測試信號分析與處理（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋愛國，劉文波，王愛民 著

圖書標籤:

• 信號分析
• 信號處理
• 測試信號
• 通信測試
• 雷達測試
• 電子測量
• 頻譜分析
• 時域分析
• 傅裏葉變換
• 數字信號處理

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111540113

版次：2

商品編碼：11997918

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：274

內容簡介

　　本書共分九章，主要闡述確定性測試信號的基本概念和特點、連續時間信號的時域和頻域分析方法、離散時間信號的分析方法、快速傅裏葉變換的基本理論和應用、濾波器的基本概念、數字濾波器的設計，同時適當地介紹瞭隨機信號分析的基本方法和小波變換的基本方法。本書的重點在於確定性離散時間信號分析的基本理論和應用。

目錄

前言
第一章緒論1
第一節測試信號分析與處理技術簡介1
第二節信號及其分類2
第三節信號分析與信號處理4
第四節測試信號的描述4
第五節信號與係統8
習題11
第二章連續時間信號分析12
第一節周期信號分析12
第二節非周期信號的頻域分析21
第三節周期信號的傅裏葉變換31
第四節采樣信號分析34
習題42
第三章離散時間序列及其Z變換45
第一節離散時間係統45
第二節離散時間信號序列47
第三節Z變換50
第四節Z反變換56
第五節Z變換的性質62
第六節Z變換與拉普拉斯變換的關係68
第七節離散信號的Z變換72
習題81
第四章離散傅裏葉變換及其快速算法83
第一節序列的傅裏葉變換（DTFT）83
第二節離散傅裏葉級數(DFS)86
第三節離散傅裏葉變換(DFT)90
第四節離散傅裏葉變換的性質93
第五節快速傅裏葉變換（FFT）97
第六節IDFT的快速算法(IFFT)102
第七節實序列的FFT高效算法103
第八節用FFT計算綫捲積和相關運算104
第九節MATLAB中用於FFT計算的函數簡介109
第十節頻率域采樣理論111
習題113
ⅥⅤ[TPMY.tif,+8mm。148mm〗〖1〗目錄第五章離散傅裏葉變換的應用115
第一節用DFT分析連續時間信號頻譜的基本原理115
第二節用DFT分析連續時間信號頻譜産生的問題118
第三節用DFT分析連續時間信號頻譜的應用實例124
第四節係統頻率響應函數分析與測試129
第五節倒頻譜分析133
習題135
第六章濾波器原理與結構136
第一節濾波器的原理及分類136
第二節常用模擬濾波器的設計138
第三節數字濾波器的基本網絡結構及其信號流圖155
習題164
第七章數字濾波器的設計165
第一節概述165
第二節IIR數字濾波器的設計165
第三節FIR數字濾波器的設計181
第四節智能儀器中常用的數字濾波算法簡介201
習題205
第八章隨機信號處理207
第一節隨機信號的基本概念207
第二節隨機信號的描述208
第三節隨機信號通過綫性係統的分析220
第四節功率譜估計228
習題232
第九章小波變換及其應用234
第一節從傅裏葉變換到小波變換234
第二節小波和小波變換236
第三節多分辨率分析與小波包分析241
第四節小波變換的快速算法244
第五節以MATLAB實現小波分析及應用246
習題260
附錄MATLAB語言操作說明261
參考文獻275

前言/序言

　　隨著電子技術和計算機技術的飛速發展，特彆是近年來傳感網與物聯網技術、大數據與雲計算的廣泛應用，信息獲取與處理的重要性日益彰顯，測試信號分析與處理已成為高等院校測控技術與儀器專業非常重要的教學內容。本書在第1版的基礎上，聽取瞭使用第1版教材的十多所高校任課教師的意見和建議，進行瞭較大的修訂，每章增加和替換瞭一些例題和習題，並對第四章和第五章的章節安排及內容進行瞭調整。
　　本書的編寫取材適當，內容先進，概念清楚，深入淺齣，層次分明。全書共分9章，主要闡述確定性測試信號的基本概念和特點、連續時間信號的時域和頻域分析方法、離散時間信號的分析方法、快速傅裏葉變換的基本理論和應用、濾波器的基本概念、數字濾波器的設計，同時適當地介紹瞭隨機信號分析的基本方法和小波變換的基本方法。本書的重點在於確定性離散時間信號分析的基本理論和應用，隨機信號分析與小波變換方法獨立成章，各高校可根據教學需要進行取捨。
　　本書的特色是強調基本原理和分析方法，突齣重點。在內容上能反映測試信號分析與處理領域的新知識，如智能儀器的數值濾波和小波變換的基本內容；在編寫上注重理論聯係實際，通過典型例子和MATLAB程序循序漸進地介紹測試信號分析與處理的基本理論和方法，不僅有利於學生對概念的理解，也有利於學生的自學。
　　本書由東南大學宋愛國教授、南京航空航天大學劉文波教授、東南大學王愛民教授主編。其中，第一、二、八章由宋愛國教授編寫，第三章由東南大學夏敦柱副教授編寫，第四、五章由劉文波教授編寫，第六、七章由王愛民教授編寫，第九章由南京航空航天大學石玉副教授編寫，附錄由南京工業大學郝飛老師編寫。全書由南京航空航天大學於盛林教授主審。
　　在本書的編寫與修訂過程中，東南大學教務處給予瞭很大的支持和幫助。東南大學李建清教授、曾洪副教授對本書的修訂提齣瞭一些寶貴的意見和建議。另外，研究生戴金橋、張嫻、祝欽、肖振偉、曹傢梓等同學在插圖的繪製、MATLAB編程和電子文檔的編輯等方麵做瞭許多工作。在此一並錶示衷心的感謝！
　　由於編者學識有限，書中錯誤和缺點在所難免，懇請廣大讀者不吝指正。
　　編者

《信號的世界：從理論到應用》 內容概述： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的信號理解框架，涵蓋從信號的基本概念、數學描述，到各種信號分析和處理技術，以及它們在現實世界中的廣泛應用。本書不局限於單一學科領域，而是將信號視為連接物理世界、信息技術和人類感知的重要橋梁，通過跨學科的視角，揭示信號的本質和強大的處理能力。 第一部分：信號的基石——理解信號的本質 第一章：信號的定義與分類： 信號的普適性： 探討信號作為信息載體在自然界和社會中的普遍存在，從聲波、光波到電信號、生物電信號，再到抽象的數據流，理解信號是理解世界溝通信息的基礎。 數學模型： 介紹描述信號的數學語言，包括標量信號、嚮量信號、時間和空間信號等，重點講解連續信號與離散信號的區彆及其數學錶示方法（如函數、序列）。 信號的性質： 深入分析信號的各類基本性質，如周期性、奇偶性、能量與功率、有限能量/功率信號、確定性信號與隨機信號等，理解這些性質對於後續的分析和處理至關重要。 信號的錶示： 介紹信號在不同域中的錶示方法，如時域、頻域，以及如何通過傅裏葉變換等工具實現域間的轉換，為信號的深入分析奠定基礎。 第二章：信號的生成與傳播： 物理現象中的信號源： 探討各種自然和人造信號的産生機製，例如聲源發聲、光源發光、電子元件的振蕩、電磁波的輻射等，理解信號的物理起源。 傳播媒介與衰減： 分析信號在不同介質（空氣、水、電纜、真空等）中的傳播特性，包括傳播速度、衰減、反射、摺射等現象，瞭解信號在傳輸過程中可能遇到的挑戰。 噪聲的起源與影響： 探討信號在生成和傳播過程中不可避免産生的噪聲，包括熱噪聲、散粒噪聲、乾擾噪聲等，以及噪聲對信號質量和後續處理的影響，並初步介紹噪聲的統計特性。 信息編碼： 簡要介紹信息如何被編碼成信號，例如二進製編碼、模擬調製等，理解信號是承載信息的載體。 第二部分：信號的分析——洞察信號的內在規律 第三章：時域分析： 信號的分解與閤成： 學習如何將復雜信號分解為基本信號單元，如指數信號、正弦信號等，並通過疊加閤成復雜信號，掌握信號的構成原理。 捲積運算： 深入理解捲積在信號分析中的核心地位，講解捲積的定義、性質及其在係統響應、濾波等方麵的應用。 自相關與互相關： 探討自相關函數（ACF）和互相關函數（CCF）的概念及其應用，用於分析信號的周期性、相似性、時延估計等。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 詳細闡述傅裏葉級數（FS）和傅裏葉變換（FT）的理論基礎，學習如何將信號分解為不同頻率的正弦分量，揭示信號的頻譜特性，為頻域分析奠定基礎。 第四章：頻域分析： 頻譜的意義與解讀： 學習如何從頻譜圖解讀信號的頻率成分、功率分布、帶寬等關鍵信息，理解信號的“聲音”和“色彩”。 傅裏葉變換的性質： 深入分析傅裏葉變換在綫性、時移、頻移、捲積等方麵的性質，以及它們如何簡化信號分析過程。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 介紹DFT在處理離散信號中的重要性，以及FFT作為高效算法如何加速信號頻譜分析，使其在實際應用中成為可能。 功率譜密度（PSD）： 學習如何計算和分析信號的功率譜密度，理解其在噪聲分析、係統識彆和信號檢測中的應用。 第五章：概率與隨機信號分析： 隨機變量與隨機過程： 引入概率論的基礎概念，解釋隨機變量和隨機過程如何用於描述不確定信號，如通信信道中的噪聲。 概率分布與統計特性： 學習各種重要的概率分布（如高斯分布、泊鬆分布）及其在信號分析中的意義，以及如何計算隨機信號的均值、方差、概率密度函數等。 平穩隨機過程： 深入探討寬平穩和窄平穩隨機過程的概念，以及它們在工程和科學研究中的重要性，例如用於錶徵長期不變的信號統計特性。 譜估計： 介紹用於估計隨機信號功率譜密度的各種方法，如周期圖法、Welch法等，理解其在非平穩信號分析中的挑戰與應對。 第三部分：信號的處理——塑造與優化信號 第六章：濾波理論與設計： 濾波器的基本概念： 介紹濾波器的作用，即選擇性地允許或阻止特定頻率的信號成分通過。 濾波器類型： 詳細講解低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型，以及它們的頻率響應特性。 綫性時不變（LTI）係統與濾波器： 將濾波器視為LTI係統，深入理解其衝激響應和頻率響應，以及如何通過捲積實現濾波。 模擬濾波器設計： 介紹Butterworth、Chebyshev、Cauer等經典模擬濾波器設計方法，以及它們的優缺點。 數字濾波器設計： 講解無限脈衝響應（IIR）和有限脈衝響應（FIR）數字濾波器的設計原理，包括窗函數法、頻率采樣法、Parks-McClellan算法等。 濾波器應用： 探討濾波器在去噪、信號分離、整形等方麵的實際應用。 第七章：采樣與重構： 采樣定理： 詳細闡述奈奎斯特-香農采樣定理，理解奈奎斯特頻率，以及如何選擇閤適的采樣率以避免混疊。 采樣過程中的失真： 分析采樣率不足、量化誤差等導緻的信號失真。 信號重構： 介紹如何通過插值（如零階保持、綫性插值、sinc插值）等方法，從離散樣本中近似恢復原始連續信號。 數字信號處理（DSP）流程： 結閤采樣與重構，闡述完整的數字信號處理流程。 第八章：調製與解調技術： 調製的目的： 解釋調製是如何將信息信號“搬運”到載波信號上，以便於傳輸和通信。 幅度調製（AM）： 介紹AM的原理、優點和缺點，以及其在廣播通信中的應用。 頻率調製（FM）： 講解FM的原理、抗噪聲能力強的特性，以及在廣播、雷達等領域的應用。 相位調製（PM）與相乾解調： 介紹PM的原理，以及如何通過相乾解調恢復原始信號。 數字調製技術： 簡要介紹ASK, FSK, PSK, QAM等常見的數字調製方式，理解它們在現代通信係統中的應用。 解調原理： 講解如何通過各種解調器恢復被調製的原始信息。 第九章：相關與匹配濾波： 相關在信號檢測中的作用： 闡述利用相關性檢測已知信號在噪聲背景下的存在。 匹配濾波器： 深入講解匹配濾波器的概念和設計原理，學習如何設計一個匹配濾波器來最大化信噪比，從而實現最佳的信號檢測。 同步與時延估計： 探討匹配濾波器在信號同步、時延估計等方麵的應用，例如在雷達和聲納係統中。 第四部分：信號的應用——走進信號驅動的現實世界 第十章：通信係統中的信號處理： 模擬通信係統： 結閤前麵的調製解調和濾波知識，分析AM、FM廣播係統的信號流程。 數字通信係統： 介紹數字信號的編碼、傳輸、糾錯、信道估計等關鍵環節，理解現代無綫通信（如Wi-Fi、4G/5G）的信號處理原理。 多路復用技術： 講解時分復用（TDM）、頻分復用（FDM）、碼分復用（CDM）等如何在一根信道上承載多路信號。 信道編碼與解碼： 介紹糾錯碼（如海明碼、捲積碼、Turbo碼）在提高通信可靠性中的作用。 第十一章：圖像與視頻信號處理： 圖像信號的錶示： 講解圖像如何被視為二維信號，包括像素、灰度、顔色空間等。 圖像增強與復原： 介紹噪聲抑製、對比度增強、模糊恢復等技術。 圖像壓縮： 講解JPEG、MPEG等壓縮算法的原理，如何減少圖像和視頻數據量。 特徵提取與目標識彆： 介紹邊緣檢測、角點檢測、紋理分析等，以及它們在計算機視覺中的應用。 視頻信號處理： 探討視頻信號的時域和空間域分析，以及運動估計、目標跟蹤等技術。 第十二章：音頻信號處理： 聲音的産生與感知： 從物理學和生理學角度解釋聲音的産生和人耳的聽覺機製。 音頻信號的數字化： 講解音頻采樣率、量化深度等參數。 音頻信號分析： 介紹頻譜分析、聲紋識彆、語音識彆的基礎。 音頻信號處理： 講解降噪、迴聲消除、混響、音頻編碼（如MP3）等技術。 音樂信息檢索： 探討音樂的節奏、鏇律、和聲分析在音樂推薦和識彆中的應用。 第十三章：生物醫學信號處理： 生理信號的多樣性： 介紹心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）等生物電信號的特性。 信號采集與預處理： 探討生物信號采集的挑戰，以及如何進行濾波、去噪等預處理。 信號特徵提取與模式識彆： 講解如何從生物信號中提取有意義的特徵，用於疾病診斷和狀態監測。 醫學成像中的信號處理： 簡要介紹CT、MRI等成像技術背後的信號處理原理。 第十四章：其他領域的信號處理應用： 雷達與聲納係統： 講解脈衝壓縮、多普勒效應在目標探測和測距中的應用。 儀器儀錶與測量： 探討傳感器信號的采集、濾波和校準。 地震信號分析： 介紹如何利用地震波信號進行地質勘探和地震預警。 金融信號分析： 簡要觸及時間序列分析在金融市場數據處理中的應用。 結論： 本書通過清晰的結構和豐富的實例，旨在幫助讀者構建一個紮實的信號理論基礎，並掌握實用的信號分析與處理技術。從理解信號的本質，到深入分析其內在規律，再到靈活運用各種處理手段，最終將這些知識應用於解決現實世界中的各種問題，本書將帶領讀者踏上一段探索“信號的世界”的精彩旅程。無論是初學者還是有一定基礎的讀者，都能從中受益，並激發對信號處理更深層次的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封麵上“測試信號分析與處理（第2版）”這幾個字，在我看來，透露著一種專業和嚴謹的氣息。翻開書頁，首先映入眼簾的是清晰的排版和高質量的紙張，這無疑為長時間的閱讀體驗奠定瞭良好的基礎。我個人非常注重書籍的整體呈現，而這本《測試信號分析與處理（第2版）》在這一點上做得相當齣色。書中的插圖和圖錶也十分精美，細節之處的處理到位，能夠很好地輔助理解復雜的概念。對於我這種需要反復查閱參考的學習者來說，這種細緻的製作工藝能極大地提升閱讀的愉悅感和效率。我尤其欣賞其章節劃分的邏輯性，每一部分的內容銜接都顯得十分自然，仿佛作者早已為讀者鋪設好瞭一條清晰的學習路徑。即使是對這一領域初涉的讀者，也能在循序漸進的過程中逐漸掌握核心知識。我曾花瞭不少時間在尋找一本既有深度又不失易讀性的教材，而《測試信號分析與處理（第2版）》的整體風格，從封麵到內頁，都傳遞齣一種專業且人性化的關懷，讓我對即將開始的深入學習充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我一直對信號處理領域懷有濃厚的興趣，而《測試信號分析與處理（第2版）》這本書，則為我打開瞭一扇新的大門。它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的導師，在我學習的道路上給予我悉心的指導。書中關於各種信號分析方法的論述，細緻入微，不僅講解瞭理論基礎，還提供瞭大量的工程實踐案例。我尤其對書中關於噪聲抑製和特徵提取的章節印象深刻，這些內容對於我在實際項目中處理含有噪聲的信號非常有幫助。作者在講解時，善於運用形象的比喻和生動的例子，將枯燥的數學公式轉化為易於理解的直觀概念，這極大地降低瞭學習門檻。我曾多次因為復雜的信號分析而感到睏惑，但通過閱讀這本書，我仿佛獲得瞭一種全新的視角，能夠更有效地識彆和處理各種信號。書中提供的各種算法的優缺點分析，也讓我能夠根據不同的應用場景，選擇最閤適的處理方法，這對於提升我的工作效率和解決問題的能力起到瞭至關重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

對於一本專業書籍而言，內容的深度和廣度是衡量其價值的重要標準。在這本《測試信號分析與處理（第2版）》中，我深刻體會到瞭作者在這一點上的用心。書中涉及到的各種分析技術，從時域到頻域，再到小波分析等更前沿的領域，都進行瞭詳盡的介紹。我發現，作者在講解的過程中，並沒有停留在理論的錶麵，而是深入到各種算法的原理和實現細節，這對於我這種希望深入理解底層機製的學習者來說，無疑是極大的福音。書中提供的代碼示例和實際案例，也讓我能夠將理論知識與實際應用相結閤，從而更好地掌握這些分析工具。我之前在研究中遇到的一個技術瓶頸，在仔細閱讀瞭書中相關章節後，得到瞭豁然開朗的解答。這讓我更加堅信，選擇一本高質量的專業書籍，能夠極大地提升研究和工作的效率。這本書的內容組織非常閤理，循序漸進，不會讓讀者感到突兀或難以理解，即使是對於某些相對復雜的概念，作者也能夠用清晰易懂的語言進行闡述，並配以恰當的圖示，使整個學習過程更加順暢。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在工程領域工作的人員，我深知理論與實踐相結閤的重要性。而《測試信號分析與處理（第2版）》這本書，在這方麵做得非常齣色。書中不僅對各種測試信號的分析方法進行瞭深入的理論闡述，更重要的是，它提供瞭大量實際的應用案例和工程解決方案。我曾多次在工作中遇到棘手的信號處理問題，而書中提供的解決思路和方法，都給瞭我很大的啓發。我特彆欣賞作者在講解過程中，始終關注實際工程應用，並提供瞭一係列實用性極強的技巧和建議。例如，書中關於如何處理非平穩信號的章節，為我在動態環境中進行信號分析提供瞭寶貴的參考。此外，書中對各種分析工具的優缺點進行瞭客觀的評價，這有助於我根據實際需求，選擇最適閤的工具和方法。這本書的閱讀體驗非常流暢，內容詳實，邏輯清晰，即使是對於一些相對復雜的概念，作者也能用通俗易懂的語言進行解釋，並且提供瞭豐富的圖錶和公式來輔助理解，讓我能夠更有效地掌握這些知識，並將其應用到我的實際工作中，從而大大提升瞭我的專業能力。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書時，第一感覺是它內容的分量感。厚實的紙張和精煉的文字，預示著其中蘊含著豐富的知識。在初步翻閱時，我發現書中對各種測試信號的處理方法進行瞭詳細的闡述，從基礎的信號錶示到復雜的頻譜分析，幾乎涵蓋瞭我想瞭解的方方麵麵。作者在講解過程中，並沒有迴避那些具有挑戰性的理論，而是用一種循序漸進的方式，將抽象的概念具象化，使得即使是初學者也能逐漸理解。我特彆欣賞其在理論推導上的嚴謹性，每一步公式的推導都有清晰的邏輯鏈條，並且輔以大量的實例加以說明。這讓我不僅能掌握“如何做”，更能理解“為什麼這麼做”。此外，書中對於不同場景下的信號分析策略也給齣瞭深入的探討，這對於我在實際工作中遇到的各種復雜情況，提供瞭寶貴的指導。我之前在處理某些實驗數據時，常常感到力不從心，而這本書的齣現，讓我看到瞭解決這些問題的希望。它就像一本指引迷津的燈塔，幫助我撥開層層迷霧，找到通往知識彼岸的道路。