所預判和準備。

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這本厚重的《信號與係統》上機實驗教材，初捧在手，便有一種踏實感，仿佛預示著一段充實而富有挑戰的旅程即將展開。我尤其欣賞它在理論與實踐之間搭建的這座堅實橋梁。清晰的實驗指導，而非僅僅是冰冷的公式堆砌，讓那些抽象的傅裏葉變換、拉普拉斯逆變換不再是紙麵上的符號，而是可以通過編程和仿真直觀感受到的物理現象。我記得有一次，為瞭理解捲積的本質，我對著書上那幾頁復雜的數學推導冥思苦想，但當我真正動手在MATLAB中構建起那個滑動窗口，一步步觀察信號的疊加與調製過程時，那種“豁然開朗”的感覺是任何純理論學習都無法比擬的。教材的編排邏輯非常順暢，從最基礎的序列操作開始，逐步深入到濾波器的設計與分析，每一個實驗模塊都像是為前一個知識點做瞭有力的鞏固，讓你在不知不覺中，已經掌握瞭處理復雜信號係統的基本工具箱。它不僅僅是一本“教你怎麼做”的書，更是一本“教你為什麼這麼做”的書，對於培養嚴謹的工程思維，價值無可估量。那種將理論知識轉化為實際動手能力的成就感，是閱讀這本書最大的迴報。

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如果要用一個詞來形容閱讀並完成這本書所有實驗後的感受，那一定是“武裝到牙齒”。這本書的優點不在於它有多麼輕鬆易讀，恰恰相反，它充滿挑戰性，許多實驗的難度設置是相當高的，需要讀者對C/C++或Python等編程語言有紮實的基礎，並且要對實驗平颱的環境配置有足夠的耐心。然而，正是這種“高門檻”保證瞭最終的“高産齣”。它強製性地將理論知識轉化為可執行的代碼和可觀測的結果，有效避免瞭“隻看不練”的通病。我發現，通過這本書的訓練，我的調試能力和問題定位速度得到瞭顯著提升。以往一個簡單的程序錯誤可能要花半天時間纔能找到，現在，由於對信號流嚮和係統響應有瞭更直觀的理解，定位問題的速度快瞭很多。這本書最終交付給讀者的，不僅僅是一堆完成的實驗報告，更是一套在復雜係統中遊刃有餘的思維模式和解決問題的工具箱。它值得每一個嚴肅對待信號處理專業的學生花費大量時間去攻剋。

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說實話，第一次翻閱這本書時，我被其中涉及的眾多工具和代碼示例弄得有點暈頭轉嚮，但隨著學習的深入，我開始領悟到編者煞費苦心的良苦用心。這本書的精妙之處在於，它並沒有將所有的“坑”都為你鋪好，而是留下瞭一些需要讀者主動探索和調試的空間。這種“留白”的設計，恰恰是激發創新思維的絕佳土壤。例如，關於Z變換在離散時間係統分析中的應用部分，書上給齣的標準案例固然經典，但真正讓人成長的是當我嘗試用非標準輸入信號去測試我設計的IIR濾波器時遇到的奇異反饋和不穩定性。我不得不翻閱大量的參考資料，結閤書中的理論基礎，去修改我的代碼參數，最終纔找到瞭係統的穩定點。這種在實踐中反復試錯、最終解決問題的過程，遠比直接照搬書上的標準答案要寶貴得多。它教會瞭我，工程實踐的核心不在於知道“正確答案”，而在於理解“錯誤發生的原因”以及“如何修正”。這本書的厚度，其實是無數次失敗與成功的經驗積纍。

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我對這本書的整體評價是：它是一本紮根於實際工程需求的深度指南，而非僅僅是課堂教學的輔助材料。它的敘事風格非常“工程師導嚮”，直接、務實，很少有冗長空泛的理論闡述，所有的描述都緊密圍繞著“如何通過實驗來驗證和應用”這個核心。尤其在涉及到噪聲抑製和頻譜分析的章節，書中的例子直接引用瞭現實中常見的信號乾擾源，這極大地提升瞭實驗的代入感。我特彆喜歡它對不同采樣率和量化誤差對信號保真度影響的分析實驗，通過調節參數，我清晰地看到瞭數字信號處理中“失真”的量化錶現。這種直接的因果關係展示，讓抽象的數字信號處理概念變得觸手可及。如果說理論教材教會你什麼是“理想的信號”，那麼這本實驗書則教會你如何在“充滿瑕疵的真實世界”中處理信號。它更像是一位經驗豐富的前輩，在你身邊指導你完成一次次高精度的“手術”。

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