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古天祥 著

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• 信号处理
• 传感器
• 实验教学
• 电子工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111460244

商品编码：29728468550

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：电子测量原理与应用

定价：28.00元

作者：古天祥

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787111460244

字数：

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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古天祥、詹惠琴、习友宝、古军、何羚编著的《电子测量原理与应用(下普通高等教育十二五电子信息类规划教材)》包含了系统的测量，主要讨论了测量系统的基本特性，系统测量用的信号源，元器件特性参数、集成电路、线性系统特性及网络分析等的测量。
　　本书根据科学性、先进性和实用性的原则精选内容，全面阐述了电子测量的基本原理，阐述中力求思路清晰、概念准确、语句流畅、可读性好，以便于教学和自学。
　　电子测量技术是广泛应用于各个学科专业的一门通用技术。本书适用面广，可作为高等院校电子信息等专业的教材，以及各工程技术专业学生自学的读本，也可作为广大科研和工程技术人员的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的捕捉、解析与数字模拟的桥梁：一种全新的视角》 本书并非一部关于电子测量仪器硬件结构或操作手册的详尽指南，也非一本浅显易懂的“电子入门”读物。相反，它将带领读者深入探索那些构成我们现代科技世界基石的无形元素——信号。我们身边无时无刻不充斥着各种形式的信号：从手机传递的信息，到医疗设备监测的生命体征，再到工业生产线上设备的运行状态，甚至天空中传播的无线电波，它们无一不在诉说着各自的语言。理解这些信号的本质，掌握它们产生的规律，以及如何精确地捕捉、分析并转化为可用的信息，是驱动技术进步的关键。 本书的核心在于揭示信号的“生命周期”——它如何被产生，如何在空间中传播，如何被我们的设备“聆听”，又如何被赋予意义。我们不会纠结于万用表上某个旋钮的精确位置，或者示波器屏幕上某条曲线的测量技巧。取而代之的是，我们将关注信号的内在逻辑：它们的数学模型，它们在时域和频域中的表现形式，以及它们如何受到环境的干扰和影响。 第一部分：信号的起源与本质 在数字时代，我们对“信号”的理解往往与数字代码紧密相连。然而，在数字世界之外，存在着一个更为广阔的模拟信号的海洋。本书的第一部分将着重探讨模拟信号的根源。我们将追溯信号产生的物理机制，例如电磁波的辐射，声波的振动，或者生物电信号的产生。我们会深入理解不同类型模拟信号的特性，比如它们是周期性的还是非周期性的，是连续的还是离散的，是确定性的还是随机的。 例如，当我们谈论声音信号时，我们关注的不仅仅是“声音大不大”，而是声波的频率（决定音高）、振幅（决定响度）以及波形（决定音色）。同样的，当我们观察光信号时，我们关心的则是它的波长（决定颜色）和强度。本书将提供一套分析这些“自然语言”的框架，帮助读者理解各种物理现象是如何转化为可测量的电信号的。 我们还将探讨信号的传输过程。信号并非静止不动，它们需要在介质中传播，例如空气、电缆或者光纤。在这个过程中，信号会经历衰减、失真、噪声的叠加等一系列变化。理解这些传播的物理规律，对于设计有效的通信系统和精确的测量仪器至关重要。例如，为什么长距离的通信需要放大器？为什么在高频信号传输时需要特殊的电缆？这些问题都将在这部分得到解答。 第二部分：信号的“倾听者”——捕捉与转换 信号产生后，就需要被“捕捉”。这里的“捕捉”并非指物理上的抓取，而是指通过传感器或接收器，将环境中的信号转化为我们可以处理的电信号。本书将聚焦于各种传感器背后的工作原理，但不是具体型号的介绍。我们会探讨压电效应如何将机械压力转化为电压，热电效应如何将温度差转化为电压，光电效应又如何将光信号转化为电流。 更重要的是，我们将深入研究信号的数字化过程。我们生活的世界是模拟的，但现代电子设备主要处理的是数字信息。因此，将模拟信号转换为数字信号是连接物理世界与数字世界的关键步骤。这涉及到采样、量化和编码等一系列复杂但至关重要的过程。我们将详细阐述采样定理（Nyquist-Shannon sampling theorem），解释为什么我们需要以两倍于最高频率的速率进行采样，以避免信息丢失。我们也会探讨量化误差是如何产生的，以及不同位数的量化器如何影响信号的精度。 这部分内容将帮助读者理解，为什么在将模拟信号转换为数字信号时，会有一定的“信息损失”，以及如何通过优化采样率和量化深度来最小化这种损失。我们会分析不同类型的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计理念，但重点在于它们如何实现信号的转换，而非具体的电路图。 第三部分：信号的“解读者”——分析与理解 捕捉到的信号，无论是模拟的还是数字的，都需要被“解读”。这部分是本书的核心，将带领读者掌握分析信号的各种强大工具和方法。我们将从时域分析入手，理解信号在时间维度上的变化规律，例如信号的幅度、周期、相位以及瞬时值。 然而，仅仅在时域中观察信号往往是不够的。许多信号的本质特征，例如其频谱构成，在频域中才能得到更清晰的展现。因此，本书将花费大量篇幅介绍傅里叶变换（Fourier Transform）及其在信号分析中的重要性。我们将理解傅里叶级数（Fourier Series）和傅里叶变换如何将一个复杂的信号分解成一系列简单的正弦和余弦波，从而揭示信号的频率成分。我们将探讨傅里叶变换的应用，例如频谱分析、滤波以及调制的解调。 除了傅里叶变换，我们还将介绍其他重要的信号分析技术。例如，我们将会讨论功率谱密度（Power Spectral Density, PSD），它描述了信号的功率在频率上的分布。对于随机信号，功率谱密度是理解其特性的关键工具。我们还将介绍相关分析（Correlation Analysis），它用于衡量两个信号之间的相似性，在噪声消除、信号同步以及系统辨识等领域有着广泛的应用。 此外，滤波（Filtering）作为一种重要的信号处理技术，将贯穿整个分析过程。我们将探讨不同类型的滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们如何用于去除噪声、分离信号或提取特定频率成分。这部分内容将深入探讨滤波器的设计原理和实际应用，帮助读者理解滤波器在信号净化和特征提取中的作用。 第四部分：信号的应用与挑战 掌握了信号的捕捉、转换与分析方法后，本书将进一步探讨这些技术在各个领域的实际应用，以及在这些应用中面临的挑战。我们将看到，信号处理的原理如何应用于通信系统，实现远距离、高效率的信息传输；如何应用于音频和视频处理，实现高质量的影音体验；如何应用于医疗诊断，从微弱的生物信号中提取诊断信息；以及如何应用于工业自动化，实时监测生产过程，保障产品质量和生产安全。 在介绍应用的同时，本书也将着眼于信号处理过程中可能遇到的挑战。例如，噪声是信号分析中一个普遍存在的问题，我们将讨论各种降噪技术，从简单的滤波器到更复杂的自适应滤波和统计推 ود. 信号失真是另一个常见的挑战，我们将探讨失真的原因以及如何通过信号补偿技术来减小其影响。 本书并非提供一套现成的解决方案，而是旨在构建读者对信号本质的深刻理解，培养分析和解决问题的能力。通过系统地学习信号的生成、捕捉、转换、分析及其在实际中的应用，读者将能够更深入地理解现代电子技术的原理，并为未来在相关领域的创新和研究打下坚实的基础。这本书将成为您理解和驾驭无处不在的信号世界的有力助手。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的理论深度令人敬畏，但我作为一个刚刚接触这个领域的学生，最先注意到的是它在实验指导方面的细致程度。每一章后面的实践环节，都像是一个完整的小型实验报告模板。它明确列出了所需的实验设备清单、详细的步骤、预期的结果以及结果分析的要点。例如，在介绍传感器标定时，书中给出了好几个不同传感器家族的校准流程，甚至连如何处理非线性漂移都给出了具体的数学模型和代码示例。这对于我们学校的实践教学帮助太大了。我用书中的方法做了一个温度采集实验，精度比我们之前导师教的方法提高了近15%。唯一的小遗憾是，部分高级算法的伪代码可以更精炼一些，现在的版本对我来说理解起来还是需要多查几遍资料。但瑕不掩瑜，它无疑是连接理论与实践的优秀桥梁。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末啃完了这本书的后半部分，感觉作者在系统工程和数据处理方面的讲解独树一帜。尤其是关于虚拟仪器编程接口的介绍，内容详实到令人吃惊。他不仅介绍了主流的编程语言在测试系统中的应用，还深入探讨了不同接口协议（比如GPIB、LAN、USB）的优缺点和实际应用场景，这部分内容对于我们做自动化测试平台的人来说，简直是宝典级别的资料。书中对实时系统和嵌入式采集的讨论也很有前瞻性，很多新兴技术都被囊括其中。我特别欣赏作者没有停留在对现有设备的描述，而是引导读者去思考如何根据具体需求设计定制化的测量方案。虽然有些章节的数学推导略显繁琐，但作者在关键步骤都会附上详细的文字解释，确保读者不会在公式海洋中迷失方向。这本书的深度和广度都超出了我的预期，绝对是高阶工程师案头的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名硬件工程师，关注点主要集中在系统的稳定性和可靠性上。这本书在“电磁兼容性（EMC）与抗干扰设计”这一块的内容，给了我极大的启发。作者没有泛泛而谈电磁兼容标准，而是结合实际案例，详细剖析了如何通过布局布线、屏蔽和滤波设计，来优化测量系统的抗干扰能力。书中关于“共模抑制”的章节配图非常直观，我立刻明白了为什么在某些多通道测量中，共模电压会严重影响数据的准确性。此外，作者对固件级的数据完整性校验方法也进行了介绍，这对于确保长时间采集数据的准确性至关重要。这本书的价值在于它提供了一整套从硬件选型到软件鲁棒性设计的完整思路，是一本能切实提升产品质量的实战指南。看完后，我马上调整了我们下一代产品的PCB设计规范，期待能看到显著的改善。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，不像传统教材那样刻板教条，更像是一位经验丰富的老专家在娓娓道来。作者似乎非常擅长于捕捉那些“经验之谈”的精髓，比如在介绍示波器探头使用技巧时，他没有仅仅停留在阻抗匹配，而是深入讲解了接地环路对高频测量的潜在影响，这种基于多年实践的洞察力是教科书里学不到的。我特别喜欢其中关于不确定度分析的那几页，作者将贝叶斯统计的思想巧妙地融入到误差传播的计算中，使得原本枯燥的统计学应用变得生动起来。阅读这本书的过程，更像是一次与行业内顶尖人士的深度对话。它的逻辑链条非常清晰，从最基础的物理量转换到最终的数字信号处理，每一步的衔接都顺理成章，体现了作者对测量科学整体框架的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计挺有意思，封面采用了深邃的蓝色调，中间有一个抽象的电路图图案，给人一种专业又略带神秘的感觉。拿到手里沉甸甸的，感觉内容肯定很扎实。我最看重的是作者在介绍基础概念时的清晰度。比如在讲解信号采集时，作者没有直接抛出复杂的公式，而是通过生动的比喻，让我这个初学者也能很快抓住核心思想。特别是对噪声处理那一章节，作者详细分析了不同类型噪声的来源和抑制方法，还配有大量的实验截图和波形图，这对于我理解实际工程问题非常有帮助。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，图文并茂，阅读起来一点也不累。而且，书中的案例分析非常贴近工业现场，让我能将书本知识与实际工作对接起来，这比那些只讲理论的书要实用得多。总的来说，这是一本值得反复研读的工具书。