测试信号分析与处理（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋爱国，刘文波，王爱民 著

图书标签:

• 信号分析
• 信号处理
• 测试信号
• 通信测试
• 雷达测试
• 电子测量
• 频谱分析
• 时域分析
• 傅里叶变换
• 数字信号处理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111540113

版次：2

商品编码：11997918

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：274

内容简介

　　本书共分九章，主要阐述确定性测试信号的基本概念和特点、连续时间信号的时域和频域分析方法、离散时间信号的分析方法、快速傅里叶变换的基本理论和应用、滤波器的基本概念、数字滤波器的设计，同时适当地介绍了随机信号分析的基本方法和小波变换的基本方法。本书的重点在于确定性离散时间信号分析的基本理论和应用。

目录

前言
第一章绪论1
第一节测试信号分析与处理技术简介1
第二节信号及其分类2
第三节信号分析与信号处理4
第四节测试信号的描述4
第五节信号与系统8
习题11
第二章连续时间信号分析12
第一节周期信号分析12
第二节非周期信号的频域分析21
第三节周期信号的傅里叶变换31
第四节采样信号分析34
习题42
第三章离散时间序列及其Z变换45
第一节离散时间系统45
第二节离散时间信号序列47
第三节Z变换50
第四节Z反变换56
第五节Z变换的性质62
第六节Z变换与拉普拉斯变换的关系68
第七节离散信号的Z变换72
习题81
第四章离散傅里叶变换及其快速算法83
第一节序列的傅里叶变换（DTFT）83
第二节离散傅里叶级数(DFS)86
第三节离散傅里叶变换(DFT)90
第四节离散傅里叶变换的性质93
第五节快速傅里叶变换（FFT）97
第六节IDFT的快速算法(IFFT)102
第七节实序列的FFT高效算法103
第八节用FFT计算线卷积和相关运算104
第九节MATLAB中用于FFT计算的函数简介109
第十节频率域采样理论111
习题113
ⅥⅤ[TPMY.tif,+8mm。148mm〗〖1〗目录第五章离散傅里叶变换的应用115
第一节用DFT分析连续时间信号频谱的基本原理115
第二节用DFT分析连续时间信号频谱产生的问题118
第三节用DFT分析连续时间信号频谱的应用实例124
第四节系统频率响应函数分析与测试129
第五节倒频谱分析133
习题135
第六章滤波器原理与结构136
第一节滤波器的原理及分类136
第二节常用模拟滤波器的设计138
第三节数字滤波器的基本网络结构及其信号流图155
习题164
第七章数字滤波器的设计165
第一节概述165
第二节IIR数字滤波器的设计165
第三节FIR数字滤波器的设计181
第四节智能仪器中常用的数字滤波算法简介201
习题205
第八章随机信号处理207
第一节随机信号的基本概念207
第二节随机信号的描述208
第三节随机信号通过线性系统的分析220
第四节功率谱估计228
习题232
第九章小波变换及其应用234
第一节从傅里叶变换到小波变换234
第二节小波和小波变换236
第三节多分辨率分析与小波包分析241
第四节小波变换的快速算法244
第五节以MATLAB实现小波分析及应用246
习题260
附录MATLAB语言操作说明261
参考文献275

前言/序言

　　随着电子技术和计算机技术的飞速发展，特别是近年来传感网与物联网技术、大数据与云计算的广泛应用，信息获取与处理的重要性日益彰显，测试信号分析与处理已成为高等院校测控技术与仪器专业非常重要的教学内容。本书在第1版的基础上，听取了使用第1版教材的十多所高校任课教师的意见和建议，进行了较大的修订，每章增加和替换了一些例题和习题，并对第四章和第五章的章节安排及内容进行了调整。
　　本书的编写取材适当，内容先进，概念清楚，深入浅出，层次分明。全书共分9章，主要阐述确定性测试信号的基本概念和特点、连续时间信号的时域和频域分析方法、离散时间信号的分析方法、快速傅里叶变换的基本理论和应用、滤波器的基本概念、数字滤波器的设计，同时适当地介绍了随机信号分析的基本方法和小波变换的基本方法。本书的重点在于确定性离散时间信号分析的基本理论和应用，随机信号分析与小波变换方法独立成章，各高校可根据教学需要进行取舍。
　　本书的特色是强调基本原理和分析方法，突出重点。在内容上能反映测试信号分析与处理领域的新知识，如智能仪器的数值滤波和小波变换的基本内容；在编写上注重理论联系实际，通过典型例子和MATLAB程序循序渐进地介绍测试信号分析与处理的基本理论和方法，不仅有利于学生对概念的理解，也有利于学生的自学。
　　本书由东南大学宋爱国教授、南京航空航天大学刘文波教授、东南大学王爱民教授主编。其中，第一、二、八章由宋爱国教授编写，第三章由东南大学夏敦柱副教授编写，第四、五章由刘文波教授编写，第六、七章由王爱民教授编写，第九章由南京航空航天大学石玉副教授编写，附录由南京工业大学郝飞老师编写。全书由南京航空航天大学于盛林教授主审。
　　在本书的编写与修订过程中，东南大学教务处给予了很大的支持和帮助。东南大学李建清教授、曾洪副教授对本书的修订提出了一些宝贵的意见和建议。另外，研究生戴金桥、张娴、祝钦、肖振伟、曹家梓等同学在插图的绘制、MATLAB编程和电子文档的编辑等方面做了许多工作。在此一并表示衷心的感谢！
　　由于编者学识有限，书中错误和缺点在所难免，恳请广大读者不吝指正。
　　编者

《信号的世界：从理论到应用》 内容概述： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的信号理解框架，涵盖从信号的基本概念、数学描述，到各种信号分析和处理技术，以及它们在现实世界中的广泛应用。本书不局限于单一学科领域，而是将信号视为连接物理世界、信息技术和人类感知的重要桥梁，通过跨学科的视角，揭示信号的本质和强大的处理能力。 第一部分：信号的基石——理解信号的本质 第一章：信号的定义与分类： 信号的普适性： 探讨信号作为信息载体在自然界和社会中的普遍存在，从声波、光波到电信号、生物电信号，再到抽象的数据流，理解信号是理解世界沟通信息的基础。 数学模型： 介绍描述信号的数学语言，包括标量信号、向量信号、时间和空间信号等，重点讲解连续信号与离散信号的区别及其数学表示方法（如函数、序列）。 信号的性质： 深入分析信号的各类基本性质，如周期性、奇偶性、能量与功率、有限能量/功率信号、确定性信号与随机信号等，理解这些性质对于后续的分析和处理至关重要。 信号的表示： 介绍信号在不同域中的表示方法，如时域、频域，以及如何通过傅里叶变换等工具实现域间的转换，为信号的深入分析奠定基础。 第二章：信号的生成与传播： 物理现象中的信号源： 探讨各种自然和人造信号的产生机制，例如声源发声、光源发光、电子元件的振荡、电磁波的辐射等，理解信号的物理起源。 传播媒介与衰减： 分析信号在不同介质（空气、水、电缆、真空等）中的传播特性，包括传播速度、衰减、反射、折射等现象，了解信号在传输过程中可能遇到的挑战。 噪声的起源与影响： 探讨信号在生成和传播过程中不可避免产生的噪声，包括热噪声、散粒噪声、干扰噪声等，以及噪声对信号质量和后续处理的影响，并初步介绍噪声的统计特性。 信息编码： 简要介绍信息如何被编码成信号，例如二进制编码、模拟调制等，理解信号是承载信息的载体。 第二部分：信号的分析——洞察信号的内在规律 第三章：时域分析： 信号的分解与合成： 学习如何将复杂信号分解为基本信号单元，如指数信号、正弦信号等，并通过叠加合成复杂信号，掌握信号的构成原理。 卷积运算： 深入理解卷积在信号分析中的核心地位，讲解卷积的定义、性质及其在系统响应、滤波等方面的应用。 自相关与互相关： 探讨自相关函数（ACF）和互相关函数（CCF）的概念及其应用，用于分析信号的周期性、相似性、时延估计等。 傅里叶级数与傅里叶变换： 详细阐述傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）的理论基础，学习如何将信号分解为不同频率的正弦分量，揭示信号的频谱特性，为频域分析奠定基础。 第四章：频域分析： 频谱的意义与解读： 学习如何从频谱图解读信号的频率成分、功率分布、带宽等关键信息，理解信号的“声音”和“色彩”。 傅里叶变换的性质： 深入分析傅里叶变换在线性、时移、频移、卷积等方面的性质，以及它们如何简化信号分析过程。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 介绍DFT在处理离散信号中的重要性，以及FFT作为高效算法如何加速信号频谱分析，使其在实际应用中成为可能。 功率谱密度（PSD）： 学习如何计算和分析信号的功率谱密度，理解其在噪声分析、系统识别和信号检测中的应用。 第五章：概率与随机信号分析： 随机变量与随机过程： 引入概率论的基础概念，解释随机变量和随机过程如何用于描述不确定信号，如通信信道中的噪声。 概率分布与统计特性： 学习各种重要的概率分布（如高斯分布、泊松分布）及其在信号分析中的意义，以及如何计算随机信号的均值、方差、概率密度函数等。 平稳随机过程： 深入探讨宽平稳和窄平稳随机过程的概念，以及它们在工程和科学研究中的重要性，例如用于表征长期不变的信号统计特性。 谱估计： 介绍用于估计随机信号功率谱密度的各种方法，如周期图法、Welch法等，理解其在非平稳信号分析中的挑战与应对。 第三部分：信号的处理——塑造与优化信号 第六章：滤波理论与设计： 滤波器的基本概念： 介绍滤波器的作用，即选择性地允许或阻止特定频率的信号成分通过。 滤波器类型： 详细讲解低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及它们的频率响应特性。 线性时不变（LTI）系统与滤波器： 将滤波器视为LTI系统，深入理解其冲激响应和频率响应，以及如何通过卷积实现滤波。 模拟滤波器设计： 介绍Butterworth、Chebyshev、Cauer等经典模拟滤波器设计方法，以及它们的优缺点。 数字滤波器设计： 讲解无限脉冲响应（IIR）和有限脉冲响应（FIR）数字滤波器的设计原理，包括窗函数法、频率采样法、Parks-McClellan算法等。 滤波器应用： 探讨滤波器在去噪、信号分离、整形等方面的实际应用。 第七章：采样与重构： 采样定理： 详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，理解奈奎斯特频率，以及如何选择合适的采样率以避免混叠。 采样过程中的失真： 分析采样率不足、量化误差等导致的信号失真。 信号重构： 介绍如何通过插值（如零阶保持、线性插值、sinc插值）等方法，从离散样本中近似恢复原始连续信号。 数字信号处理（DSP）流程： 结合采样与重构，阐述完整的数字信号处理流程。 第八章：调制与解调技术： 调制的目的： 解释调制是如何将信息信号“搬运”到载波信号上，以便于传输和通信。 幅度调制（AM）： 介绍AM的原理、优点和缺点，以及其在广播通信中的应用。 频率调制（FM）： 讲解FM的原理、抗噪声能力强的特性，以及在广播、雷达等领域的应用。 相位调制（PM）与相干解调： 介绍PM的原理，以及如何通过相干解调恢复原始信号。 数字调制技术： 简要介绍ASK, FSK, PSK, QAM等常见的数字调制方式，理解它们在现代通信系统中的应用。 解调原理： 讲解如何通过各种解调器恢复被调制的原始信息。 第九章：相关与匹配滤波： 相关在信号检测中的作用： 阐述利用相关性检测已知信号在噪声背景下的存在。 匹配滤波器： 深入讲解匹配滤波器的概念和设计原理，学习如何设计一个匹配滤波器来最大化信噪比，从而实现最佳的信号检测。 同步与时延估计： 探讨匹配滤波器在信号同步、时延估计等方面的应用，例如在雷达和声纳系统中。 第四部分：信号的应用——走进信号驱动的现实世界 第十章：通信系统中的信号处理： 模拟通信系统： 结合前面的调制解调和滤波知识，分析AM、FM广播系统的信号流程。 数字通信系统： 介绍数字信号的编码、传输、纠错、信道估计等关键环节，理解现代无线通信（如Wi-Fi、4G/5G）的信号处理原理。 多路复用技术： 讲解时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等如何在一根信道上承载多路信号。 信道编码与解码： 介绍纠错码（如海明码、卷积码、Turbo码）在提高通信可靠性中的作用。 第十一章：图像与视频信号处理： 图像信号的表示： 讲解图像如何被视为二维信号，包括像素、灰度、颜色空间等。 图像增强与复原： 介绍噪声抑制、对比度增强、模糊恢复等技术。 图像压缩： 讲解JPEG、MPEG等压缩算法的原理，如何减少图像和视频数据量。 特征提取与目标识别： 介绍边缘检测、角点检测、纹理分析等，以及它们在计算机视觉中的应用。 视频信号处理： 探讨视频信号的时域和空间域分析，以及运动估计、目标跟踪等技术。 第十二章：音频信号处理： 声音的产生与感知： 从物理学和生理学角度解释声音的产生和人耳的听觉机制。 音频信号的数字化： 讲解音频采样率、量化深度等参数。 音频信号分析： 介绍频谱分析、声纹识别、语音识别的基础。 音频信号处理： 讲解降噪、回声消除、混响、音频编码（如MP3）等技术。 音乐信息检索： 探讨音乐的节奏、旋律、和声分析在音乐推荐和识别中的应用。 第十三章：生物医学信号处理： 生理信号的多样性： 介绍心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等生物电信号的特性。 信号采集与预处理： 探讨生物信号采集的挑战，以及如何进行滤波、去噪等预处理。 信号特征提取与模式识别： 讲解如何从生物信号中提取有意义的特征，用于疾病诊断和状态监测。 医学成像中的信号处理： 简要介绍CT、MRI等成像技术背后的信号处理原理。 第十四章：其他领域的信号处理应用： 雷达与声纳系统： 讲解脉冲压缩、多普勒效应在目标探测和测距中的应用。 仪器仪表与测量： 探讨传感器信号的采集、滤波和校准。 地震信号分析： 介绍如何利用地震波信号进行地质勘探和地震预警。 金融信号分析： 简要触及时间序列分析在金融市场数据处理中的应用。 结论： 本书通过清晰的结构和丰富的实例，旨在帮助读者构建一个扎实的信号理论基础，并掌握实用的信号分析与处理技术。从理解信号的本质，到深入分析其内在规律，再到灵活运用各种处理手段，最终将这些知识应用于解决现实世界中的各种问题，本书将带领读者踏上一段探索“信号的世界”的精彩旅程。无论是初学者还是有一定基础的读者，都能从中受益，并激发对信号处理更深层次的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书时，第一感觉是它内容的分量感。厚实的纸张和精炼的文字，预示着其中蕴含着丰富的知识。在初步翻阅时，我发现书中对各种测试信号的处理方法进行了详细的阐述，从基础的信号表示到复杂的频谱分析，几乎涵盖了我想了解的方方面面。作者在讲解过程中，并没有回避那些具有挑战性的理论，而是用一种循序渐进的方式，将抽象的概念具象化，使得即使是初学者也能逐渐理解。我特别欣赏其在理论推导上的严谨性，每一步公式的推导都有清晰的逻辑链条，并且辅以大量的实例加以说明。这让我不仅能掌握“如何做”，更能理解“为什么这么做”。此外，书中对于不同场景下的信号分析策略也给出了深入的探讨，这对于我在实际工作中遇到的各种复杂情况，提供了宝贵的指导。我之前在处理某些实验数据时，常常感到力不从心，而这本书的出现，让我看到了解决这些问题的希望。它就像一本指引迷津的灯塔，帮助我拨开层层迷雾，找到通往知识彼岸的道路。

评分☆☆☆☆☆

对于一本专业书籍而言，内容的深度和广度是衡量其价值的重要标准。在这本《测试信号分析与处理（第2版）》中，我深刻体会到了作者在这一点上的用心。书中涉及到的各种分析技术，从时域到频域，再到小波分析等更前沿的领域，都进行了详尽的介绍。我发现，作者在讲解的过程中，并没有停留在理论的表面，而是深入到各种算法的原理和实现细节，这对于我这种希望深入理解底层机制的学习者来说，无疑是极大的福音。书中提供的代码示例和实际案例，也让我能够将理论知识与实际应用相结合，从而更好地掌握这些分析工具。我之前在研究中遇到的一个技术瓶颈，在仔细阅读了书中相关章节后，得到了豁然开朗的解答。这让我更加坚信，选择一本高质量的专业书籍，能够极大地提升研究和工作的效率。这本书的内容组织非常合理，循序渐进，不会让读者感到突兀或难以理解，即使是对于某些相对复杂的概念，作者也能够用清晰易懂的语言进行阐述，并配以恰当的图示，使整个学习过程更加顺畅。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在工程领域工作的人员，我深知理论与实践相结合的重要性。而《测试信号分析与处理（第2版）》这本书，在这方面做得非常出色。书中不仅对各种测试信号的分析方法进行了深入的理论阐述，更重要的是，它提供了大量实际的应用案例和工程解决方案。我曾多次在工作中遇到棘手的信号处理问题，而书中提供的解决思路和方法，都给了我很大的启发。我特别欣赏作者在讲解过程中，始终关注实际工程应用，并提供了一系列实用性极强的技巧和建议。例如，书中关于如何处理非平稳信号的章节，为我在动态环境中进行信号分析提供了宝贵的参考。此外，书中对各种分析工具的优缺点进行了客观的评价，这有助于我根据实际需求，选择最适合的工具和方法。这本书的阅读体验非常流畅，内容详实，逻辑清晰，即使是对于一些相对复杂的概念，作者也能用通俗易懂的语言进行解释，并且提供了丰富的图表和公式来辅助理解，让我能够更有效地掌握这些知识，并将其应用到我的实际工作中，从而大大提升了我的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面上“测试信号分析与处理（第2版）”这几个字，在我看来，透露着一种专业和严谨的气息。翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的排版和高质量的纸张，这无疑为长时间的阅读体验奠定了良好的基础。我个人非常注重书籍的整体呈现，而这本《测试信号分析与处理（第2版）》在这一点上做得相当出色。书中的插图和图表也十分精美，细节之处的处理到位，能够很好地辅助理解复杂的概念。对于我这种需要反复查阅参考的学习者来说，这种细致的制作工艺能极大地提升阅读的愉悦感和效率。我尤其欣赏其章节划分的逻辑性，每一部分的内容衔接都显得十分自然，仿佛作者早已为读者铺设好了一条清晰的学习路径。即使是对这一领域初涉的读者，也能在循序渐进的过程中逐渐掌握核心知识。我曾花了不少时间在寻找一本既有深度又不失易读性的教材，而《测试信号分析与处理（第2版）》的整体风格，从封面到内页，都传递出一种专业且人性化的关怀，让我对即将开始的深入学习充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我一直对信号处理领域怀有浓厚的兴趣，而《测试信号分析与处理（第2版）》这本书，则为我打开了一扇新的大门。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，在我学习的道路上给予我悉心的指导。书中关于各种信号分析方法的论述，细致入微，不仅讲解了理论基础，还提供了大量的工程实践案例。我尤其对书中关于噪声抑制和特征提取的章节印象深刻，这些内容对于我在实际项目中处理含有噪声的信号非常有帮助。作者在讲解时，善于运用形象的比喻和生动的例子，将枯燥的数学公式转化为易于理解的直观概念，这极大地降低了学习门槛。我曾多次因为复杂的信号分析而感到困惑，但通过阅读这本书，我仿佛获得了一种全新的视角，能够更有效地识别和处理各种信号。书中提供的各种算法的优缺点分析，也让我能够根据不同的应用场景，选择最合适的处理方法，这对于提升我的工作效率和解决问题的能力起到了至关重要的作用。