DSP在现代测控技术中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安电子

作者:陈晓龙

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2007-10

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787560619033

丛书系列:

图书标签:

• 数字信号处理
• 测控技术
• 现代控制
• 信号处理
• 嵌入式系统
• 控制工程
• 算法实现
• 系统设计
• 工程应用
• 自动化

《现代信号处理基础与实践》 书籍简介 本书旨在为信号处理领域的初学者和有一定基础的工程师、研究人员提供一套全面、深入且具有实用性的学习资源。全书结构严谨，内容涵盖了从离散时间信号与系统理论的基石，到现代数字信号处理（DSP）算法的实现与应用，并特别侧重于如何将这些理论知识有效地转化为实际工程解决方案。 第一部分：信号与系统的理论基石 本部分是构建信号处理知识体系的必备基础。我们将从连续时间信号和系统出发，深入探讨傅里叶级数、傅里叶变换（FT）及其性质。随后，重点转向离散时间信号与系统，这是现代数字处理的核心。 离散时间信号与系统： 详细阐述了采样定理及其在信号恢复中的重要性。对LTI（线性时不变）系统的基本概念进行了清晰界定，并通过卷积和差分方程的形式，展示了系统响应的求解方法。 Z变换： Z变换作为离散系统分析的强大工具，被赋予了详尽的讨论。不仅覆盖了Z变换的定义、收敛域（ROC）的确定，还系统地分析了其在系统稳定性、因果性判断中的应用。双边Z变换和单边Z变换的区别与联系被明确区分。 频域分析： 傅里叶变换在离散系统中的体现——离散时间傅里叶变换（DTFT）的性质及局限性被深入剖析。这自然引出了对离散傅里叶变换（DFT）的系统性介绍，为后续的快速算法奠定基础。 第二部分：数字滤波器设计与实现 滤波器是信号处理中最基础也是最核心的应用模块。本部分将理论与工程实践紧密结合，详细介绍了数字滤波器设计的两大主流范式——IIR和FIR滤波器。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： 重点讲解了IIR滤波器相较于模拟滤波器的优势和设计流程。详细介绍了从模拟原型（如巴特沃斯、切比雪夫）到数字滤波器（通过双线性变换法、脉冲不变法）的映射过程。对滤波器的相位失真、群延迟的特性进行了深入分析，并探讨了如何通过修正技术来优化其性能。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器因其线性相位特性，在许多对相位要求严格的应用中占据主导地位。本书详细介绍了窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗等）的设计原理、优缺点及对频率响应的影响。此外，还专门辟章讲解了频率采样法和Parks-McClellan（最优幅度响应）算法，后者展示了现代优化技术在滤波器设计中的威力。 滤波器性能评估： 提供了量化评估滤波器性能的指标体系，包括通带/阻带衰减、过渡带宽、群延迟特性等，并提供了MATLAB/Python等工具链下的实现案例，便于读者进行仿真验证。 第三部分：高效的快速算法与谱分析 在实际工程中，对信号进行实时或准实时处理要求算法必须具备高效性。本部分聚焦于加速信号处理的核心技术——快速傅里叶变换（FFT）及其在各种谱分析技术中的应用。 快速傅里叶变换（FFT）： 详细阐述了FFT的原理，特别是如何利用DFT的对称性和周期性来大幅降低计算复杂度。书中不仅涵盖了最常见的蝶形运算（Cooley-Tukey算法，包括按时间抽取和按频率抽取），还简要提及了其他先进的FFT变体，并分析了不同FFT长度对计算资源和频谱分辨率的影响。 经典谱估计方法： 信号的频谱特性是理解信号本质的关键。本书系统地介绍了周期图法（Periodogram）及其局限性（如方差大、分辨率低）。随后，重点深入探讨了维纳-辛钦定理在谱密度估计中的应用。 现代谱估计： 为克服经典方法的缺陷，本书详细介绍了基于子空间法的高分辨率谱估计技术，如多重信号分类（MUSIC）和旋转不变子空间法（ESPRIT）。这些方法在信噪比较低或信号源相互靠近时的分辨能力远超传统方法，是雷达、声呐等领域不可或缺的技术。 第四部分：现代信号处理的高级主题 本部分拓展了读者对信号处理边界的认识，引入了适应性处理、多速率处理和非平稳信号分析等前沿概念。 自适应滤波与估计： 介绍了一类能够根据输入信号的统计特性自动调整自身参数的滤波器。重点讲解了最小均方误差（LMS）算法及其变种（如NLMS），并将其应用于回声消除、信道均衡等实际问题。 多速率信号处理与抽取滤波： 探讨了在不同采样率之间进行信号转换的技术，这在降低A/D和D/A转换器的成本、提高处理效率方面具有重要意义。详细介绍了抽取（Downsampling）和升采样（Upsampling）的原理，以及用于抑制混叠和重建的抗混叠滤波器设计。 小波分析简介： 作为傅里叶分析在时频局部化方面的有力补充，小波变换被引入。本书解释了连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT）的基本概念，展示了小波在信号去噪、特征提取中的优势，尤其适用于分析非平稳信号。 总结与展望 本书的编写遵循“理论为先导，实践为目标”的原则，旨在帮助读者建立坚实的理论基础，并熟练掌握主流的数字信号处理工具和算法。每一章末尾均附有精选的习题和基于通用编程环境的算法实现思路，确保读者能够学以致用，为未来在通信、控制、图像处理、生物医学工程等领域的深入研究和工程开发打下坚实的基础。本书适合作为高等院校信号处理、电子工程、自动化专业本科高年级及研究生的教材或参考书。

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这本书的理论深度和广度，着实让人感到惊喜。它不像某些教科书那样，只停留在概念的简单罗列和公式的堆砌上，而是真正深入挖掘了数字信号处理（DSP）在实际测量和控制系统设计中的核心价值。作者在阐述理论基础时，总能巧妙地结合实际应用场景，使得原本抽象的数学模型变得具体、可感。例如，在讲解滤波器设计时，它不仅给出了经典的设计方法，还对比了不同算法在实时性、资源占用和精度方面的权衡，这种实战导向的分析非常宝贵。我特别欣赏作者对于“现代”这一概念的诠释，它将传统的信号处理理论与当前流行的嵌入式系统、FPGA实现以及高速数据采集等前沿技术紧密地融合在一起，展现出一种与时俱进的视野。读完这部分内容，我感觉自己对如何选择和优化DSP算法有了更成熟的判断力。

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这本书的排版和装帧实在是让人眼前一亮，封面设计得非常现代，色彩搭配既专业又不失活力，一看就知道是精心制作的出版物。内页的纸张质量也很不错，摸起来光滑细腻，印刷的清晰度极高，即便是那些复杂的数学公式和波形图，也能看得一清二楚，没有任何模糊或重影的现象。这对于一本涉及大量技术细节的专业书籍来说至关重要，长时间阅读下来眼睛也不会感到非常疲劳。从物理层面上讲，这本书的制作水平完全达到了专业技术书籍的顶尖水准，让人在翻阅的第一时间就对内容充满了期待。特别是那些流程图和系统框图，线条干净利落，逻辑关系一目了然，这体现了编辑和设计团队对技术文档呈现的极致追求。这本书的装订也很结实，即使经常翻阅，也不用担心书脊会散开，可以放心地把它当作工具书放在案头随时查阅。

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从教学法和可读性的角度来看，这本书的处理方式非常人性化。作者似乎深谙如何将复杂信息结构化，以便于学习者吸收。章节之间的逻辑衔接非常自然流畅，知识点层层递进，不会让人感到突兀或迷失方向。对于每一个关键概念的引入，往往会先给出直观的解释或类比，再辅以精确的数学推导，这种“先感性认识，后理性深化”的路径，极大地降低了学习门槛。此外，书中对专业术语的解释非常到位，即便是初次接触某个特定领域概念的读者，也能通过脚注或侧边栏的补充说明迅速跟上节奏。整体阅读下来，我感觉自己像是在一位经验丰富的导师的引导下，进行一次结构清晰、目标明确的知识探索之旅，而不是独自面对一堆晦涩难懂的文字。

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这本书最大的价值，或许在于它提供了一种看待和解决测控问题的全新视角——即以“信号为核心”的系统思维。它不再将信号处理视为一个孤立的模块，而是强调其在整个数据流、控制回路乃至最终决策过程中的枢纽地位。通过对不同应用场景中信号完整性、时间同步和信息熵的深入探讨，我开始意识到，很多系统性能瓶颈的根源，其实都隐藏在信号的采集和预处理阶段。这本书成功地架起了理论研究者与一线系统工程师之间的桥梁，它不仅教会了我们如何“做”信号处理，更重要的是，它启发我们思考“为什么”要用这种方式来设计和优化整个测控系统。这种对底层逻辑的重塑和对全局观的培养，让这本书的价值远远超越了一本单纯的技术参考书的范畴。

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书中的案例分析部分，简直就是一本实战手册，对于工程人员来说，这是最直接的财富。作者没有采用空泛的理论例子，而是选取了多个行业内具有代表性的难题进行剖析。我仔细研究了其中关于高精度传感器数据去噪和实时目标跟踪算法优化的章节，发现作者在讲解每一步决策时，都会引用具体的实验数据和仿真结果来佐证。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的叙事方式，极大地增强了内容的可靠性和说服力。更棒的是，作者似乎预料到了读者可能遇到的各种“陷阱”，提前设置了对照组和实验变量，使得读者可以清晰地看到不同参数设置对最终系统性能带来的连锁反应。这种严谨细致的工程思维，是很多理论书籍所欠缺的。

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