通信与信号系统实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:重庆大学

作者:罗中华，吴振庚主

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:2007-7

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787562441793

丛书系列:

图书标签:

• 通信原理
• 信号与系统
• 实验教程
• 通信系统
• 信号处理
• 模拟电路
• 数字电路
• MATLAB
• Simulink
• 高等教育

好的，这是一本关于数字信号处理的专业图书的简介，其内容完全独立于《通信与信号系统实验教程》： --- 《高精度数字滤波器的理论与实践》 书籍简介 本书聚焦于现代数字信号处理（DSP）领域中至关重要的一个分支——高精度数字滤波器设计与实现。在当前数据采集、控制系统、通信、以及高保真音频处理等应用中，对滤波器的频率响应、相位线性度、稳定性和运算效率的要求日益严苛，传统的入门级方法已难以满足专业需求。本书旨在为从事DSP系统设计、嵌入式开发以及信号处理算法研究的工程师和研究生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的技术指南。 全书内容组织严谨，从数字滤波器的基本理论框架出发，逐步深入到前沿的高级设计方法与工程优化策略。我们力求在保证数学严谨性的同时，强调算法的可解释性和工程可操作性，避免陷入纯粹的理论推导而脱离实际应用场景。 第一部分：数字滤波器的基础重构与理论深化 本部分旨在巩固读者对离散时间系统、Z变换、频率响应分析等基础知识的理解，并着重探讨影响高精度滤波性能的关键因素。 第一章：离散时间信号与系统回顾 离散时间信号的表示与基本操作： 采样定理的实际约束与欠采样问题的处理。 线性时不变（LTI）系统的分析： 卷积的数值稳定性与高效计算方法。 Z变换及其在滤波器分析中的应用： 收敛域的几何意义，双边Z变换在非因果系统分析中的作用。 脉冲响应与频率响应的精确关系： 傅里叶变换与Z变换在边界点上的衔接与差异分析。 第二章：无限冲激响应（IIR）滤波器的高级分析 IIR滤波器的稳定性与可实现性判据： 极点位置对瞬态响应和稳态误差的影响。 模拟原型滤波器的选择与映射： 预畸变（Pre-warping）的精确补偿，巴特沃斯、切比雪夫（I型与II型）、椭圆滤波器的设计指标权衡。 双线性变换（BLT）的精确应用： 频率轴的非线性映射误差分析，以及如何通过设计参数（如采样频率、截止频率）来最小化此误差。 IIR滤波器的直接型、级联型与并联型结构选择： 对量化噪声和溢出风险的评估。 第三章：有限冲激响应（FIR）滤波器的优化设计 理想滤波器的约束与误差来源： 窗函数法的设计局限性与Gibbs现象的定量分析。 频率采样（Frequency Sampling）方法的深度剖析： 适用于具有特定零点的滤波器设计。 Parks-McClellan（Remez Exchange）算法的原理与工程实现： 均衡波纹的设计，等波纹滤波器的最优权值确定。 线性相位FIR滤波器的构造： 对群延迟和相位延迟的严格控制，以及非整数抽头长度的近似处理。 第二部分：高精度实现与量化效应分析 高精度滤波的挑战往往不在于数学模型，而在于有限字长对算法稳定性和性能的实际影响。本部分集中讨论量化误差的建模、分析与抑制技术。 第四章：有限精度对滤波器系数与运算的影响 字长对系统特性的劣化： 截断误差（Truncation Error）与舍入误差（Rounding Error）的概率模型。 系数量化误差分析： 对极点和零点位置漂移的灵敏度分析，特别是IIR滤波器中对稳定性裕度的侵蚀。 乘积累加（MAC）运算中的溢出与饱和： 动态范围的精确计算与保护措施。 随机噪声模型： 输入信号量化噪声与系统噪声（如抖动 Jitter）的叠加效应。 第五章：量化噪声抑制与结构优化 选择适当的滤波器结构： 最小化运算次数与中间变量的动态范围。 交错（Interleaving）与分数延迟滤波（FDL）结构： 在高采样率系统中的应用。 二阶级联结构的优化： 最小化系数量化的影响，采用耦合结构（Coupled Form）替代直接型。 浮点运算与定点运算的精度权衡： 在FPGA和DSP芯片上的实际映射策略。 第三部分：高级滤波器设计范例与前沿技术 本部分将理论知识应用于解决实际工程中的复杂问题，并介绍当前热点的高级滤波器技术。 第六章：针对特定应用的滤波器设计 极低噪声与高动态范围（Hi-Fi Audio）： 采用高阶切比雪夫或最小相位滤波器，结合过采样与噪声整形技术。 超宽带（UWB）通信中的多相滤波： 对通道选择性和群延迟的要求。 自适应滤波器的基础： 最小均方误差（LMS）算法在噪声消除和回声消除中的应用，以及其稳定性与收敛速度的提升。 滤波器组设计： 小波变换与滤波器组的理论基础，用于多速率信号处理。 第七章：高效实现与硬件加速 定点运算的优化技巧： 缩放因子（Scaling Factor）的精确选择与迭代更新。 指令级并行性（ILP）与DSP指令集： 利用硬件乘法器阵列提高吞吐量。 FPGA/ASIC中的滤波器映射： 流水线（Pipelining）技术在FIR结构中的应用，以及分布式算术（Distributed Arithmetic, DA）在资源受限环境下的优势。 实时系统中的延迟管理： 边界条件处理与前馈/反馈结构对系统延迟的累积效应分析。 本书配有丰富的Matlab/Python代码示例和工程案例分析，帮助读者将理论模型转化为可验证的仿真结果和可部署的硬件描述语言（VHDL/Verilog）代码骨架。读者将通过本书掌握从需求分析到最终硬件实现的全流程设计能力，特别是在需要极高信噪比和严格相位性能的专业系统中，本书提供了不可或缺的理论深度与工程指导。 ---

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作为一名对工程实践有浓厚兴趣的学生，我一直在寻找一本能够完美衔接理论与实践的“桥梁书”。这本《通信与信号系统实验教程》无疑就是我期待已久的那座桥。它的价值不仅仅在于提供了一系列现成的实验流程，更在于它教会了我们如何用系统的、工程化的思维去分析和解决问题。书中的许多实验都要求我们不仅仅是“完成”操作，更重要的是“理解”背后的原理和限制。例如，在进行频谱分析仪的使用教学时，它不仅仅告诉你“按这个键”，而是深入解释了频谱仪的工作原理、分辨率带宽（RBW）和扫描时间（Sweep Time）对测量结果的影响，这才是真正有价值的知识。我发现，很多教程在介绍完理论后，实验部分就变得非常程式化，学生们也只是机械地输入参数，看不到任何变化。然而，这本书鼓励我们进行“假设性”的实验，比如，如果我们把采样率降低一半，系统会发生什么？如果我们将数字滤波器的阶数提高，计算复杂度会增加多少？这种引导性的提问方式，让整个实验过程变成了一场主动的探索，而不是被动的跟随，这才是高质量的实验教育。

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如果说传统的教科书是为我们描绘“理想国”的蓝图，那么这本《通信与信号系统实验教程》就是为我们提供了进入这个“理想国”的实战地图和工具箱。它最大的优点在于其完整性和前瞻性相结合的特点。全书的知识点覆盖面很广，从基础的模数/数模转换，到中级的信道编码、扩频通信，再到初步的信道估计与均衡处理，结构清晰，逻辑严密。尤其值得称赞的是，它在描述完一个实验现象后，总会附带一个“深入思考”或“扩展实验”的部分。这部分内容常常会涉及到一些更高阶的理论概念，比如奈奎斯特准则在实际系统中的体现、功耗与性能之间的权衡等。这些引导性的思考题，迫使我们去回顾和深化先前学过的理论知识，真正实现了理论指导实践，实践反哺理论的良性循环。对于我个人而言，这本书的使用体验非常顺畅，它不是一本用来“收藏”的工具书，而是完全可以陪伴我们从期中实验一直到毕业设计的一本“实战指南”，真正做到了将复杂的通信原理知识转化为可操作、可观察的工程实践。

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说实话，我之前对实验课一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得那是给那些动手能力强的人准备的“高难度副本”。但是这本《通信与信号系统实验教程》彻底颠覆了我的看法。它不是那种高高在上、只展示成功案例的“样板房”教材，而是非常接地气地从最基础的模块开始搭建。比如，在讲解调制解调原理时，它不是直接跳到复杂的数字调制，而是先用模拟调制的实验，让我们从最基础的载波和信息信号的叠加、解调开始摸索，这种循序渐进的方式，让我这个初学者也能很快跟上节奏。让我印象深刻的是关于噪声抑制的章节，书中详细介绍了各种滤波器的设计和实现过程，并且提供了不同信噪比下的对比实验。我们自己搭建电路时，总是在滤波器参数的选择上犯难，参数稍微偏一点，效果就大打折扣。而这本书中的实验指导非常细致地给出了参数选择的经验值和调整的原则，这对于我们快速掌握实验技巧非常有帮助。此外，书中还穿插了一些前沿的课题，比如简单的OFDM系统的初步搭建，虽然只是一个入门级的演示，但也让我们窥见了现代通信技术的一角，极大地激发了我的学习热情和对未来研究方向的兴趣。

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这本《通信与信号系统实验教程》的出现，简直是给咱们这些在理论学习中摸爬滚打的理工科学生们送来了一颗定心丸。拿到书的时候，我就迫不及待地翻开，心里期待着它能真正解决我们动手实践中的那些“拦路虎”。书的排版很清爽，公式推导和实验步骤的穿插安排得相当有条理，不像有些教材，把理论和实验硬生生地割裂开来，让人抓耳挠腮。特别是那些关于傅里叶变换和Z变换的实验，以前光靠纸面上的公式计算，总觉得少了点什么，这本书里通过实际的仿真操作，让我第一次真真切切地看到了频谱是如何变化的，信号的混叠现象在屏幕上直观地展示出来，那种“原来如此”的豁然开朗，是单纯看书本推导永远体会不到的。作者在描述实验现象时，用词非常精准，既有学术上的严谨性，又不失教学上的亲和力，仿佛一位经验丰富的导师在旁边耐心指导。我特别欣赏它对实验误差分析的重视，很多时候，实验做出来和理论值有偏差，我们往往不知道是哪里出了问题，这本书里详细列举了可能导致误差的原因，比如采样率的选择、量化噪声的影响等等，这极大地提升了我们解决实际问题的能力，而不是盲目地套用公式。

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这本书的配套资源和设计理念，体现了作者对当代电子信息工程教育的深刻理解。我注意到，许多实验项目都紧密围绕着软件定义无线电（SDR）或基于MATLAB/Simulink的仿真平台展开，这无疑是顺应了当前技术发展的潮流。以前的实验可能还停留在搭建分立元件电路的阶段，相对固定和繁琐，而这本教程巧妙地将数字信号处理的强大能力引入进来，让我们可以在虚拟环境中快速迭代和验证复杂的算法。比如，在信道编码和纠错的实验部分，我们不再需要手工编写复杂的逻辑电路，而是可以直接在软件环境中模拟不同信道模型下的误码率性能，并对比不同纠错码（如Hamming码、卷积码）的效果。这种高效的迭代能力，极大地节省了硬件调试的时间，让我们能把更多精力集中在算法本身。更重要的是，书中对不同软件工具的结合使用讲解得非常清晰，对于初次接触SDR或者Simulink的用户来说，提供了非常及时的上手指导，有效降低了学习曲线的陡峭程度，让原本高不可攀的数字通信实验变得触手可及。

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