信號分析基礎(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王永德，王軍 著

圖書標籤:

• 信號分析
• 信號處理
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• z變換
• 係統分析
• 電路分析
• 通信原理
• 控製係統
• 數學工具

店鋪： 華文京典專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121206917

商品編碼：29831630060

包裝：平裝

齣版時間：2013-08-01

基本信息

書名：信號分析基礎(第4版)

定價：39.50元

作者：王永德,王軍

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2013-08-01

ISBN：9787121206917

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書為普通高等教育“十一五”*規劃教材。
　　本書主要從工程應用的角度討論*信號(*過程)的理論分析和實驗研究方法。全書共10章，內容包括：*信號兩種統計特性的描述方法，重點介紹數字特徵，如均值、方差、相關函數、相乾函數、功率譜密度、高價譜、譜相關理論和概率密度函數等的錶述和實驗測定(估計)方法；*信號通過綫性、非綫性係統統計特性的變化；在通信、雷達和其他電子係統中常見的一些典型*信號，如白噪聲、窄帶*過程、高斯*過程、馬爾可夫過程等；以及在通信、雷達與模式識彆係統中常用到的信號統計檢測理論的基礎知識。
　　全書是以連續時間*信號和離散時間*信號(*序列)兩條綫展開討論的，內容豐富、概念清楚、係統性強、理論聯係實際，反映瞭本學科的一些新進展。書中列舉瞭大量例題和MATLAB應用程序舉例。每章末附有大量的習題供練習。附錄中介紹瞭廣泛應用的統計試驗模擬方法，即濛特卡羅模擬。書末給齣瞭部分習題解答供參。

目錄

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章概率論簡介
　1.1概率的基本概念
　1.2條件概率和統計獨立
　1.3概率分布函數
　1.4連續變量
　1.5變量的函數
　1.6統計平均
　1.7特徵函數
　習題
第2章信號概論
　2.1過程的概念及分類
　　2.1.1過程的概念
　　2.1.2過程的分類
　2.2過程的統計特性
　　2.2.1過程的數字特徵
　　2.2.2過程的特徵函數
　2.3序列及其統計特性
　習題
第3章平穩過程
　3.1平穩過程及其數字特徵
　　3.1.1平穩過程的基本概念
　　3.1.2各態曆經（遍曆）過程
　3.2平穩過程相關函數的性質
　　3.2.1平穩過程的自相關函數的性質
　　3.2.2平穩相依過程互相關函數的性質
　3.3平穩序列的自相關陣與協方差陣
　　3.1.1Toeplitz陣
　　3.3.2自相關陣的正則形式
　3.4過程統計特性的實驗研究方法
　　3.4.1均值估計
　　3.4.2方差與協方差估計
　　3.4.3自相關函數的估計
　　3.4.4密度函數估計
　3.5相關函數的計算舉例
　3.6復過程
　　3.6.1復變量
　　3.6.2復過程
　3.7高斯過程
　習題
第4章信號的功率譜密度
　4.1功率譜密度
　4.2功率譜密度與自相關函數之間的關係
　4.3功率譜密度的性質
　4.4互譜密度及其性質
　4.5白噪聲與白序列
　4.6復過程的功率譜密度
　4.7功率譜密度的計算舉例
　4.8過程的高階統計量簡介
　4.9譜相關的基本理論簡介
　習題
第5章信號通過綫性係統
　5.1綫性係統的基本性質
　　5.1.1一般綫性係統
　　5.1.2綫性時不變係統
　　5.1.3係統的穩定性與物理可實現的問題
　5.2信號通過綫性係統
　　5.2.1綫性係統輸齣的統計特性
　　5.2.2係統輸齣的功率譜密度
　　5.2.3多個過程之和通過綫性係統
　5.3白噪聲通過綫性係統
　　5.3.1噪聲帶寬
　　5.3.2白噪聲通過理想綫性係統
　　5.3.3白噪聲通過具有高斯頻率特性的綫性係統
　5.4綫性係統輸齣端過程的概率分布
　　5.4.1高斯過程通過綫性係統
　　5.4.2寬帶過程（非高斯）通過窄帶綫性係統
　5.5序列通過綫性係統
　　5.5.1自相關函數
　　5.5.2功率譜密度
　習題
第6章功率譜估值
　6.1功率譜估值的經典法
　　6.1.1兩種經典譜估值方法
　　6.1.2經典譜估值的改進
　　6.1.3譜估值的一些實際問題
　6.2基於信號模型的功率譜估計
　　6.2.1時間序列的有理傳輸函數模型
　　6.2.2自迴歸（AR）功率譜估計
　　6.2.3滑動平均（MA）功率譜估計
　　6.2.4ARMA PSD估值
　　6.2.5Pisarenko諧波分解
　習題
第7章窄帶過程
　7.1窄帶過程的一般概念
　7.2希爾伯特變換
　　7.2.1希爾伯特變換和解析信號的定義
　　7.2.2希爾伯特變換的性質
　7.3窄帶過程的性質
　　7.3.1窄帶過程的性質
　　7.3.2窄帶過程性質的證明
　7.4窄帶高斯過程的包絡和相位的概率分布
　　7.4.1窄帶高斯過程包絡和相位的一維概率分布
　　7.4.2窄帶高斯過程包絡平方的概率分布
　7.5餘弦信號與窄帶高斯過程之和的概率分布
　　7.5.1餘弦信號與窄帶高斯過程之和的包絡和相位的概率分布
　　7.5.2餘弦信號與窄帶高斯過程之和的包絡平方的概率分布
　習題
第8章信號通過非綫性係統
　8.1引言
　　8.1.1無記憶的非綫性係統
　　8.1.2無記憶的非綫性係統輸齣的概率分布
　8.2直接法
　8.3特徵函數法
　　8.3.1轉移函數的引入
　　8.3.2過程非綫性變換的特徵函數法
　　8.3.3普賴斯(Price)定理
　8.4非綫性係統的伏特拉(Voterra)級數
　　8.4.1伏特拉(Voterra)級數的導齣
　　8.4.2齊次非綫性係統
　　8.4.3多項式係統和Volterra係統
　8.5非綫性變換後信噪比的計算
　習題
第9章馬爾可夫過程
　9.1馬爾可夫過程
　　9.1.1馬爾可夫過程的定義及其分類
　　9.1.2馬爾可夫鏈
　　9.1.3k步轉移概率
　　9.1.4高斯馬爾可夫序列
　　9.1.5連續參數馬爾可夫過程
　9.2獨立增量過程
　9.3獨立過程
　習題
0章基於假設檢驗的信號檢測
　10.1假設檢驗
　　10.1.1大後驗概率準則與似然比檢驗
　　10.1.2貝葉斯準則
　　10.1.3小錯誤概率準則
　　10.1.4紐曼-皮爾孫準則
　10.2已知信號的檢測
　　10.2.1二元通信係統
　　10.2.3匹配濾波器
　習題
　部分習題解答
附錄A序列收斂的幾種定義
附錄B濛特卡羅模擬方法
　B.1在計算機上用濛特卡羅方法求圓周率
　B.2任意分布數的産生方法
參文獻

作者介紹

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　　王永德,為四川大學電子信息學院教授,碩士生導師.中國信號處理學會理事.主編“*信號分析基礎”教材

文摘

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序言

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現代通信與係統建模的基石：探索信號世界的奧秘 在信息爆炸的時代，我們每天都與無數的信號打交道，從手機通信、廣播電視，到醫學影像、氣象預報，再到工業自動化和科學研究，信號無處不在，它們是傳遞信息、理解世界、驅動技術進步的核心載體。然而，這些看似尋常的信號，其背後蘊含著深刻的數學原理和精妙的工程思想。一本深入淺齣、係統詳實的著作，能夠為我們揭示信號世界的奧秘，掌握分析和處理信號的強大工具，從而更好地理解和駕馭現代科技的脈搏。 本書旨在為讀者構建一個堅實而全麵的信號分析理論框架。我們不局限於某一特定應用領域，而是從最基礎、最普遍的信號特性齣發，係統地介紹信號的分類、錶示方法、基本運算，以及描述信號行為和演變的核心概念。通過對信號進行深入的理解，讀者將能夠為後續更復雜的係統分析和設計打下堅實的基礎。 信號的語言：基本概念與數學描述 信號，本質上是信息隨時間、空間或其他獨立變量變化的物理量。本書將首先帶領讀者認識信號的多種形態，包括連續時間信號與離散時間信號、能量信號與功率信號、周期信號與非周期信號等。我們將介紹描述這些信號的數學工具，特彆是傅裏葉級數和傅裏葉變換，它們是揭示信號頻譜特性的鑰匙，能夠將信號從時域轉換到頻域，從而展現信號的頻率成分，這是分析信號行為最強大的視角之一。 傅裏葉變換的引入，不僅僅是數學上的推導，更是對信號本質的深刻洞察。它告訴我們，任何一個（在一定條件下）的信號都可以被分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦波的疊加。理解瞭這一點，我們就能理解為什麼收音機可以通過調諧到不同的頻率來接收不同的電颱，為什麼音頻均衡器可以調整低音和高音，為什麼圖像壓縮技術可以去除人眼不敏感的頻率成分。本書將詳細講解傅裏葉變換的性質，如綫性性、時移、頻移、捲積定理等，這些性質是在信號處理中進行各種變換和分析的基礎。 同時，我們也將關注拉普拉斯變換和Z變換。拉普拉斯變換是處理連續時間係統，特彆是包含指數衰減或增長信號的係統的有力工具；而Z變換則是處理離散時間係統，如數字信號處理和數字控製係統的核心。這兩種變換在理解係統的穩定性和動態特性方麵扮演著至關重要的角色。 係統：信號的加工者與變換者 信號的價值往往體現在它們所經曆的“係統”。係統可以是一個濾波器，用於去除信號中的噪聲；可以是一個通信鏈路，用於傳輸信號；可以是一個控製器，用於根據信號的反饋來調整係統行為。本書將係統視為信號的“加工者”和“變換者”，並深入探討綫性時不變（LTI）係統的性質。 LTI係統是信號分析和係統建模中最重要的一類係統。它們的關鍵特性在於“綫性”和“時不變”，這意味著係統的輸齣與輸入之間存在一種確定的、可預測的綫性關係，並且這種關係不隨時間而改變。本書將詳細介紹LTI係統的衝激響應，它是描述LTI係統特性的一個基本而強大的概念。通過衝激響應，我們可以通過捲積運算，計算齣係統對任意輸入信號的輸齣。 捲積運算是信號分析中的一個核心概念，它描述瞭輸入信號如何被係統的衝激響應“掃描”並産生輸齣。理解捲積，就等於掌握瞭預測係統行為的秘訣。我們將從數學上和直觀上對捲積進行深入講解，並通過大量的例子展示其在不同場景下的應用，例如濾波、延遲、迴聲等。 從時域到頻域：頻譜分析的深度探索 頻域分析是信號分析的核心之一。通過傅裏葉變換，我們將信號的復雜時域行為轉化為直觀的頻域圖景，即頻譜。頻譜分析能夠揭示信號的頻率成分、能量分布以及帶寬等重要信息。本書將深入探討不同類型信號的頻譜特性，例如正弦波的頻譜是一個尖峰，而方波的頻譜則是一係列等間隔的諧波。 理解信號的頻譜，對於設計有效的濾波器至關重要。濾波器是用來選擇或抑製特定頻率分量的信號處理單元。我們將介紹各種重要的濾波器類型，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器，並討論它們的幅頻特性和相頻特性。這些特性決定瞭濾波器如何影響信號的頻率內容和相位關係。 離散信號與采樣：數字世界的基石 隨著數字技術的飛速發展，對離散時間信號的處理變得越來越重要。本書將詳細闡述采樣過程，這是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟。我們將介紹奈奎斯特-香農采樣定理，它為我們指明瞭進行無失真采樣所需的最低采樣頻率，這是數字信號處理能夠有效工作的理論基礎。 此外，我們還將討論量化和編碼等概念，它們是將模擬信號轉化為數字信號並進行存儲和傳輸的必要環節。離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）將是分析離散信號頻譜的重要工具，它們在數字信號處理中有著廣泛的應用。 隨機信號：應對不確定性的挑戰 在現實世界中，許多信號並非精確可控，而是帶有隨機性，例如通信中的噪聲、測量中的誤差、生理信號的波動等。本書將引入隨機信號的概念，包括隨機變量、概率密度函數、纍積分布函數等基本統計概念。 我們將探討隨機過程，它是描述隨機信號隨時間演變的一種數學模型。自相關函數和互相關函數是分析隨機信號及其之間關係的兩個重要工具，它們能夠揭示隨機信號的統計特性和相互依賴關係。此外，我們還將介紹功率譜密度，它描述瞭隨機信號在不同頻率上的能量分布，對於理解和處理包含噪聲的信號至關重要。 傅裏葉分析的現代應用與展望 本書的介紹將不僅僅停留在理論層麵，更會通過豐富的實例，展示傅裏葉分析及其相關概念在現代科技中的廣泛應用。從音頻信號處理（如MP3壓縮、降噪），到圖像處理（如JPEG壓縮、邊緣檢測），再到通信係統（如OFDM調製），以及生物醫學工程（如心電圖分析、腦電圖分析），信號分析的原理無處不在。 我們還將簡要探討一些更高級的主題，如短時傅裏葉變換（STFT）和小波變換，它們能夠同時提供信號在時間和頻率上的局部信息，為分析非平穩信號提供瞭更強大的工具。 本書的價值 掌握本書所介紹的信號分析基礎，將使您能夠： 深刻理解信息是如何被編碼、傳輸和處理的。 建立對各種通信、控製和測量係統的基本認識。 掌握分析信號在時域和頻域特性的基本方法。 理解濾波器在信號處理中的作用和設計原理。 為學習更高級的數字信號處理、通信原理、係統辨識等課程打下堅實基礎。 提升解決實際工程問題的能力，在科技創新中發揮更大作用。 本書以嚴謹的邏輯、清晰的闡述和豐富的例子，旨在將信號分析這一復雜而迷人的學科，變得易於理解和掌握。無論您是電子工程、通信工程、計算機科學、自動化，還是物理學、生物醫學工程等相關專業的學生，抑或是對信號世界充滿好奇的探索者，本書都將是您開啓信號分析之旅的最佳起點。讓我們一起，揭開信號的神秘麵紗，洞察信息傳遞的奧秘，為構建更智能、更互聯的未來貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習一門學科，尤其是像信號分析這樣數學性很強的學科，最重要的一點是理解其核心思想和方法論。很多時候，我們會被繁雜的數學推導弄得暈頭轉嚮，忘記瞭這些推導的初衷是為瞭解決什麼實際問題。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵做得相當齣色。它並沒有將數學公式一股腦地拋給讀者，而是循序漸進地引導我們理解每一步的邏輯。例如，在介紹傅裏葉變換時，它不僅給齣瞭數學定義，更重要的是通過各種圖示和物理意義的闡述，讓我們明白傅裏葉變換是將信號從時域分解到頻域的強大工具，它如何幫助我們理解信號的頻率成分，以及為什麼這對於濾波、調製解調等應用至關重要。書中的例子也很有代錶性，涵蓋瞭各種典型的信號，如衝激信號、方波、正弦波等，通過這些例子，我們可以直觀地看到不同信號在頻域的特性。而且，它在講解過程中，會不時地穿插一些曆史背景或者相關的科學發現，這讓學習過程不那麼枯燥，更能激起我們對這個領域的好奇心。

評分☆☆☆☆☆

對於一本技術類書籍來說，清晰的結構和邏輯性是至關重要的。我曾經翻閱過一些教材，雖然內容很豐富，但結構混亂，章節之間的聯係不夠緊密，導緻我閱讀起來非常吃力，常常需要反復查閱纔能理解。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵做得非常到位。它采用瞭非常清晰的章節劃分，每個章節都圍繞一個核心主題展開，層層遞進，邏輯嚴謹。從最基礎的信號和係統概念，到傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心工具，再到捲積、采樣、濾波等關鍵技術，每一個概念的引入都顯得順理成章，前後呼應。更重要的是，書中對於概念的解釋非常到位，語言精煉準確，避免瞭不必要的術語堆砌。我尤其欣賞它在引入新概念時，會先迴顧之前學過的相關知識，幫助我們建立起知識體係的聯係。這種結構化的學習方式，極大地降低瞭學習難度，讓我能夠更有效地吸收和掌握知識。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，好的教材不僅在於內容的深度和廣度，更在於它能否激發讀者的學習興趣，培養讀者的獨立思考能力。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵也給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是簡單地羅列公式和定理，更注重引導讀者去理解這些知識背後的思想。例如，在介紹傅裏葉級數時，它會從周期信號的分解入手，一步步推導齣級數的數學形式，並鼓勵讀者思考為什麼傅裏葉級數能夠錶示任何周期信號，以及其在頻域上的直觀意義。書中還設置瞭一些思考題和習題，這些題目不僅是檢驗學習成果的工具，更是引導我們深入思考、拓展思路的契機。有些題目需要我們將所學知識融會貫通，舉一反三，這極大地鍛煉瞭我的分析問題和解決問題的能力。我感覺這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養我成為一個獨立思考、能夠運用信號分析知識解決實際問題的專業人纔。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本優秀的教材應該能夠適應不同層次的讀者，並且具備一定的深度和廣度，能夠滿足初學者和進階者不同的需求。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵給我帶來瞭驚喜。它的內容安排非常閤理，從最基礎的信號分類、係統性質入手，逐步深入到各種變換、捲積、采樣、濾波等核心概念。對於初學者來說，它提供的清晰的定義、直觀的圖示和簡單的例子，能夠幫助他們快速入門，建立起對信號分析的基本認識。而對於有一定基礎的讀者，書中更深入的數學推導、更復雜的應用場景以及一些前沿技術的簡要介紹，則能幫助他們進一步拓展視野，提升理論水平。我尤其喜歡它在某些章節末尾設置的“拓展閱讀”部分，為那些希望深入研究某個特定主題的讀者提供瞭進一步學習的指引。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在工程領域摸爬滾打多年的工程師，我深知理論知識與實際應用之間的鴻溝。很多書本上的理論，讀起來頭頭是道，但真要應用到解決實際工程問題時，卻發現差瞭那麼一點東西。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵做得尤為突齣，它沒有停留在純粹的理論層麵，而是巧妙地將理論知識與實際應用緊密結閤。書中大量的工程實例，例如在通信係統中的信號調製與解調、在音頻處理中的濾波器設計、在圖像處理中的邊緣檢測等等，都為我們提供瞭一個生動的學習場景。它會詳細講解如何利用信號分析的原理來解決這些實際問題，甚至會給齣一些代碼示例或者僞代碼，讓我們能夠更好地理解如何在實際係統中實現這些理論。這種“理論+實踐”的學習模式，對於我們這些希望將所學知識轉化為實際生産力的人來說，是極其寶貴的。它讓我們看到瞭信號分析的價值所在，也為我們提供瞭解決問題的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

作為一名渴望不斷提升自己專業能力的學習者，我一直在尋找一本能夠引領我深入理解信號分析這個學科的優秀教材。《信號分析基礎(第4版)》的齣現，無疑滿足瞭我的這一期望。這本書的語言風格非常專業，卻又不失易懂，作者在講解復雜的概念時，總是能夠用恰當的比喻和形象的描述來幫助我們理解。例如，在介紹捲積運算時，它並沒有簡單地給齣數學公式，而是通過“滑動疊加”等形象的比喻，讓我們能夠直觀地理解捲積在係統響應中的作用。此外，書中對各個章節的銜接處理也非常自然，前一章的內容往往是後一章的基礎，形成瞭一個嚴密的知識鏈條，讓學習過程更加順暢。我尤其欣賞它在講解過程中，時不時地齣現的“注意”或者“提示”部分，這些都是作者經驗的凝練，能夠幫助我們避免一些常見的誤區，更加高效地掌握知識。

評分☆☆☆☆☆

在數字時代，信號分析的重要性不言而喻，它滲透到我們生活的方方麵麵，從手機通信到醫學影像，從自動駕駛到人工智能，都離不開信號分析的理論和技術。《信號分析基礎(第4版)》這本書，恰恰是理解這些現代科技背後原理的絕佳入口。它不僅僅是一本教科書，更像是一位循循善誘的引路人，帶領我們穿越信號分析的殿堂。書中對各種信號和係統的描述，都力求精確而生動，讓那些抽象的概念變得觸手可及。例如，它對於“係統”的定義和分類，清晰地闡述瞭不同類型係統所具備的特性，這為我們理解更復雜的信號處理模型打下瞭堅實的基礎。而且，書中對於一些重要定理的證明，都進行瞭詳細的推導，並輔以嚴謹的數學語言，這使得整個過程既有說服力，又富有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學發展史充滿興趣的讀者，我總是希望能夠瞭解一項技術或理論是如何一步步發展而來的。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵做得非常齣色。它在講解核心概念時，常常會穿插一些曆史故事和科學傢的貢獻，讓我們能夠瞭解到傅裏葉、拉普拉斯等先驅們是如何在當時的曆史條件下，通過不懈的努力，纔提齣瞭這些偉大的理論。例如，在介紹傅裏葉變換時，它會提及傅裏葉最初提齣該理論是為瞭研究熱傳導問題，而這項看似基礎的研究，最終卻成為瞭現代信號處理的基石。這種曆史的視角，不僅讓學習過程更加生動有趣，更重要的是讓我們能夠理解這些理論的深遠影響和重要意義。它讓我們知道，我們所學的不僅僅是一些抽象的公式，更是人類智慧的結晶，是推動科學技術不斷進步的強大動力。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《信號分析基礎(第4版)》確實讓我眼前一亮，從封麵設計到紙張觸感，都透著一股紮實的學術氣息。翻開扉頁，作者的名字和齣版社的Logo映入眼簾，瞬間就有一種安心感，仿佛預示著即將踏上一段嚴謹而富有收獲的學習之旅。我是一名即將步入研究生階段的學生，對於信號處理這個領域既充滿好奇又有些許畏懼，畢竟它是許多高科技應用的核心，從通信到圖像識彆，無處不在。我之前的本科課程中接觸過一些基礎概念，但總覺得不夠係統，不夠深入，很多時候是在“知其然，不知其所以然”。我渴望擁有一本能夠幫助我建立起堅實理論基礎的教材，能夠理解那些看似抽象的數學公式背後蘊含的深刻物理意義，能夠將理論與實際應用巧妙地聯係起來。這本書的齣版信息顯示已經是第四版，這意味著它經過瞭時間的檢驗，不斷地修訂和完善，能夠吸取前幾版的經驗，彌補可能的不足，這讓我對其內容質量充滿瞭信心。包裝也很到位，書本完好無損，沒有摺痕或汙漬，讓人心情舒暢。

評分☆☆☆☆☆

數學工具的掌握程度，直接影響到我們對信號分析理論的理解深度。我之前在學習一些數學課程時，常常覺得枯燥乏味，因為不知道這些數學工具將來能用來做什麼。《信號分析基礎(第4版)》在這方麵做得非常巧妙。它在介紹每一個數學工具，例如復數、積分、微分方程等等時，都會非常清晰地解釋它們在信號分析中的具體作用。例如，它會說明復數如何能夠方便地錶示具有幅度和相位的信號，積分如何用於計算信號的能量或平均值，微分方程如何描述綫性時不變係統的動態行為。更重要的是，它會通過大量的例子來演示這些數學工具是如何被應用於實際的信號分析過程中的。這讓我不再覺得學習數學是孤立的，而是看到瞭數學作為一種強大的語言，是如何為我們理解和分析信號提供便利的。