電子係統設計與實踐教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薛梅 丁可柯 硃震華 劉艷著 著

圖書標籤:

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• 嵌入式係統
• 單片機
• 實驗教學
• 電子製作
• DIY
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店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115365576

商品編碼：29729218569

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名:電子係統設計與實踐教程

定價：33.00元

售價：22.4元,便宜10.6元,摺扣67

作者:薛梅 丁可柯 硃震華 劉艷著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787115365576

字數：

頁碼：

版次：01

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

1.書中所選案例來自實驗教學、科研和輔導競賽中開發、收集、整理的。

2.課題包括數字電路、模擬與數字綜閤型電路、小型數字係統和可編程器件及EDA軟件應用等類型，課題具有新穎性、實用性、趣味性、綜閤性。

3.本書提供的方案未涉及這些智能器件的應用。

4.本書按照課題的難易程度，分為三個層次：基礎型、提高型、競賽型。教師可以按學生的能力選取相應的課題讓學生完成。

內容提要

本書闡述綜閤性和係統性的電子係統設計方法與設計原則，重點介紹瞭電子係統設計與實踐技術方麵的知識。通過選取難度適中且具有綜閤性、係統性的大型課題讓學生操作實踐，拓展學生設計思路，規範學生裝配、調測等實驗技術，為學生後續課程的學習打下良好的基礎，同時能讓學生體會到電子電路在實踐中的工程技術特點，提高自己的科技素質。
本書是電子電路課程設計的配套教材，同時也可以作為電子設計大賽賽前訓練和電子愛好者的參考用書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《現代信號處理與應用》 一、 內容概述 《現代信號處理與應用》是一本旨在係統介紹信號處理理論、方法及其在各個領域實際應用的書籍。本書內容涵蓋瞭從基礎的離散時間信號與係統分析，到復雜的數字濾波器設計，再到高級的譜估計方法和現代通信係統中的信號處理技術。本書強調理論與實踐相結閤，通過豐富的實例和算法描述，幫助讀者深入理解信號處理的精髓，並能將其有效地應用於解決實際工程問題。 二、 章節詳情 第一部分：信號與係統的基礎理論 第一章：信號與係統的基本概念 1.1 信號的定義與分類： 介紹連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，確定信號與隨機信號等基本分類。深入探討瞭單位衝激信號（Dirac Delta函數）和單位階躍信號（Heaviside函數）在分析中的重要性，以及它們在離散時間域的對應——單位抽樣脈衝和單位階躍序列。 1.2 係統的定義與分類： 講解綫性係統、時不變係統、因果係統、穩定係統等基本性質。分析瞭係統的記憶性、直觀性和可逆性。強調瞭LTI（綫性時不變）係統在信號處理中的核心地位，以及捲積是描述LTI係統輸入輸齣關係的通用數學工具。 1.3 信號的基本運算： 介紹信號的加法、乘法、比例、翻轉、移位、伸縮等運算。通過實例演示這些運算如何改變信號的特徵，以及在信號分析和處理中的應用，例如信號的解調和同步。 1.4 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 詳細闡述周期信號的傅裏葉級數展開，揭示瞭信號的頻譜特性。引齣傅裏葉變換，用於分析非周期信號的頻譜。深入講解瞭傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積性質、能量譜密度等，並說明傅裏葉變換是理解信號頻率成分的關鍵工具。 1.5 傅裏葉變換在信號分析中的應用： 通過濾波器設計、信號的頻譜分析、信號的調製解調等實例，展示傅裏葉變換在實際工程問題中的強大應用能力。例如，如何利用傅裏葉變換分析噪聲信號，以及如何通過頻譜分析來識彆信號的特定頻率成分。 第二章：離散時間信號與係統 2.1 離散時間信號的錶示與性質： 介紹序列的錶示方法，如數字序列、函數序列等。討論瞭離散時間信號的周期性、能量和功率。重點介紹瞭單位抽樣脈衝序列和單位階躍序列，以及它們在離散時間係統分析中的作用。 2.2 離散時間LTI係統： 講解離散時間LTI係統的定義和基本性質。重點闡述瞭差分方程和捲積和在描述離散時間LTI係統輸入輸齣關係中的重要性。 2.3 離散時間傅裏葉變換（DTFT）： 介紹DTFT，用於分析無限長離散時間信號的頻譜。深入探討DTFT的性質，如綫性、時移、頻移、捲積性質、帕薩瓦爾定理等。 2.4 Z變換： 引入Z變換，作為離散時間LTI係統分析的強大工具。詳細講解Z變換的定義、收斂域（ROC）及其性質。特彆關注Z變換在求解差分方程、係統函數分析和係統穩定性判斷中的作用。 2.5 離散傅裏葉變換（DFT）： 介紹DFT，用於分析有限長離散時間信號的頻譜。解釋DFT與DTFT的關係，以及DFT在計算機計算中的必要性。 2.6 快速傅裏葉變換（FFT）： 詳細介紹FFT算法，它是DFT的高效計算方法。闡述瞭FFT算法的原理，如蝶形運算、按時間抽選和按頻率抽選等算法。通過介紹FFT，為實際的數字信號處理提供瞭高效的計算基礎。 第二部分：數字濾波器的設計與實現 第三章：數字濾波器的基本原理 3.1 濾波器的概念與作用： 解釋濾波器在信號處理中的核心作用，即去除不需要的頻率成分、增強目標頻率成分等。 3.2 濾波器的分類： 區分模擬濾波器和數字濾波器，以及數字濾波器按頻率響應特性的分類：低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 3.3 理想濾波器與實際濾波器： 對比理想濾波器和實際濾波器的頻率響應特性，分析實際濾波器設計的難點和挑戰。 3.4 濾波器設計的目標： 明確濾波器的設計目標，如通帶和阻帶的寬度、衰減要求、過渡帶的陡峭程度等。 第四章：FIR（有限衝激響應）濾波器設計 4.1 FIR濾波器的特點與優點： 介紹FIR濾波器的綫性相位特性、穩定性以及設計上的靈活性。 4.2 FIR濾波器的基本結構： 講解直接型、級聯型、並聯型等FIR濾波器的基本結構。 4.3 FIR濾波器設計方法： 窗函數法： 詳細介紹各種窗函數，如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗、Kaiser窗等，以及它們對濾波器性能的影響。通過不同窗函數的對比，展示如何權衡過渡帶寬度和阻帶衰減。 頻率采樣法： 介紹基於頻率采樣點來設計FIR濾波器的原理。 最優化設計法（Parks-McClellan算法）： 闡述Remez交換算法，以最小化最大誤差的方式設計最優的FIR濾波器，能夠獲得最佳的幅度響應。 4.4 FIR濾波器在實際應用中的考慮： 討論瞭濾波器階數選擇、計算復雜度以及硬件實現等問題。 第五章：IIR（無限衝激響應）濾波器設計 5.1 IIR濾波器的特點與優點： 介紹IIR濾波器具有較高階數效率的優勢，能用較低的階數實現與FIR濾波器相似的濾波效果。 5.2 IIR濾波器的基本結構： 講解直接型I、直接型II、級聯型、並聯型等IIR濾波器的基本結構。 5.3 IIR濾波器設計方法： 模擬濾波器設計方法（Butterworth、Chebyshev Type I/II、Elliptic）： 詳細介紹這四種經典的模擬濾波器設計方法，分析它們的幅度響應特性、相位特性和階數效率。 模擬域到數字域的變換（雙綫性變換法）： 講解如何通過雙綫性變換法將已設計的模擬濾波器轉換為數字濾波器，並分析其優缺點。 衝激不變法： 介紹衝激不變法的原理及其在將模擬濾波器原型映射到數字域的應用。 階梯函數法： 探討另一種將模擬濾波器映射到數字域的方法。 5.4 IIR濾波器設計的挑戰： 分析IIR濾波器可能存在的非綫性相位和穩定性問題。 第三部分：現代信號處理技術 第六章：譜估計技術 6.1 譜估計的基本概念： 解釋譜估計的任務，即估計信號的功率譜密度。 6.2 非參數譜估計方法： 周期圖法： 介紹基於傅裏葉變換計算功率譜的方法，分析其均方誤差。 Welch法： 介紹利用分段平均來降低周期圖法方差的改進方法。 Bartlett法： 闡述另一種基於分段平均的譜估計方法。 6.3 參數譜估計方法： AR模型、MA模型、ARMA模型： 介紹這些信號的統計模型，並闡述如何利用模型參數來估計功率譜。 Yule-Walker方法： 講解基於AR模型的經典估計方法。 Burg方法： 介紹另一種高效的AR模型參數估計方法。 MESA（Maximum Entropy Spectral Analysis）： 闡述基於最大熵原理的譜估計方法，其優勢在於能夠分辨更接近的頻率分量。 6.4 譜估計在實際中的應用： 討論譜估計在雷達、聲納、通信、醫學信號分析等領域的重要性。 第七章：自適應信號處理 7.1 自適應濾波器的基本原理： 介紹自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波器係數。 7.2 性能指標： 講解均方誤差（MSE）等作為衡量自適應濾波器性能的關鍵指標。 7.3 經典自適應算法： LMS（Least Mean Square）算法： 詳細介紹LMS算法的原理、收斂性以及其簡單高效的特點，並討論其變種。 RLS（Recursive Least Squares）算法： 介紹RLS算法，它能夠更快地收斂，但計算復雜度較高。 7.4 自適應濾波器的應用： 重點介紹自適應濾波器在噪聲消除、均衡、預測、模式識彆等領域的廣泛應用。例如，在通信係統中用於消除多徑效應，在音頻處理中用於降噪。 第八章：小波變換及其應用 8.1 小波變換的引入： 解釋短時傅裏葉變換（STFT）的局限性，以及小波變換在時間和頻率局部化方麵的優勢。 8.2 一維小波變換： 介紹連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）的原理。 8.3 多分辨率分析： 講解小波變換如何實現信號的多分辨率分析，從而在不同尺度上捕捉信號特徵。 8.4 小波變換的應用： 重點介紹小波變換在信號去噪、特徵提取、圖像壓縮、邊緣檢測等方麵的應用。 第九章：現代通信係統中的信號處理 9.1 數字調製與解調： 介紹ASK、FSK、PSK、QAM等數字調製技術，以及對應的解調方法。 9.2 信道編碼與解碼： 討論錯誤檢測與糾正碼，如漢明碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等，及其在提高通信可靠性方麵的作用。 9.3 均衡技術： 介紹如何使用濾波器來補償信道引起的失真，如綫性均衡、決策反饋均衡（DFE）。 9.4 信號在多輸入多輸齣（MIMO）係統中的處理： 探討MIMO係統如何利用多個天綫來提高數據傳輸速率和鏈路可靠性，以及相關的信號處理技術。 9.5 OFDM（正交頻分復用）技術： 介紹OFDM的基本原理，以及其在抗多徑乾擾和實現高數據速率方麵的優勢。 第四部分：應用與展望 第十章：信號處理在不同領域的應用實例 10.1 語音信號處理： 語音識彆、語音閤成、語音增強、音頻編碼等。 10.2 圖像與視頻信號處理： 圖像去噪、圖像增強、圖像壓縮、目標檢測、視頻分析等。 10.3 生物醫學信號處理： ECG、EEG、EMG信號分析，醫學影像處理等。 10.4 地震信號處理： 地震波分析、地震數據去噪與解釋。 10.5 金融信號處理： 股票價格預測、市場分析等。 第十一章：信號處理的發展趨勢與未來展望 11.1 機器學習與深度學習在信號處理中的融閤： 探討神經網絡、捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等在信號處理任務中的應用。 11.2 實時信號處理與嵌入式係統： 討論高性能計算平颱和硬件加速技術在實時信號處理中的重要性。 11.3 新型信號處理算法與理論： 展望非綫性信號處理、稀疏錶示、壓縮感知等前沿研究方嚮。 11.4 信號處理在物聯網（IoT）、5G/6G通信、人工智能等新興領域的機遇。 三、 全書特色 理論與實踐並重： 本書在介紹信號處理理論知識的同時，大量引入瞭實際應用案例，使得理論學習更具指導意義。 循序漸進的結構： 從基礎概念齣發，逐步深入到高級理論和應用，適閤不同背景的讀者。 豐富的數學工具： 涵蓋瞭傅裏葉變換、Z變換、拉普拉斯變換等多種數學工具，並說明其在信號分析中的應用。 算法與實現： 提供瞭多種關鍵算法的原理描述和僞代碼，為讀者進行編程實現提供瞭參考。 麵嚮工程應用： 重點關注信號處理技術在通信、音頻、圖像、醫學等領域的實際應用，幫助讀者解決實際問題。 前沿技術展望： 關注信號處理領域的新興技術和發展趨勢，為讀者提供學習和研究的方嚮。 四、 適用讀者 本書適閤於高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、自動化等專業的本科生、研究生，以及從事相關領域研究和開發的工程師。對於希望係統學習信號處理理論並掌握其應用技術的讀者，本書將是一個理想的選擇。 五、 學習建議 建議讀者在學習過程中，配閤Matlab、Python等工具進行仿真和實驗，加深對理論知識的理解。積極參與課程實驗和項目開發，將所學知識應用於實際問題。 《現代信號處理與應用》旨在為讀者構建堅實的信號處理理論基礎，並培養分析和解決實際工程問題的能力，是理解現代信息技術背後核心驅動力的重要參考。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書對於實驗環節的指導細緻入微，幾乎可以作為一份獨立的操作手冊來使用。它不僅羅列瞭所需的硬件和軟件清單，更重要的是，對每一個實驗步驟都給齣瞭詳細的預期結果和常見錯誤排查指南。例如，在進行高速信號完整性分析的章節中，作者詳細演示瞭如何使用仿真工具設置終端匹配電阻，並明確指齣瞭如果阻抗不匹配時眼圖會呈現齣何種畸變，以及如何通過調整PCB走綫來優化。這種詳盡到位的操作指導，極大地縮短瞭我從理論到實際搭建原型的時間。很多時候，我們學習一門技術，最大的障礙就是“動手做”的第一個坎，這本書有效地降低瞭這個門檻，讓人可以更自信地去驗證書本上的知識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏感把握得相當到位，它不像有些專業書籍那樣上來就拋齣深奧的理論，而是采用瞭一種“問題驅動”的講解方式。開篇往往會設定一個實際應用場景，比如“設計一個功耗受限的無綫傳感器節點”，然後逐步引齣必要的理論知識和設計工具。這種方式極大地增強瞭閱讀的代入感和目的性。我尤其欣賞作者在講解數字信號處理部分時所采用的對比手法——將基於FPGA的實現和基於微控製器的實現進行多維度的性能權衡分析，這對於剛接觸係統級設計的初學者來說，是無比寶貴的經驗。它沒有給齣絕對的“最佳答案”，而是教會我們如何根據具體約束條件做齣最閤理的工程決策，這種成熟的工程師思維的培養，遠比記住幾個公式重要得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常平實而富有洞察力，作者似乎更傾嚮於用一種“過來人”的口吻與讀者對話，而不是冷冰冰地陳述事實。在探討電源管理模塊的設計時，作者沒有避開實際項目中經常遇到的“神秘漂移”或“間歇性失效”問題，而是坦誠地分享瞭這些“陷阱”的成因，並提供瞭在實際闆級布局中需要特彆注意的布局規則。這種真誠的分享，讓我感覺自己不是在讀一本冰冷的技術手冊，而是在聽一位經驗豐富的導師講解他的多年心得。特彆是在討論元器件選型時，書中對不同工藝節點的器件壽命和可靠性差異的分析，展現瞭作者對整個電子産品生命周期的深刻理解，這對於任何一個誌在從事産品開發的人來說，都是極其寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的插圖和圖錶設計簡直是教科書級彆的典範。那些復雜的電路原理圖，以往總讓我望而生畏，但在這裏，通過精心的視覺布局和清晰的標注，每一個元件的連接關係和信號流嚮都變得一目瞭然。特彆是對一些關鍵的模擬前端設計部分，作者沒有直接堆砌公式，而是用流程圖和方框圖的形式，將整個設計思路像剝洋蔥一樣層層展示齣來，讓人可以很自然地跟進邏輯。我記得有一次嘗試設計一個低噪聲放大器，卡在瞭噪聲分析這一步，翻閱這本書時，發現它提供瞭一個非常實用的錶格，對比瞭幾種常見噪聲源的特性和抑製方法，配上簡化的數學模型，讓我很快就找到瞭突破口。這種將理論與實踐完美結閤的視覺傳達能力，是很多技術書籍所欠缺的，它真正體現瞭“授人以漁”的精髓，讓我覺得學習電子設計不再是一件枯燥的啃書過程，而更像是在解謎。

評分☆☆☆☆☆

最讓我驚喜的是它對新興技術的融閤態度和前瞻性。盡管這是一本基礎性的教程，但它並沒有停留在過時的技術棧上。例如，在涉及嵌入式係統設計的部分，作者巧妙地將一些前沿的低功耗設計模式和最新的總綫協議規範融入到經典的設計案例中，而不是將它們割裂開來單獨介紹。它成功地構建瞭一個知識的階梯，讓讀者在掌握瞭經典理論後，能夠順暢地過渡到對最新技術的理解和應用上。這種“立足經典，麵嚮未來”的編排思路，使得這本書的知識保鮮期大大延長。它不僅解決瞭當前項目中的問題，更重要的是，它為我們未來幾年可能麵對的技術挑戰打下瞭堅實的基礎，確保我們所學的知識不會很快被迭代淘汰。