数字信号处理 段艳丽 9787121241475 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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段艳丽 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121241475

商品编码：29523223795

包装：平装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：42.0元

作者：段艳丽

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787121241475

字数：544000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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根据“数字信号处理”课程教学要求，通过对多次再版教学讲义内容的整合修订，本书主要介绍数字信号处理的基本概念、理论及方法，适度引入现代信号处理概念。
　　全书内容包括：离散时间信号和系统的时域描述、离散时间信号和系统的频域分析、离散傅里叶变换及其快速算法、无限脉冲响应数字滤波器设计、有限脉冲响应数字滤波器设计、系统网络结构、其他正交变换、序列的 变换及MATLAB中的滤波器设计工具等。参考课时为60学时。
为便于读者学习，各章均附有主要知识点、实现程序、思考题及练习题，并提供相应的课堂教学课件。

目录

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作者介绍

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段艳丽，主持完成本科“数字信号处理课程教学内容改革”攻关项目和硕士研究生 “语音信号处理”教改示范课程教学改革；持制定“数字信号处理”课程建设方案，主持申报国家精品课程，负责建设网络课程。

文摘

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序言

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《电子工程基础：电路、器件与系统》 内容简介： 本书旨在为电子工程领域的初学者和进阶者提供一个全面而深入的导论，系统地梳理了电子工程的核心概念、基本理论和关键技术。内容涵盖了从最基础的电路分析方法，到半导体器件的工作原理，再到复杂电子系统的设计与应用，力求构建一个扎实且具有前瞻性的知识体系。本书特别注重理论与实践的结合，通过大量的实例分析和思考题，帮助读者理解抽象概念的实际意义，并培养解决工程问题的能力。 第一部分：电路分析基础 本部分是理解一切电子现象的基石。我们首先从最基本的电路概念入手，如电压、电流、电阻、电容、电感等基本元器件的定义和特性。在此基础上，我们将深入探讨直流电路和交流电路的分析方法。 直流电路分析： 欧姆定律与基尔霍夫定律： 这是分析任何电路都离不开的两个基本定律。我们将详细阐述它们的物理意义，并演示如何运用它们来求解复杂的直流电路，包括电阻串联、并联、混联电路的等效电阻计算，以及节点电压法、网孔电流法等系统性的分析技巧。 戴维南定理与诺顿定理： 这两个强大的定理可以极大地简化复杂电路的分析，将任意线性二端网络等效为一个简单的电压源或电流源与一个电阻的组合。本书将通过多个实例，展示如何熟练运用这两个定理来求解特定支路的电压和电流。 叠加定理： 针对含有多个独立电源的线性电路，叠加定理提供了一种分解问题、逐个分析的方法，大大降低了计算的复杂度。我们将详细解释其原理及其适用条件。 瞬态分析： 对于包含电容和电感的电路，其输出信号会随着时间发生变化，即存在瞬态响应。我们将学习如何分析RL、RC以及RLC电路在直流和交流激励下的暂态行为，理解电荷和能量的充放过程，以及时间常数的概念。 交流电路分析： 正弦稳态分析： 交流电路的核心在于理解正弦信号及其特性。我们将引入相量（phasor）的概念，将复杂的时域运算转化为代数运算，从而简化交流电路的分析。 阻抗与导纳： 电阻、电感和电容在交流电路中的表现形式不同，引入阻抗（impedance）和导纳（admittance）的概念，可以统一描述它们对交流电流的“阻碍”作用。我们将详细讨论纯电阻、纯感抗、纯容抗电路的特性，以及它们的串联和并联组合。 复频率与瞬态阻抗： 结合拉普拉斯变换，我们将进一步探讨复频率的概念，并理解其在分析包含有源元件和无源元件的更复杂电路中的作用，以及如何用复阻抗的概念来描述包含这些元件的电路。 谐振电路： RLC串联和并联谐振电路是许多滤波和振荡电路的基础。我们将深入分析谐振条件、品质因数（Q值）、带宽等关键参数，并探讨它们在实际应用中的意义。 三相电路： 在电力系统中，三相交流电的应用极为广泛。本书将介绍三相电源的产生、连接方式（星形和三角形），以及三相电路的功率计算，为理解电力传输和电动机工作原理打下基础。 第二部分：半导体器件与模拟电路 本部分将聚焦于现代电子系统的核心组成部分——半导体器件，并在此基础上介绍一些基本的模拟集成电路。 半导体物理基础： 晶体结构与能带理论： 我们将简要回顾晶体材料的特性，并引入能带理论，解释导体、绝缘体和半导体的区别，理解载流子的形成和导电机制。 PN结： PN结是绝大多数半导体器件的基础。我们将深入分析PN结的形成、内建电势、电容效应，以及在正向偏置和反向偏置下的导电特性。 二极管： 基于PN结特性，我们将详细介绍各种类型的二极管，包括整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、发光二极管（LED）和光电二极管等，并分析它们的伏安特性曲线和典型应用。 三极管（BJT）： 双极结型晶体管（BJT）是重要的电流控制型器件。我们将讲解其结构、工作原理、三种工作区域（放大区、饱和区、截止区），以及共射、共集、共基三种基本放大电路的特性。 场效应管（FET）： 场效应管（FET）是电压控制型器件，在低功耗和高输入阻抗方面具有优势。我们将介绍结型场效应管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）的结构、工作原理、阈值电压、跨导等关键参数，并分析其在放大和开关电路中的应用。 基本模拟电路： 放大器： 放大器是用于增强信号幅度的基本电路。我们将介绍单级和多级放大器的结构，分析不同组态（共射、共集、共基）的电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。 反馈电路： 反馈是放大器设计中至关重要的技术。我们将详细讨论负反馈和正反馈的作用，分析负反馈如何改善放大器的稳定性、减小失真、拓宽带宽，以及如何通过正反馈来实现振荡。 运算放大器（Op-Amp）： 运算放大器是现代模拟电路设计中的“万能积木”。我们将介绍理想运放的模型，并分析其在反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等基本运算电路中的应用。 滤波电路： 滤波电路用于选择性地通过或阻止特定频率范围的信号。我们将介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的基本原理，并分析它们在模拟信号处理中的作用。 振荡器： 振荡器是产生周期性电信号的电路。我们将介绍LC振荡器（如哈特莱、考皮兹）、RC振荡器（如文氏桥）和晶体振荡器的工作原理，并讨论它们的频率稳定性和应用。 第三部分：数字电路与逻辑设计 本部分将转向数字信号处理的基础，介绍数字信号的表示、逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计。 数字信号与逻辑门： 二进制数系统： 数字电路的基础是二进制表示法。我们将介绍二进制、十进制、十六进制之间的转换，以及二进制运算。 逻辑门： 与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门是构成所有数字电路的基本逻辑单元。我们将详细介绍它们的逻辑功能、真值表和符号。 布尔代数： 布尔代数是数字逻辑设计的数学工具。我们将学习布尔代数的公理、定理，以及如何利用卡诺图（Karnaugh map）或布尔代数化简方法来简化逻辑表达式，实现最简逻辑电路。 组合逻辑电路： 编码器与译码器： 编码器将多个输入信号转换为二进制代码，译码器则反之。我们将介绍优先编码器、BCD码译码器等典型应用。 多路选择器（Multiplexer, MUX）与分路选择器（Demultiplexer, DEMUX）： MUX用于从多个输入信号中选择一个输出，DEMUX则将一个输入信号路由到多个输出中的一个。我们将分析它们的设计原理和应用。 加法器与减法器： 半加器、全加器、并行加法器、二进制减法器是算术逻辑单元（ALU）的核心组成部分。我们将深入理解它们的逻辑实现。 比较器： 比较器用于比较两个二进制数的大小。 时序逻辑电路： 触发器（Flip-Flop）： 触发器是构成存储元件（如寄存器、计数器）的基本单元，它们具有记忆功能。我们将介绍SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器，并分析它们的触发方式（电平触发、边沿触发）。 寄存器（Register）： 寄存器用于存储一组二进制数据。我们将介绍移位寄存器（左移、右移、双向）和并行加载寄存器。 计数器（Counter）： 计数器用于对脉冲信号进行计数。我们将介绍异步计数器和同步计数器，以及它们的进制（如2进制、10进制）和模数。 状态机（State Machine）： 有限状态机（FSM）是描述和设计复杂数字系统的强大工具。我们将介绍摩尔型和米利型状态机的概念，并学习如何根据需求设计状态转移图和状态表。 第四部分：系统设计与进阶主题 本部分将初步涉足更宏观的系统设计，并介绍一些对理解现代电子工程至关重要的进阶概念。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 现实世界的信号大多是模拟的，而数字系统处理的是数字信号。ADC和DAC是连接模拟世界和数字世界的桥梁。我们将介绍不同类型的ADC（如逐次逼近型、双积分型、Σ-Δ型）和DAC（如电阻网络型、权电流型）的工作原理和特点。 滤波器设计概览： 虽然在模拟电路部分已介绍基础滤波器，此处将更进一步探讨理想滤波器与实际滤波器的区别，以及Butterworth、Chebyshev、Bessel等滤波器逼近方法的概念，为理解更专业的数字信号处理奠定基础。 微控制器与嵌入式系统简介： 简要介绍微控制器（MCU）的架构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等，以及它们在嵌入式系统设计中的作用，展示理论知识如何应用于实际产品。 集成电路（IC）基础： 简单介绍集成电路的制造工艺和分类，如模拟IC、数字IC、混合信号IC，以及它们在现代电子产品中的重要性。 本书通过清晰的逻辑结构、严谨的理论推导和丰富的实践案例，旨在帮助读者构建起坚实的电子工程知识框架，为未来深入学习更专业的领域（如数字信号处理、通信工程、嵌入式系统等）打下坚实的基础。本书的编写风格力求通俗易懂，循序渐进，即使是初学者也能从中获得深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的地方在于它对理论与实践结合的把握，这一点在数字滤波器设计章节中体现得淋漓尽致。很多教材往往把IIR和FIR滤波器的设计公式堆砌在一起，让人感觉头晕目眩，但这里作者巧妙地采用了分块讲解的方式，先从原型滤波器（如巴特沃斯和切比雪夫）的数学特性入手，详细分析了它们的幅频和相频响应曲线，这为理解为什么选择特定滤波器类型打下了坚实的基础。随后，在讲解从模拟到数字的转换（如双线性变换）时，作者并没有停留在代数推导，而是通过对比脉冲响应不变法和双线性法的优缺点，让读者明白不同方法对系统稳定性和带宽的影响。更关键的是，每一类设计方法后都紧跟着实际的工程应用案例，比如如何设计一个具有特定截止频率和阻带衰减的低通滤波器，并给出了具体的系数计算步骤和结果验证，这种“教你做菜”的实用性，是我在其他同类书籍中较少见到的。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现作者在处理一些容易混淆的关键概念时，展现了极高的教学智慧。比如，关于采样定理（奈奎斯特-香农定理）的阐述，不仅仅是给出了公式，而是深入探讨了混叠现象的成因，并配以频谱图清晰展示了欠采样时信号的叠加情况。这比单纯记忆公式有效得多。此外，在介绍随机信号处理的基础知识时，虽然篇幅不长，但对宽平稳随机过程和功率谱密度的定义和性质的论述非常精准到位，用词严谨，没有丝毫的模糊地带。特别是对维纳-霍夫方程的引入，作者没有直接跳到解法，而是先构建了“最小均方误差”的优化目标，让读者明白这个方程是为了解决什么问题而生的，这种逻辑上的层层递进，使得复杂的优化问题变得可以被理解和接受。对于需要精确理解理论内涵的进阶读者来说，这种深度剖析是极其宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版布局，说实话，在某些章节的对比度上处理得略显保守了。例如，在介绍快速傅里叶变换（FFT）算法的流程图部分，如果能采用更高对比度的颜色来区分不同蝶形运算的输入输出，那么对于初学者来说，追踪数据流向可能会更加直观和轻松。尽管如此，作者在解释FFT的“原地计算”和“位反转”等核心优化技巧时，采取了非常细致的步骤分解，这无疑是下足了功夫的。我特别留意了关于多相分解和子带编码的介绍，这部分内容在很多基础教材中往往是一笔带过，但这本书却给予了足够的篇幅来阐述其在滤波器组设计中的优势，尤其是在处理实时性要求高的应用场景时，这种前瞻性的内容安排，让我看到了其超越一般教材的价值。它不仅仅是教授“如何计算”，更在引导读者思考“如何更高效地实现”。

评分☆☆☆☆☆

相较于市面上一些过于强调数学推导而牺牲直观性的教材，这本书在保持数学严谨性的同时，成功地保持了一种友好的对话姿态。作者的叙述风格是那种沉稳而又不失热情的学者的风格，他似乎总是在鼓励读者挑战自我。例如，在讨论小波变换的分解和重构过程时，作者没有直接给出复杂的矩阵运算，而是巧妙地利用了滤波器组的结构图来形象化地解释了信号是如何被分解成高频和低频信息的，这种“图文并茂”的解释方式，极大地减轻了理解门槛。我个人认为，如果这本书能附带一个配套的在线资源库，提供一些关键算法的MATLAB或Python代码实现，那就完美了，因为理论的最终检验必然是通过代码来完成的，不过就目前的文本内容而言，它已经提供了一个坚实且可靠的理论基石，足以支撑起后续的工程实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计很有心思，封面采用了深邃的蓝色调，搭配简洁的白色字体，给人一种既专业又不失沉稳的感觉。拿到手里就能感觉到纸张的质感非常不错，印刷清晰度很高，即使是复杂的公式和图表，也能看得一清二楚，这一点对于理工科类的书籍来说至关重要。内容上，开篇对离散时间信号和系统的基础概念回顾得非常到位，作者没有急于深入复杂的部分，而是花了大量的篇幅来夯实基础，这一点深得我心。特别是对于Z变换和傅里叶分析的引入，讲解得循序渐进，图例丰富，即便是初次接触这块知识的读者，也能较快地理解其背后的数学原理和物理意义。书中穿插的一些小例子，比如对实际音频信号的简单处理，让抽象的理论变得具体可感，极大地提升了阅读的趣味性和学习的主动性。总体来说，作为一本工具书或者教材的补充读物，它的物理形态和初步的章节布局都体现了作者对读者体验的重视，让人非常期待接下来的深入学习。