Introduction to Signal Synthesis and Analysis (Studies in Advanced Mathematics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Chapman & Hall

作者:John Van der Hoek

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2010-02-15

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781584884965

丛书系列:

图书标签:

• 信号处理
• 信号分析
• 信号合成
• 数学研究
• 傅里叶分析
• 小波变换
• 数字信号处理
• 系统分析
• 高等数学
• 工程数学

《电子信号处理基础：从理论到应用》 作者： [此处可填写作者名称，例如：张伟、李明] 出版社： [此处可填写出版社名称，例如：科学技术出版社] 图书定价： [此处可填写定价] ISBN： [此处可填写ISBN] 图书简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电子信号处理（DSP）基础知识体系，内容涵盖了从经典理论到现代应用实践的广泛领域。它不仅适合电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的本科高年级学生和研究生，也为从事信号处理相关领域的工程师和研究人员提供了一份重要的参考资料。 本书的结构设计遵循循序渐进的原则，从最基本的信号与系统理论入手，逐步过渡到离散时间信号处理、数字滤波器设计、快速傅里叶变换（FFT）算法，以及现代信号处理中的重要工具，如小波分析和盲源分离等。我们力求在保持理论严谨性的同时，注重工程实践的应用价值，使读者能够清晰地理解数学工具如何转化为实际的系统设计。 第一部分：信号与系统基础 本部分是理解整个信号处理领域基石。我们从信号的分类与表示开始，详细阐述了连续时间信号和离散时间信号的基本特性，如能量、功率、周期性和有界性。随后，深入探讨了线性时不变（LTI）系统的分析方法，这是信号处理的核心概念。我们通过卷积积分（对于连续系统）和卷积和（对于离散系统）来描述系统的输入输出关系，并着重分析了系统的冲激响应和系统函数（或称传递函数）。 为了更有效地分析系统的频率特性，本书引入了傅里叶分析的强大工具。我们详尽地介绍了连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）的定义、性质及其在系统分析中的应用。重点突出了采样定理（Nyquist-Shannon 采样定理），解释了信号数字化过程中的关键限制和抗混叠滤波器的设计原则。 第二部分：离散时间信号处理与Z变换 随着信号的数字化，重点转向离散时间信号处理（DTSP）。本部分的核心是Z变换，它是分析离散时间系统稳定性和因果性的关键数学工具。我们详细推导了Z变换的收敛域（ROC）概念，并演示了如何使用Z变换来求解差分方程和分析系统响应。 系统的分析将从离散时间傅里叶变换（DTFT）扩展到离散傅里叶变换（DFT）。我们清晰地解释了DFT是如何对DTFT在特定频率点上的采样，以及DFT在实际计算中的重要性。 第三部分：数字滤波器设计 数字滤波器是信号处理中最常用的模块之一。本部分系统地介绍了数字滤波器的两大主要类型：无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。 FIR 滤波器设计部分，我们将重点介绍时域设计方法，如窗函数法（包括矩形窗、汉宁窗、海明窗等）及其对滤波器性能（过渡带宽、阻带衰减）的影响。此外，还将介绍更高级的频率采样法和最优滤波器设计（如Parks-McClellan算法）。 IIR 滤波器设计部分，我们聚焦于如何利用成熟的模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器）设计，并通过双线性变换法或脉冲不变法将其映射到离散时间系统。书中会详细讨论这些映射带来的频率预畸变问题及相应的补偿措施，确保设计的准确性。 第四部分：快速傅里叶变换（FFT）及其应用 DFT的计算复杂度是$O(N^2)$，这在处理长序列时是不可接受的。本书投入大量篇幅讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，特别是蝶形运算和基-2 FFT算法的原理。我们不仅会展示如何利用FFT进行高效的频谱分析，还将探讨谱泄漏现象及其解决办法（如加窗），并介绍重叠相加法和重叠保留法在高效卷积计算中的应用。 第五部分：现代信号处理技术 随着计算能力的提升，信号处理的应用领域也日益拓宽。本部分引入了超越传统傅里叶分析的先进工具： 1. 小波分析（Wavelet Analysis）：对比傅里叶分析在处理非平稳信号时的局限性，我们详细介绍了小波变换的多分辨率分析特性，包括短时傅里叶变换（STFT）与小波变换的差异，并简要介绍了离散小波变换（DWT）及其在信号去噪和压缩中的应用。 2. 自适应滤波：介绍了维纳滤波器的基本理论，并重点阐述了最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法。这些算法在噪声消除、回声消除和信道均衡等自适应系统中扮演着核心角色。 3. 统计信号处理基础：包括随机信号的描述（功率谱密度PSD）、平稳性的概念，以及维纳-霍夫方程在最优线性估计中的应用。 第六部分：工程实例与仿真 为了加深读者的理解，本书在每一关键理论点后都配有详细的MATLAB/Python仿真示例。这些实例涵盖了： 通信系统中的基带信号处理流程。 音频信号的降噪与均衡。 图像处理中的边缘检测与滤波。 传感器数据的时间序列分析。 本书通过严谨的数学推导和丰富的工程案例相结合的方式，旨在培养读者独立分析和设计复杂信号处理系统的能力。我们相信，掌握了本书内容，读者将能自信地迈入前沿信号处理技术的研究与应用领域。

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这本书的结构安排体现了作者深厚的教学功底。它从最基础的周期信号展开开始，逐步过渡到非周期信号的傅里叶变换，然后巧妙地引入了卷积的深刻意义，最后才将这些工具应用于随机信号的处理。这种层层递进的逻辑架构，使得复杂的概念能够在合适的时机被引入，避免了初学者被概念的“瀑布”淹没。我特别喜欢作者对“时域与频域对偶性”的探讨，作者通过一系列巧妙的变换演示，清晰地展示了这两种视角如何互为补充，而不是互相排斥。在阅读相关章节时，我甚至会不自觉地停下来，尝试用自己熟悉的领域（比如控制论中的传递函数）去印证书中的观点。总而言之，这是一本极具启发性的参考书，它不仅仅是知识的搬运工，更是思维方式的塑造者。

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坦白说，这本书的阅读体验并非轻松愉快的那一类，它要求读者投入大量的时间和精力去消化。我个人觉得，如果你是初次接触信号分析领域的新手，直接啃这本书可能会有些吃力，因为它假定读者已经具备了扎实的微积分和线性代数基础。然而，一旦你能够跟上作者的思路，你会发现它为你打开了一扇通往高级应用的大门。我尤其欣赏它在引入采样定理时的细致入微，作者没有仅仅满足于奈奎斯特速率的陈述，而是深入探讨了混叠现象的数学根源以及如何通过抗混叠滤波器在物理层面上解决这一问题。这种从纯理论到工程实践的无缝衔接，是很多同类书籍所欠缺的。这本书更像是一位经验丰富、不苟言笑的导师，它不会迁就你的弱点，而是会强迫你用最精确的语言去描述你所观察到的世界。

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当我翻开这本书时，首先映入眼帘的是那种沉静而严谨的学术氛围。它不像市面上那些流行的科普读物那样试图用大量生动的比喻来稀释理论的难度，而是直接将读者带入到纯粹的数学世界中。对于我这种喜欢钻研底层原理的人来说，这简直是如获至宝。作者对线性系统理论的阐述极其到位，特别是关于稳定性判据和状态空间表示的部分，处理得干净利落，几乎没有一丝含糊之处。我记得在处理一个关于离散时间系统的稳定性问题时，我原先的理解总是在欧拉圆周和Z平面之间摇摆不定，但阅读了这本书中关于收敛域的讨论后，那种困惑豁然开朗。那种感觉就像是找到了缺失的拼图，所有看似零散的知识点瞬间连接成了一个有机的整体。这本书对数学符号的运用极为精准，每一次变量的引入都有其明确的物理或数学意义，绝不滥用任何一个符号，这对于严谨的学术交流至关重要。

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这本书的封面设计着实吸引眼球，那种深邃的蓝色调配上简洁有力的字体，让人一眼就能感受到它蕴含的学术深度。我是在研究数字信号处理时偶然发现它的，当时正为如何将理论模型更直观地应用到实际的波形生成中感到困惑。这本书的排版非常专业，不是那种充斥着花哨图表的快餐读物，而是扎实的数学推导和清晰的逻辑链条。我特别欣赏作者在介绍傅里叶级数和变换时所采用的渐进式讲解方法，它不像很多教科书那样上来就给出一堆复杂的公式，而是先用非常直观的几何或物理图像来铺垫概念，让人更容易理解“为什么”要这样做，而不是仅仅停留在“怎么做”的层面。虽然内容涉及复杂的分析工具，但作者在每章末尾设置的“思考题”总是能恰到好处地引导读者去探索更深层次的问题，培养独立思考的能力。对于那些想要真正吃透信号本质的工程师和研究人员来说，这本书无疑是一块坚实的基石。

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这本书给我最大的感受是其对“分析”一词的深刻理解。它不仅仅是教你如何计算一个信号的频谱，更是教你如何思考信号的内在结构和特性。例如，在处理调制技术时，书中对边带的数学推导极其清晰，它没有停留于简单的加法和乘法操作，而是深入探讨了信息如何在载波上“编码”和“解调”的物理过程，使得复杂的调制解调过程变得逻辑自洽。对于那些希望从事通信系统或雷达信号处理方向的研究者来说，这本书提供的数学工具箱是无比宝贵的。它的内容密度非常高，阅读速度慢是常态，但每一次深入的阅读都会带来新的洞察。读完这本书，你会发现自己对“信号”这个词的理解已经提升到了一个全新的、更具辨识力的层次，不再是简单的波形图像，而是深植于数学和物理定律之中的结构实体。

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