信号处理原理学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京交通大学出版社

作者:王朝英

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2006-6

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810827881

丛书系列:

图书标签:

• 信号处理
• 数字信号处理
• 傅里叶变换
• 滤波器设计
• 通信原理
• MATLAB
• 学习指南
• 高等教育
• 工程技术
• 理论与实践

《信号穿越：现代通信的基石》 一、 简介 《信号穿越：现代通信的基石》是一本旨在为广大读者，尤其是对现代通信、数字信号处理、人工智能等领域抱有浓厚兴趣的初学者和爱好者，提供系统性、前瞻性知识导引的著作。本书并非一本枯燥的技术手册，而是以一种更具启发性和易于理解的方式，深入浅出地剖析了构成我们现代生活不可或缺的信号处理技术是如何从基础原理出发，一步步构建起今日信息洪流的宏伟图景。 在这个信息爆炸的时代，从我们手中的智能手机拨打一个电话，到卫星导航指引我们前行，再到无线网络连接世界，一切的便捷与高效，都离不开背后默默工作的信号处理技术。它们如同无形的桥梁，将我们发送的信息精确无误地传递，并将接收到的信息转化为我们能够理解和使用的形式。本书将带领读者潜入这片信号的海洋，揭示那些隐藏在日常通信背后的科学原理，理解信号是如何被产生、传输、接收、变换和分析的。 本书的特色在于其融合了理论的严谨性与应用的广阔性。我们不会仅仅停留在抽象的数学公式，而是会通过丰富的实例，将信号处理的原理与实际应用场景紧密结合。从最基础的信号类型、线性系统，到傅里叶变换揭示的频率域奥秘，再到采样定理如何实现模拟信号向数字信号的跨越，以及滤波器如何“雕琢”信号，本书将循序渐进地构建起读者的知识体系。更进一步，我们还将探讨现代通信系统中至关重要的编码、调制解调等技术，以及它们如何对抗噪声，保证通信的可靠性。 此外，本书也着眼于未来，触及了诸如信息论、统计信号处理等更高级的概念，并暗示了这些技术在人工智能、大数据分析等新兴领域的关键作用。我们希望通过本书，读者不仅能掌握信号处理的基本理论，更能激发他们对这一领域的深入探索，理解信号处理是如何成为现代科技进步的驱动力之一，并为未来的创新奠定坚实的基础。 二、 内容详解 第一章：信号的起源与本质——万物皆有“声” 本章将带领读者从最根本的层面认识“信号”。我们将探讨信号的定义，理解它如何表示信息，并区分不同类型的信号，如模拟信号与数字信号、连续时间信号与离散时间信号。通过生动的比喻，我们将揭示声音、光、电磁波等物理现象在本质上都可以被视为信号。我们将介绍信号的基本数学描述，如幅度、相位、频率等关键属性，并初步了解信号的能量和功率概念，为后续章节的学习奠定基础。 第二章：线性系统——信号的“变形记” 理解系统如何处理信号是信号处理的核心。本章将重点介绍线性系统这一在信号处理领域占据核心地位的概念。我们将深入探讨线性系统的定义，包括叠加原理和时不变性。通过对卷积的详细阐述，我们将揭示系统如何通过卷积运算改变输入信号的形态，并介绍冲激响应作为表征线性系统特性的关键工具。我们将看到，许多现实世界的系统，如滤波器、通信信道等，都可以用线性系统来近似建模，这为我们分析和设计提供了强大的理论支撑。 第三章：频率的魔力——傅里叶变换的洞察力 傅里叶变换是信号处理中最强大、最富有洞察力的数学工具之一。本章将系统地介绍傅里叶变换及其一系列变体，如连续时间傅里叶变换（CTFT）、离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）以及快速傅里叶变换（FFT）。我们将深入理解傅里叶变换如何将时域信号分解为不同频率的正弦波分量，从而揭示信号的频谱特性。通过大量的图示和实例，我们将展示傅里叶变换在信号分析、滤波、频谱监测等方面的巨大应用价值，理解为何它是现代通信和许多其他科学技术领域不可或缺的工具。 第四章：从连续到离散——采样理论的“数字之门” 现代数字信号处理的基石在于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。本章将详尽阐述采样定理，又称奈奎斯特-香农采样定理。我们将详细解释采样率与信号最高频率之间的关系，理解为何必须以两倍于最高频率的采样率进行采样才能避免混叠失真。我们将深入剖析混叠现象的危害，并介绍抗混叠滤波器的作用。通过对理想采样和实际采样过程的分析，本章将为读者理解数字信号处理的起点提供清晰的脉络。 第五章：信号的“塑形师”——滤波器设计与应用 滤波器是信号处理中用于选择或抑制特定频率分量的关键器件。本章将全面介绍滤波器的基本概念和设计原理。我们将区分低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，并介绍它们在信号去噪、信号增强、特征提取等方面的应用。我们将探讨数字滤波器的两种主要类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并介绍它们各自的优缺点和设计方法。通过实际案例，读者将理解滤波器如何“雕琢”信号，使其更符合我们的需求。 第六章：信息传输的“保护伞”——编码与纠错 在信号传输过程中，噪声和干扰是不可避免的，它们会破坏信息的完整性。本章将聚焦于如何保护信息在传输过程中的可靠性。我们将介绍信源编码和信道编码的基本原理，包括数据压缩技术（如霍夫曼编码）如何减少冗余，以及纠错码（如海明码、循环冗余校验码）如何检测和纠正传输错误。我们将理解这些编码技术是如何如同为信号穿上“保护伞”，使其在复杂的通信环境中依然保持健壮。 第七章：信号的“语言转换器”——调制与解调 调制解调是将数字信息加载到载波信号上进行传输，并在接收端将其还原出来的核心过程。本章将深入探讨各种调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更现代的数字调制技术，如移相键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）等。我们将分析不同调制方式的优缺点，以及它们在不同通信场景下的适用性。理解调制解调，就是理解我们如何将“数字世界”的信息，通过“模拟世界”的电磁波高效地传递出去。 第八章：深入数字信号处理——Z变换与离散系统分析 在数字信号处理的领域，Z变换是傅里叶变换在离散时间系统分析中的有力推广。本章将详细介绍Z变换及其性质，并阐述它如何用于分析离散时间线性时不变（LTI）系统。我们将学习如何通过Z变换来理解系统的稳定性、频率响应等关键特性，并探讨其在数字滤波器设计和系统稳定性分析中的应用。 第九章：统计的智慧——随机信号与估计 现实世界中的许多信号都带有随机性，例如通信信号中的噪声。本章将引入随机信号的基本概念，包括概率密度函数、自相关函数等。我们将学习如何运用统计学的方法来描述和分析这些随机信号，并介绍参数估计、谱估计等统计信号处理的核心技术。理解随机信号处理，对于设计鲁棒的通信系统和进行精确的信号分析至关重要。 第十章：信息的边界——信息论基础 信息论是理解信息通信容量和效率的理论基石。本章将介绍信息论的基本概念，如熵、互信息、信道容量等。我们将理解信息熵如何量化信息的不确定性，以及信道容量如何决定一个通信信道能够可靠传输的最大信息速率。这些理论为通信系统的设计和优化提供了根本性的指导。 第十一章：信号处理的未来图景 本章将放眼未来，探讨信号处理技术在各个新兴领域的深远影响。我们将简要介绍其在人工智能（如语音识别、图像识别）、大数据分析、机器学习、5G/6G通信、物联网等领域的核心作用。我们将展望信号处理技术在推动科技进步和改变人类生活方式方面将扮演的越来越重要的角色，鼓励读者继续深入探索这一充满活力的领域。 《信号穿越：现代通信的基石》不仅仅是一本书，它是一扇通往理解现代通信世界奥秘的窗口，是一次探索信息科学无垠疆域的旅程。无论您是电子工程、通信工程的学生，还是对科技前沿充满好奇心的爱好者，抑或是希望在信息时代把握机遇的从业者，本书都将是您不可多得的良师益友。它将帮助您搭建坚实的理论基础，培养敏锐的分析能力，并激发您对未来通信技术发展的无限想象。

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如果说市面上很多信号处理的书是偏向理论推导或者偏向工程实现的极端，那么这本书找到了一个绝佳的平衡点。它没有过度沉溺于复杂的数学推导，但也没有为了简化而牺牲掉关键的理论深度。最让我感到惊喜的是，书中提供了大量的MATLAB/Python代码示例（或者说是讲解如何实现的思路），这使得理论知识能够迅速地转化为实际操作能力。比如在讲解采样定理时，书中不仅解释了奈奎斯特率，还给出了不同采样频率下信号重建效果的对比代码思路，这比单纯的文字描述有效得多。这种“知其然更知其所以然”的教学方法，非常适合当前这个需要快速实践和验证的时代背景。我感觉自己不再是孤立地学习公式，而是真正在“做”信号处理。

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这本书的排版和图示设计简直是教科书级别的典范。我经常遇到一些书，虽然内容不错，但是图表模糊不清，让人看得非常费劲。然而，这本书中的每一个图、每一个波形图都绘制得极其清晰、专业。特别是那些关于卷积和相关性的图解，简直是化腐朽为神奇，让原本抽象的运算过程变得直观可感。我记得有一处对快速傅里叶变换（FFT）的蝶形运算过程的分解图，简直是神来之笔，让我一下子就明白了FFT的精髓所在。这种对细节的极致追求，体现了编者对读者体验的尊重。对于我们这些需要经常查阅和复习的读者来说，清晰的图示能大大提高学习效率，这本书在这方面做得无可挑剔。

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这本书的语言风格极其平实，没有那些故作高深的学术腔调，读起来非常舒服。作者似乎非常理解初学者在面对这个领域时的困惑和畏难情绪，因此在讲解时总能找到最贴近生活、最容易理解的切入点。例如，在讨论系统的时域和频域响应时，作者使用了类似音乐均衡器或乐器共振的例子来类比，瞬间拉近了距离感。尽管内容深度足够，但它的表达方式始终保持着一种鼓励探索的姿态，让人感觉学习是一个循序渐进、充满乐趣的过程，而不是一场艰苦的攀登。这本书的价值不仅在于传授知识，更在于它建立了一种积极、自信的学习态度，让人愿意持续深入钻研下去。我强烈推荐给所有对信号处理感兴趣，但又担心门槛太高的朋友们。

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读完这本书，感觉就像是完成了一次对信号处理知识体系的深度漫游。作者在内容组织上花了很大的心思，逻辑结构清晰得令人赞叹。从最基础的连续时间信号分析，到离散时间信号，再到Z变换和数字滤波器设计，每一步都过渡得非常自然流畅。我特别欣赏它在讲解FIR和IIR滤波器设计时的那种细致入微。它不仅给出了设计公式，还深入探讨了不同设计方法的优缺点以及在特定场景下的适用性，这在其他很多教材中是很难找到的深度。我记得有一章专门讲了谱分析，通过对比DFT、FFT以及各种窗函数的效果，让原本一头雾水的问题变得豁然开朗。这本书的行文风格非常严谨，但又不失亲和力，读起来丝毫没有压力，反而能让人沉浸其中，享受探索知识的乐趣。

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这本书真是太实用了，我之前对数字信号处理这块一直有点摸不着头脑，总觉得理论知识太多太枯燥。但是拿到这本书后，发现它把那些复杂的概念讲得非常透彻，而且结合了大量的实例。比如傅里叶变换这个大魔王，以前看教科书总是感觉很抽象，这本书里就用非常形象的比喻和图示，让我瞬间就理解了它的核心思想。尤其是一些经典算法的推导过程，作者的处理方式非常巧妙，既保证了数学上的严谨性，又让初学者能够跟上思路。我特别喜欢它在讲解中穿插的一些工程应用背景知识，这让我明白为什么要学这些东西，而不是单纯地为了考试。它更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你如何去思考和解决实际问题，而不是一个冰冷的理论说明书。对于需要快速上手或者希望加深对基础理论理解的读者来说，这本书绝对是一本不可多得的好帮手。

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