信號分析與處理：虛擬儀器實驗教程/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫暉，張冶沁，劉俊延 著

圖書標籤:

• 信號分析
• 信號處理
• 虛擬儀器
• 實驗教程
• 電子信息工程
• 高等教育
• 教材
• LabVIEW
• MATLAB
• 通信原理

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302315612

版次：1

商品編碼：11225747

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校電子信息工程規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-05-01

用紙：膠版紙

頁數：176

字數：295000

正文語種：中文

內容簡介

　　信號與係統的分析與處理課程是電子信息與電氣信息類專業本科生的重要基礎課程，具有較強的理論性和實踐性。《21世紀高等學校電子信息工程規劃教材·信號分析與處理：虛擬儀器實驗教程》作為理論教材的延伸，在充分考慮相關課程理論體係結構的基礎上，依托LabVIEW軟件實驗平颱設計相關實驗，實驗側重信號處理、係統設計以及綜閤應用，體現瞭基本原理和工程應用的有機結閤。
　　《21世紀高等學校電子信息工程規劃教材·信號分析與處理：虛擬儀器實驗教程》適閤作為高等學校電子信息與電氣信息類專業本科生相關課程的實驗教材，也可作為本科生和研究生學習信號處理相關課程的輔助教材。《21世紀高等學校電子信息工程規劃教材·信號分析與處理：虛擬儀器實驗教程》還可作為工程技術人員學習LabVIEW的入門及應用教材。

內頁插圖

目錄

第1章 LabVIEW編程基礎
1.1 LabVIEW工作環境
1.1.1 LabVIEW界麵
1.1.2 LabVIEW前麵闆和程序框圖
1.2 LabVIEW基本操作
1.2.1 VI創建與編輯
1.2.2 子VI
1.2.3 VI運行與調試
1.2.4 ExpressVI
1.3 數據類型
1.3.1 基本數據類型
1.3.2 復閤數據類型
1.4 程序結構
1.4.1 循環結構
1.4.2 順序結構
1.4.3 條件結構
1.5 圖形與圖錶顯示
1.5.1 波形圖錶
1.5.2 波形圖
1.5.3 XY圖
1.6 文件I／O
1.6,1 文件I/O基礎
1.6.2 文本文件讀寫
1.6.3 二進製文件讀寫
1.7 MathScript
1.7.1 MathScript簡介
1.7.2 MathScript窗口
1.7.3 MathScript節點
1.7.4 MathScript程序控製結構
1.7.5 MathScript函數與腳本

第2章 NI myDAQ虛擬儀器教學實驗套件
2.1 NI myDAQ概述
2.1.1 NI myDAQ硬件概述
2.1.2 NI myDAQ軟件概述
2.1.3 NI myDAQ信號連接
2.2 配閤使用NI myDAQ和軟麵闆（SFP）儀器
2.2.1 數字萬用錶（DMM）
2.2.2 示波器（Scope）
2.2.3 函數信號發生器（FGEN）
2.2.4 波特分析儀（Bode）
2.2.5 動態信號分析儀（DSA）
2.2.6 任意波形發生器（ARB）
2.2.7 數字讀取器（Digln）
2.2.8 數字寫入器（DigOut）
2.3 配閤使用LabVIEW和NI myDAQ
2.3.1 使用NI-DAQmx編程
2.3.2 配閤使用LabVIEW和NI myDAQ編程

第3章 基礎實驗
3.1 基礎實驗一 無源濾波器和有源濾波器
3.2 基礎實驗二 信號的采樣與恢復
3.3 基礎實驗三 幅度調製與解調
3.4 基礎實驗四 離散時間信號和係統分析
3.5 基礎實驗五 離散傅裏葉變換與快速傅裏葉變換
3.6 基礎實驗六 數字濾波器設計

第4章 綜閤實驗
4.1 綜閤實驗一 心電信號分析與處理
4.2 綜閤實驗二 多址技術
4.3 綜閤實驗三 雙音多頻撥號識彆係統設計
4.4 綜閤實驗四 數字濾波器的零極點配置法設計與應用
4.5 綜閤實驗五 工程簡易數字濾波
4.6 綜閤實驗六 多采樣率信號處理
4.7 綜閤實驗七 數字圖像增強處理與字符識彆
4.8 綜閤實驗八 數字音效處理器設計
4.9 綜閤實驗九 電力係統諧波分析
參考文獻

前言/序言

　　LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美國國傢儀器（National Instruments，NI）公司的虛擬儀器集成環境，它采用一種基於圖形化的、用圖標代替文本創建應用程序的計算機編程語言進行設計與實現，已廣泛應用於通信、控製、測量、生物醫學等領域。利用LabVIEW編程的直觀性和交互性，相關人員可以更高效地緻力於各類課程的實踐及項目應用。
　　MathScript是基於文本、麵嚮數學的編程語言，內嵌於LabVIEW中。它利用.m文件的腳本語法，包含瞭用於數學分析、信號處理的600多個常用函數。按照MATLAB語法編寫的腳本通常可以不加修改地在MathScript中運行。利用MathScript的交互式窗口可方便地執行腳本程序並能立即看到運行結果、觀察變量和命令曆史。使用MathScript節點，能直觀地將圖形化和文本代碼編程結閤在一起。
　　NImyDAQ是一種低成本便攜式采集和輸齣設備，采用USB接口，集成瞭模擬輸入和輸齣、數字輸入和輸齣、音頻、電源和數字萬用錶等功能。通過配套的軟件，學生可使用它測量實際信號和輸齣信號；通過與LabVIEW配閤，可分析和處理獲取的數據。
　　本書采用基於LabVIEW和myDAQ相結閤的教學實踐支撐平颱實現基於信號分析與處理的軟件仿真和硬件設計，學生能快速掌握該平颱的操作方法和編程，從而將更多的時間用於課程理論的應用上而不是熟悉平颱本身。
　　本書的主要特點如下：
　　（1）實驗內容以LabVIEW作為軟件實驗平颱，利用myDAQ和計算機聲卡等硬件進行形象、直觀的仿真實現以及硬件實現，避免學生學習使用實驗工具占用太多時間，並符閤學生當時的知識水平。
　　（2）將理論課教學內容融入實驗教學中，實驗教學內容作為理論課教學的延伸，因此與理論課教學具有較好的銜接性。
　　（3）實驗內容理論聯係實際，具有相關專業背景，具有較強的趣味性和實用性，能充分發揮學生的主觀能動性。
　　（4）實驗內容易於拓展，能充分發揮學生的創造性。
　　本書分為4章，第1章介紹LabVIEW基本知識，包括LabVIEW工作環境、基本操作、數據類型、程序結構、圖形與圖錶顯示、文件操作等，還對MathScript進行瞭較為詳細的介紹，為後續實驗打下堅實的平颱應用基礎。
　　第2章介紹NImyDAQ虛擬儀器教學實驗套件的基本內容。
　　第3章是基礎實驗部分.包括無源濾波器和有源濾波器、信號的采樣與恢復、幅度調製與解調、離散時間信號和係統分析、離散傅裏葉變換與快速傅裏葉變換、數字濾波器設計等6個基礎實驗，實驗設計主要基於信號分析與處理基本理論的驗證和基本應用。

《信號的海洋：探索與駕馭》 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量的信號所包圍。從最簡單的電話交流，到復雜的人工智能係統，再到深邃的宇宙探測，信號是理解世界、驅動科技進步的基石。它們是信息的載體，是能量的傳遞，是現實世界的數學映射。然而，這些看似無形的存在，其背後蘊含著深刻的科學原理和強大的工程應用。 本書《信號的海洋：探索與駕馭》旨在為你打開一扇通往信號世界的大門。它不是一本枯燥的理論堆砌，也不是一套冰冷的公式推導，而是一次充滿啓發性的探索之旅，帶你深入理解信號的本質，掌握分析與處理它們的強大工具，並最終學會如何駕馭這些信號，讓它們為我們所用。 為何信號如此重要？ 信號無處不在，其重要性體現在各個領域： 通信與網絡： 你的手機、電腦、Wi-Fi，所有這些現代通信技術的基石都是對信號的編碼、傳輸、解碼和處理。從語音通話到高速互聯網，都依賴於對信號的精確控製。 醫療健康： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、醫學影像（CT、MRI）等等，這些診斷工具都是在捕捉、分析人體內部的生物電信號和物理信號，以輔助醫生做齣準確的判斷。 工業自動化： 傳感器收集的溫度、壓力、速度等數據，都需要被轉化為電信號進行處理，纔能實現生産過程的監控、優化和控製。 科學研究： 天文學傢接收來自遙遠星係的電磁波信號，地震學傢監測地殼的微弱振動，都是在試圖從海量的信號數據中提取有價值的信息，揭示宇宙的奧秘或地球的秘密。 消費電子： 揚聲器播放的音樂、電視屏幕顯示的圖像、智能傢居設備接收的指令，背後都有著復雜的信號處理過程。 理解信號，就是理解現代科技的運行原理；掌握信號分析與處理，就是掌握瞭解決這些領域問題的關鍵能力。 本書將帶你進行怎樣的探索？ 《信號的海洋：探索與駕馭》將從最基礎的概念齣發，逐步深入，為你構建一個全麵而深入的信號世界認知框架。我們將： 第一部分：信號的語言——認識與描述 信號的本質： 我們將從最基本的層麵開始，理解什麼是信號，以及它們是如何産生的。你會瞭解到，信號不僅僅是電流或電壓，它可以是任何隨時間或空間變化的量，可以承載著豐富的信息。 信號的分類： 信號韆變萬化，我們將學習如何對它們進行分類。例如，連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等。這些分類有助於我們選擇閤適的分析工具。 時域分析： 這是理解信號最直觀的方式。我們將學習如何觀察信號在時間軸上的變化，理解其幅度、頻率、相位等基本屬性。你將學會繪製信號波形，並從波形中解讀信息。 頻域分析： 許多信號的內在特性在時域中並不明顯，但在頻域中則會一目瞭然。我們將介紹傅裏葉變換（Fourier Transform）的核心思想，以及如何通過它來揭示信號的頻率成分。你會理解為什麼“萬物皆可分解為正弦波”，以及這對信號分析有何意義。 其他重要變換： 除瞭傅裏葉變換，我們還將介紹拉普拉斯變換（Laplace Transform）和Z變換（Z-Transform），它們在分析連續時間和離散時間係統時分彆具有獨特的優勢。 第二部分：信號的處理——過濾與增強 濾波器的概念與分類： 現實世界中的信號往往混雜著各種噪聲和乾擾，我們需要“清理”它們。濾波器就像信號世界的“篩子”，可以去除不需要的頻率成分，保留有用的信息。我們將詳細介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型。 濾波器設計入門： 理解瞭濾波器的作用，我們還將探討如何設計濾波器。你將學習到一些基本的濾波器設計方法，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等，並瞭解它們的性能特點。 采樣與量化： 許多信號在實際應用中是連續的，但計算機處理需要離散的數字信號。我們將深入講解奈奎斯特采樣定理（Nyquist Sampling Theorem），理解采樣率的重要性，以及量化過程中會引入的誤差。 數字信號處理（DSP）基礎： 隨著計算機技術的發展，數字信號處理已成為主流。本書將介紹數字濾波器、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）等核心數字信號處理技術，讓你能夠利用計算機高效地處理信號。 信號的壓縮與編碼： 在通信和存儲中，我們常常需要減小信號的數據量。我們將介紹一些基本的信號壓縮和編碼技術，例如脈衝編碼調製（PCM）等，讓你瞭解如何更有效地利用存儲空間和傳輸帶寬。 第三部分：信號的應用——實踐與洞察 係統分析： 信號往往在係統中進行傳輸和處理。我們將學習如何用數學模型來描述綫性時不變（LTI）係統，並理解係統對信號的響應。傳遞函數、捲積等概念將在這一部分得到闡述。 噪聲的産生與抑製： 噪聲是信號處理中永遠的挑戰。我們將探討噪聲的各種來源，並學習如何通過有效的濾波和信號處理技術來降低噪聲的影響，提高信號的信噪比。 調製與解調： 在通信係統中，我們需要將信息信號“嵌入”到載波信號中進行傳輸，這個過程稱為調製。接收端則需要將信息提取齣來，稱為解調。我們將介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）等基本的調製解調技術。 實例分析與案例研究： 理論知識需要與實踐相結閤。本書將穿插大量的實際應用案例，例如音頻信號處理、圖像信號處理、生物信號處理等，讓你看到信號分析與處理是如何解決現實世界中的問題的。 未來的展望： 信號處理技術仍在不斷發展，與人工智能、機器學習等前沿技術融閤，催生齣更多令人興奮的應用。我們將簡要展望信號處理技術的未來發展趨勢。 學習本書，你將獲得什麼？ 紮實的理論基礎： 你將建立起一套完整的信號分析與處理的理論體係，理解各種概念的來龍去脈。 解決問題的能力： 你將學會如何運用所學的知識和工具，去分析和解決現實世界中的信號相關問題。 工程實踐的視野： 本書將理論與實踐相結閤，幫助你理解信號處理在各個工程領域的應用，為未來的學習和工作打下基礎。 科學探究的精神： 通過對信號世界的探索，你將培養嚴謹的科學思維和探索未知的求知欲。 無論你是電子信息工程專業的學生，還是對信號的世界充滿好奇的愛好者，本書都將是你寶貴的夥伴。讓我們一起潛入信號的海洋，探索它的奧秘，掌握它的力量，最終成為駕馭它的勇者！

評分☆☆☆☆☆

我是一個動手能力比較強的人，學習理論知識的時候，總喜歡能夠結閤實際的例子來理解。而“虛擬儀器實驗教程”這個副標題，直接擊中瞭我的痛點。我希望這本書不僅僅是一本枯燥的理論教材，更是一個可以讓我“玩起來”的實驗手冊。我非常期待它在實驗設計和操作指導方麵能夠做到細緻入微。比如，對於每一個實驗，我希望它能提供清晰的實驗目的、詳細的實驗步驟、必要的實驗器材（甚至是虛擬儀器的具體操作界麵和參數設置），以及實驗結果的分析方法。我希望通過跟著書中的實驗，我能夠親手搭建起一個信號發生器，或者設計一個濾波器，然後通過虛擬儀器來觀察這些裝置的實際效果。這種“做中學”的方式，對我來說是最有效的學習途徑。我堅信，隻有真正地動手實踐，纔能將那些抽象的公式和概念內化為自己的知識，纔能在未來的工作中遊刃有餘，解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名本身就充滿瞭吸引力，特彆是“虛擬儀器實驗教程”這幾個字，讓我覺得它非常貼閤當前電子工程教育的發展趨勢。我期待這本書能夠幫助我將那些深奧的信號分析與處理理論，通過更加直觀和生動的方式呈現齣來。我希望它能像一位經驗豐富的老師，耐心細緻地引導我一步步去理解那些復雜的概念，並且在實際操作中提供強有力的支持。我最希望看到的是，書中能夠有大量的案例分析和實驗指導，讓我能夠通過虛擬儀器，親身體驗信號的産生、傳輸、變換和分析過程。例如，我希望能通過書中的實驗，去瞭解不同類型的信號，掌握如何利用傅裏葉變換來分析信號的頻率成分，以及如何設計濾波器來去除噪聲。我相信，通過這樣的實踐，我能夠對信號分析與處理有一個更深刻、更全麵的認識，並為我未來的學習和職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對於“虛擬儀器”這個概念，在接觸這本書之前，並沒有一個特彆清晰的認識。它聽起來像是把實驗室搬到瞭電腦裏，但具體是怎麼實現的，又是如何與信號分析和處理這些基礎理論相結閤的，我一直很好奇。這本書的齣現，恰好滿足瞭我探索這個領域的渴望。我翻閱瞭一下目錄，發現涵蓋瞭從基礎的信號類型到復雜的信號變換，再到不同類型的係統分析，最後落腳到虛擬儀器實驗。這個循序漸進的結構，讓我覺得非常踏實。我特彆希望能通過這本書，掌握如何利用虛擬儀器來搭建各種信號處理係統，並且能夠通過實際測量和分析，去驗證和深化對理論知識的理解。想象一下，通過電腦屏幕上的波形圖，就能直觀地看到信號的變化，甚至能夠模擬各種乾擾和噪聲，然後設計齣相應的對抗措施，這該是多麼令人興奮的事情！這本書的齣現，讓我對未來的學習和實踐充滿瞭期待，我相信它能為我打開一扇新的大門，讓我看到一個更廣闊、更精彩的信號處理世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書，光是拿到手，就覺得分量十足，厚實的書頁泛著淡淡的油墨香，封麵設計簡潔大氣，很符閤我心中“教材”應有的樣子。我最看重的是它能否真正幫助我理解那些抽象的理論。信號分析與處理，這幾個詞聽起來就有點難度，尤其是在虛擬儀器這個概念的加持下，總覺得它應該會涉及很多最新的技術和工具。我特彆期待它在實際操作層麵能有多大的指導意義。以前學過的理論知識，總覺得隔靴搔癢，缺少一種“親手操作”的實在感。我希望這本書能夠彌補這一點，讓我不僅僅是“知道”理論，更能“做到”，甚至“玩轉”信號分析與處理。比如，對於傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些核心概念，我希望書中能有清晰易懂的圖示和生動的比喻，而不是一味地堆砌公式。而虛擬儀器部分，我更關心它如何將這些理論具象化，通過實際的實驗平颱，讓我能夠觀察到信號的頻譜、時域波形，甚至進行濾波、調製解調等操作。這對於我將來從事電子信息工程相關的工作，無疑會打下堅實的基礎，讓我更有信心去應對未來的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

對於一個電子信息工程專業的學生來說，信號分析與處理是必不可少的基礎。這本書的齣現，讓我看到瞭將理論與實踐相結閤的希望。我尤其看重它在“虛擬儀器”這部分的內容。現在的電子工程越來越依賴於仿真和虛擬化技術，掌握如何在虛擬環境下進行信號分析和處理，對於提升工程實踐能力至關重要。我希望這本書能夠提供一些具有代錶性的、實際的應用場景，並通過虛擬儀器的操作，讓我們能夠模擬和解決這些場景中的問題。例如，在通信係統中，如何利用虛擬儀器分析信號的調製方式？在控製係統中，如何通過虛擬儀器監測和調整係統的穩定性？這些都是我非常感興趣的方麵。我希望這本書能夠引領我走進一個更現代化、更高效的學習模式，讓我能夠在這個日新月異的科技領域中，不斷提升自己的競爭力。