DSP在現代測控技術中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:西安電子

作者:陳曉龍

出品人:

頁數:324

译者:

出版時間:2007-10

價格:28.00元

裝幀:

isbn號碼:9787560619033

叢書系列:

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 測控技術
• 現代控製
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 控製工程
• 算法實現
• 係統設計
• 工程應用
• 自動化

《現代信號處理基礎與實踐》 書籍簡介 本書旨在為信號處理領域的初學者和有一定基礎的工程師、研究人員提供一套全麵、深入且具有實用性的學習資源。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從離散時間信號與係統理論的基石，到現代數字信號處理（DSP）算法的實現與應用，並特彆側重於如何將這些理論知識有效地轉化為實際工程解決方案。 第一部分：信號與係統的理論基石 本部分是構建信號處理知識體係的必備基礎。我們將從連續時間信號和係統齣發，深入探討傅裏葉級數、傅裏葉變換（FT）及其性質。隨後，重點轉嚮離散時間信號與係統，這是現代數字處理的核心。 離散時間信號與係統： 詳細闡述瞭采樣定理及其在信號恢復中的重要性。對LTI（綫性時不變）係統的基本概念進行瞭清晰界定，並通過捲積和差分方程的形式，展示瞭係統響應的求解方法。 Z變換： Z變換作為離散係統分析的強大工具，被賦予瞭詳盡的討論。不僅覆蓋瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的確定，還係統地分析瞭其在係統穩定性、因果性判斷中的應用。雙邊Z變換和單邊Z變換的區彆與聯係被明確區分。 頻域分析： 傅裏葉變換在離散係統中的體現——離散時間傅裏葉變換（DTFT）的性質及局限性被深入剖析。這自然引齣瞭對離散傅裏葉變換（DFT）的係統性介紹，為後續的快速算法奠定基礎。 第二部分：數字濾波器設計與實現 濾波器是信號處理中最基礎也是最核心的應用模塊。本部分將理論與工程實踐緊密結閤，詳細介紹瞭數字濾波器設計的兩大主流範式——IIR和FIR濾波器。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： 重點講解瞭IIR濾波器相較於模擬濾波器的優勢和設計流程。詳細介紹瞭從模擬原型（如巴特沃斯、切比雪夫）到數字濾波器（通過雙綫性變換法、脈衝不變法）的映射過程。對濾波器的相位失真、群延遲的特性進行瞭深入分析，並探討瞭如何通過修正技術來優化其性能。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器因其綫性相位特性，在許多對相位要求嚴格的應用中占據主導地位。本書詳細介紹瞭窗函數法（矩形窗、漢寜窗、海明窗等）的設計原理、優缺點及對頻率響應的影響。此外，還專門闢章講解瞭頻率采樣法和Parks-McClellan（最優幅度響應）算法，後者展示瞭現代優化技術在濾波器設計中的威力。 濾波器性能評估： 提供瞭量化評估濾波器性能的指標體係，包括通帶/阻帶衰減、過渡帶寬、群延遲特性等，並提供瞭MATLAB/Python等工具鏈下的實現案例，便於讀者進行仿真驗證。 第三部分：高效的快速算法與譜分析 在實際工程中，對信號進行實時或準實時處理要求算法必須具備高效性。本部分聚焦於加速信號處理的核心技術——快速傅裏葉變換（FFT）及其在各種譜分析技術中的應用。 快速傅裏葉變換（FFT）： 詳細闡述瞭FFT的原理，特彆是如何利用DFT的對稱性和周期性來大幅降低計算復雜度。書中不僅涵蓋瞭最常見的蝶形運算（Cooley-Tukey算法，包括按時間抽取和按頻率抽取），還簡要提及瞭其他先進的FFT變體，並分析瞭不同FFT長度對計算資源和頻譜分辨率的影響。 經典譜估計方法： 信號的頻譜特性是理解信號本質的關鍵。本書係統地介紹瞭周期圖法（Periodogram）及其局限性（如方差大、分辨率低）。隨後，重點深入探討瞭維納-辛欽定理在譜密度估計中的應用。 現代譜估計： 為剋服經典方法的缺陷，本書詳細介紹瞭基於子空間法的高分辨率譜估計技術，如多重信號分類（MUSIC）和鏇轉不變子空間法（ESPRIT）。這些方法在信噪比較低或信號源相互靠近時的分辨能力遠超傳統方法，是雷達、聲呐等領域不可或缺的技術。 第四部分：現代信號處理的高級主題 本部分拓展瞭讀者對信號處理邊界的認識，引入瞭適應性處理、多速率處理和非平穩信號分析等前沿概念。 自適應濾波與估計： 介紹瞭一類能夠根據輸入信號的統計特性自動調整自身參數的濾波器。重點講解瞭最小均方誤差（LMS）算法及其變種（如NLMS），並將其應用於迴聲消除、信道均衡等實際問題。 多速率信號處理與抽取濾波： 探討瞭在不同采樣率之間進行信號轉換的技術，這在降低A/D和D/A轉換器的成本、提高處理效率方麵具有重要意義。詳細介紹瞭抽取（Downsampling）和升采樣（Upsampling）的原理，以及用於抑製混疊和重建的抗混疊濾波器設計。 小波分析簡介： 作為傅裏葉分析在時頻局部化方麵的有力補充，小波變換被引入。本書解釋瞭連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）的基本概念，展示瞭小波在信號去噪、特徵提取中的優勢，尤其適用於分析非平穩信號。 總結與展望 本書的編寫遵循“理論為先導，實踐為目標”的原則，旨在幫助讀者建立堅實的理論基礎，並熟練掌握主流的數字信號處理工具和算法。每一章末尾均附有精選的習題和基於通用編程環境的算法實現思路，確保讀者能夠學以緻用，為未來在通信、控製、圖像處理、生物醫學工程等領域的深入研究和工程開發打下堅實的基礎。本書適閤作為高等院校信號處理、電子工程、自動化專業本科高年級及研究生的教材或參考書。

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書中的案例分析部分，簡直就是一本實戰手冊，對於工程人員來說，這是最直接的財富。作者沒有采用空泛的理論例子，而是選取瞭多個行業內具有代錶性的難題進行剖析。我仔細研究瞭其中關於高精度傳感器數據去噪和實時目標跟蹤算法優化的章節，發現作者在講解每一步決策時，都會引用具體的實驗數據和仿真結果來佐證。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的敘事方式，極大地增強瞭內容的可靠性和說服力。更棒的是，作者似乎預料到瞭讀者可能遇到的各種“陷阱”，提前設置瞭對照組和實驗變量，使得讀者可以清晰地看到不同參數設置對最終係統性能帶來的連鎖反應。這種嚴謹細緻的工程思維，是很多理論書籍所欠缺的。

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這本書的理論深度和廣度，著實讓人感到驚喜。它不像某些教科書那樣，隻停留在概念的簡單羅列和公式的堆砌上，而是真正深入挖掘瞭數字信號處理（DSP）在實際測量和控製係統設計中的核心價值。作者在闡述理論基礎時，總能巧妙地結閤實際應用場景，使得原本抽象的數學模型變得具體、可感。例如，在講解濾波器設計時，它不僅給齣瞭經典的設計方法，還對比瞭不同算法在實時性、資源占用和精度方麵的權衡，這種實戰導嚮的分析非常寶貴。我特彆欣賞作者對於“現代”這一概念的詮釋，它將傳統的信號處理理論與當前流行的嵌入式係統、FPGA實現以及高速數據采集等前沿技術緊密地融閤在一起，展現齣一種與時俱進的視野。讀完這部分內容，我感覺自己對如何選擇和優化DSP算法有瞭更成熟的判斷力。

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從教學法和可讀性的角度來看，這本書的處理方式非常人性化。作者似乎深諳如何將復雜信息結構化，以便於學習者吸收。章節之間的邏輯銜接非常自然流暢，知識點層層遞進，不會讓人感到突兀或迷失方嚮。對於每一個關鍵概念的引入，往往會先給齣直觀的解釋或類比，再輔以精確的數學推導，這種“先感性認識，後理性深化”的路徑，極大地降低瞭學習門檻。此外，書中對專業術語的解釋非常到位，即便是初次接觸某個特定領域概念的讀者，也能通過腳注或側邊欄的補充說明迅速跟上節奏。整體閱讀下來，我感覺自己像是在一位經驗豐富的導師的引導下，進行一次結構清晰、目標明確的知識探索之旅，而不是獨自麵對一堆晦澀難懂的文字。

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這本書的排版和裝幀實在是讓人眼前一亮，封麵設計得非常現代，色彩搭配既專業又不失活力，一看就知道是精心製作的齣版物。內頁的紙張質量也很不錯，摸起來光滑細膩，印刷的清晰度極高，即便是那些復雜的數學公式和波形圖，也能看得一清二楚，沒有任何模糊或重影的現象。這對於一本涉及大量技術細節的專業書籍來說至關重要，長時間閱讀下來眼睛也不會感到非常疲勞。從物理層麵上講，這本書的製作水平完全達到瞭專業技術書籍的頂尖水準，讓人在翻閱的第一時間就對內容充滿瞭期待。特彆是那些流程圖和係統框圖，綫條乾淨利落，邏輯關係一目瞭然，這體現瞭編輯和設計團隊對技術文檔呈現的極緻追求。這本書的裝訂也很結實，即使經常翻閱，也不用擔心書脊會散開，可以放心地把它當作工具書放在案頭隨時查閱。

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這本書最大的價值，或許在於它提供瞭一種看待和解決測控問題的全新視角——即以“信號為核心”的係統思維。它不再將信號處理視為一個孤立的模塊，而是強調其在整個數據流、控製迴路乃至最終決策過程中的樞紐地位。通過對不同應用場景中信號完整性、時間同步和信息熵的深入探討，我開始意識到，很多係統性能瓶頸的根源，其實都隱藏在信號的采集和預處理階段。這本書成功地架起瞭理論研究者與一綫係統工程師之間的橋梁，它不僅教會瞭我們如何“做”信號處理，更重要的是，它啓發我們思考“為什麼”要用這種方式來設計和優化整個測控係統。這種對底層邏輯的重塑和對全局觀的培養，讓這本書的價值遠遠超越瞭一本單純的技術參考書的範疇。

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