Starting Electronics, Third Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Newnes

作者:Keith Brindley

出品人:

页数:290

译者:

出版时间:2004-11-08

价格:USD 19.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780750663861

丛书系列:

图书标签:

为了好奇心而读
electronics
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Electronics
DIY
Circuits
Beginner
Tutorial
Practical
Components
Third Edition
Hobbyist
Learning

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具体描述

Starting Electronics is unrivalled as a highly practical introduction for hobbyists, students and technicians. Keith Brindley introduces readers to the functions of the main component types, their uses, and the basic principles of building and designing electronic circuits.

Breadboard layouts make this very much a ready-to-run book for the experimenter; and the use of multimeter, but not oscilloscopes, puts this practical exploration of electronics within reach of every home enthusiast's pocket.

The third edition has kept the simplicity and clarity of the original. New material includes sections on transducers and more practical examples of digital ICs.

A punchy, practical introduction to self-build electronics

The ideal starting point for home experimenters, technicians and students who want to develop the real hands-on skills of electronics construction

Circuits use breadboards, a multimeter and widely available components, making them accessible to the first-time electronics experimenter

数字信号处理的基石与实践：深入理解与应用图书名称：《数字信号处理：原理、算法与实现》第一章：引言与基础概念本章将为读者构建理解数字信号处理（DSP）的坚实基础。我们将从模拟信号与数字信号的本质区别入手，阐明为什么在现代工程领域，数字化处理成为主流。内容涵盖信号的表示方法，从连续时间信号到离散时间信号的转换过程，重点剖析采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的理论深度及其在实际应用中的局限性与应对策略。信号的数字化过程不仅仅是简单的数值化，更涉及量化误差、失真分析以及信噪比的提升。本章将详细讲解离散时间信号（DTS）的数学描述，引入序列（Sequence）的概念，并对周期性、能量与功率等基本信号属性进行严格的数学定义和分析。对于初学者而言，建立对离散时间系统的直观理解至关重要，因此本章引入了大量图示和直观的物理模型来辅助理解。第二章：离散时间系统分析本章的核心在于系统理论的建立。我们将离散时间系统定义为接受离散时间输入信号并产生离散时间输出信号的变换器。系统的基本性质，如线性（Linearity）、时不变性（Time-Invariance）、因果性（Causality）和稳定性（Stability），将被逐一深入探讨。线性时不变（LTI）系统是DSP分析的基石，本章将花费大量篇幅阐述LTI系统的冲激响应（Impulse Response）描述及其重要性。卷积（Convolution）运算是描述LTI系统输入输出关系的数学工具。我们将详细推导离散时间卷积的公式，并通过实例展示如何利用冲激响应来预测任意输入信号经过系统后的输出。此外，本章还将引入系统的频率响应概念，解释系统如何影响信号的不同频率分量，为后续的滤波设计打下理论基础。稳定性判据，特别是BIBO（Bounded-Input Bounded-Output）稳定性的条件，也将在此章中得到严格的数学证明。第三章：Z变换——离散时间信号的强大工具 Z变换是分析离散时间系统和信号的拉普拉斯变换的离散对应物，是DSP领域最核心的分析工具之一。本章将首先定义单边和双边Z变换，并详细讨论其收敛域（Region of Convergence, ROC）的概念。理解ROC是判断系统稳定性和因果性的关键。我们将系统地推导常见信号（如单位冲激、单位阶跃、指数序列）的Z变换对，并重点阐述Z变换的四大基本性质：线性、时移、卷积与微分（在Z域中表现为乘法）。本章将着重讲解如何利用Z变换来求解线性常系数差分方程（LCCDE），将复杂的时域迭代关系转化为简单的代数方程求解，极大地简化了系统的分析过程。逆Z变换的求取方法，包括部分分式展开法和级数展开法，也将得到详尽的讲解与实践指导。第四章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）傅里叶分析是理解信号在频域特性的基础。本章将从连续傅里叶变换（FT）过渡到离散傅里叶变换（DFT）。DFT将无限的连续频谱离散化为有限个频率点，使其能够被数字系统精确计算。我们将深入分析DFT的定义、周期性以及其与Z变换的关系，特别关注DFT的频谱泄漏（Spectral Leakage）现象及其原因。 DFT的计算复杂度是$O(N^2)$，对于大数据集而言效率低下。本章的核心内容是快速傅里叶变换（FFT）算法。我们将详细剖析最常用的基-2 FFT算法，特别是蝶形运算（Butterfly Diagram）的结构和递归/迭代实现方法。通过对FFT算法内部机制的透彻理解，读者将能有效管理计算资源、优化实现效率。本章还将讨论窗口函数（Windowing Function）的应用，如汉宁窗、海明窗，用于缓解频谱泄漏问题，以获取更精确的频率分析结果。第五章：数字滤波器设计 I：IIR 滤波器数字滤波器根据其脉冲响应的特性分为无限冲激响应（IIR）和有限冲激响应（FIR）两大类。本章专注于IIR滤波器的设计。IIR滤波器因其设计复杂度相对较低且在相同的阶数下能提供更陡峭的过渡带而广受欢迎。本章首先回顾模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的设计理论，然后重点介绍将连续时间滤波器转换为离散时间滤波器的主要方法：脉冲不变法（Impulse Invariance）和双线性变换法（Bilinear Transformation）。双线性变换因其能避免频谱混叠并能精确地将模拟频率映射到数字频率，成为主流设计工具。本章将详细分析双线性变换带来的频率压缩效应及其校正方法。滤波器原型（如低通、高通、带通、带阻）的设计流程，包括规范确定、模拟原型选择、预畸变（Pre-warping）以及最终的差分方程推导，都将通过详尽的实例进行演示。第六章：数字滤波器设计 II：FIR 滤波器 FIR滤波器由于其严格的线性相位特性（无群延迟失真）和固有的稳定性，在对相位要求极高的应用（如通信系统、高精度音频处理）中占据不可替代的地位。FIR滤波器的设计基于对所需频率响应的直接近似。本章将系统介绍FIR滤波器的三种主要设计方法：窗函数法（Windowing Method）、频率采样法（Frequency Sampling Method）和最优设计法（如Parks-McClellan算法）。窗函数法是理解FIR设计直观性的关键，我们将分析不同窗函数（矩形窗、汉宁窗等）对滤波器性能（主瓣宽度与旁瓣衰减）的影响。对于更复杂的性能要求，本章将深入探讨使用等波纹（Equiripple）技术的Remez交换算法（即Parks-McClellan算法），展示如何精确控制通带和阻带的波纹度，实现最优的滤波器性能。本章还会讨论FIR滤波器的结构实现，如直接型、格型等，并分析其实际计算量。第七章：多相结构与抽取/插值滤波器在实际的通信和软件定义无线电（SDR）系统中，信号的采样率常常需要根据处理需求进行灵活调整。本章专门探讨速率转换技术，这是高效DSP实现的关键技术。我们将引入多相分解（Polyphase Decomposition）的概念，展示如何将高阶的滤波器分解为多个低速率的子滤波器组，从而实现高效的速率匹配。内容涵盖采样率抽取（Downsampling）和采样率插值（Upsampling）的理论推导与实际结构。抽取滤波器用于降低数据速率，避免混叠；插值滤波器用于提高数据速率，填补缺失的数据点。本章将详细分析整数倍率和非整数倍率下的速率转换算法，包括多相结构的具体实现细节，这些结构是现代高速DSP硬件（如FPGA和ASIC）中的基础构件。第八章：自适应滤波与谱估计本章将DSP的应用提升到动态和统计处理层面。自适应滤波侧重于滤波器系数能根据输入信号的统计特性自动调整的系统。我们将详细介绍随机过程的基础知识，如平稳性、自相关函数和互相关函数。核心内容将集中在维纳滤波器（Wiener Filter）的理论推导，这是最小均方误差（MMSE）意义下的最优线性滤波器。在此基础上，我们将引入最小均方（LMS）算法和归一化LMS（NLMS）算法，这些是工程中最常用的自适应滤波器实现。这些算法在噪声消除、回声消除和信道均衡等领域具有广泛应用。此外，本章的后半部分将转向数字谱估计。我们将对比经典的基于傅里叶变换的谱估计方法（如周期图法）的局限性，并深入探讨参数化谱估计方法，如自回归（AR）模型、滑动平均（MA）模型以及ARMA模型。重点介绍Burg算法等高效的参数模型估计技术，以及如何利用这些模型在高分辨率频谱分析中取得突破。第九章：有限精度效应与DSP实现考量在将理论算法转化为实际硬件或嵌入式软件实现时，必须考虑有限精度对性能的影响。本章是连接理论与工程实践的桥梁。内容将涵盖定点（Fixed-Point）和浮点（Floating-Point）运算的差异及其在不同硬件平台上的资源消耗与精度表现。我们将详细分析量化误差（Quantization Error）的来源，包括系数量化、信号量化和乘法累加（MAC）过程中的溢出与截断效应。滤波器结构的选择（如直接型、级联型、并联型）对误差传播的影响将被深入剖析。本章还将介绍如何通过增加字长、使用舍入而非截断、以及选择合适的结构来最小化有限字长对滤波器性能（特别是稳定性）的负面影响，为最终的系统集成提供必要的工程指导。 --- 本书特色：本书强调理论的严谨性与实践的可操作性相结合。每一核心概念的引入都伴随着清晰的数学推导和大量的仿真实例（使用MATLAB/Octave语言环境），旨在培养读者不仅能使用DSP工具，更能理解工具背后数学原理的能力。全书覆盖了从基础信号处理到高级自适应算法和谱分析的全景图，是电子工程、通信工程、控制科学及计算机科学专业学生和工程师不可或缺的参考书。