通信與信號係統實驗教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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羅中華，吳振庚 著

圖書標籤:

• 通信原理
• 信號與係統
• 實驗教程
• 通信係統
• 信號處理
• 模擬電路
• 數字電路
• MATLAB
• Simulink
• 高等教育

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齣版社： 重慶大學齣版社

ISBN：9787562441793

商品編碼：29763091390

包裝：平裝

齣版時間：2007-07-01

基本信息

書名：通信與信號係統實驗教程

定價：24.00元

作者：羅中華,吳振庚

齣版社：重慶大學齣版社

齣版日期：2007-07-01

ISBN：9787562441793

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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本書分三部分，部分為信號與係統實驗，第二部分為通信原理實驗，第三部分為移動通信實驗，實驗內容非常豐富，實驗較為獨立，由淺人深，具有很強的層次感和時代性，是一本很適閤大專院校在校生學習和相關人員參考的實驗指導書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《通信與信號係統實驗教程》圖書簡介 引言 在飛速發展的現代社會，通信技術已成為連接世界的基石，而信號係統則是通信係統的核心驅動力。理解和掌握通信與信號係統的基本原理，對於學習相關專業知識、投身科技創新至關重要。本書《通信與信號係統實驗教程》正是為此而生，旨在通過豐富詳實的實驗內容，幫助讀者深入理解通信與信號係統的理論知識，培養實踐動手能力，為未來的學習和工作奠定堅實基礎。 本書特色與定位 本書並非一本理論教科書，而是側重於實驗實踐。它將抽象的理論概念轉化為可操作的實驗項目，通過親手搭建電路、設計係統、分析數據，讓讀者在實踐中體會信號的生成、傳輸、處理和接收過程，從而深刻理解通信與信號係統的內在規律。 本書的定位是輔助理解與技能培養。我們力求將枯燥的理論知識變得生動形象，讓讀者在動手操作中獲得成就感。通過完成書中提供的實驗項目，讀者不僅能鞏固課堂所學，更能掌握一係列重要的實驗技能，包括但不限於： 電路設計與搭建： 掌握基本電子元器件（電阻、電容、電感、二極管、三極管、運算放大器等）的應用，理解其工作原理，並能根據實驗需求設計和搭建模擬電路。 信號發生與測量： 熟悉各種信號發生器（函數發生器、任意波形發生器等）的使用方法，學會精確測量信號的幅度、頻率、相位、失真度等關鍵參數。 數字信號處理： 理解數字信號的采樣、量化、編碼過程，並能在實驗環境中實現基本的數字濾波、變換等操作。 通信係統搭建與分析： 學習搭建簡單的模擬通信係統（如調幅、調頻係統）和數字通信係統（如基帶傳輸、帶通傳輸係統），並對其性能進行評估。 軟件工具的應用： 掌握使用常用的EDA（Electronic Design Automation）工具進行電路仿真（如Multisim、Proteus）、信號分析（如MATLAB、Python SciPy）以及硬件描述語言（如Verilog、VHDL）進行數字係統設計。 數據分析與報告撰寫： 學會從實驗數據中提取有效信息，進行統計分析，並能清晰、準確地撰寫實驗報告。 本書的讀者對象主要包括： 高等院校通信工程、電子信息工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生。 從事通信、電子、自動化等相關行業的工程師和技術人員，作為知識更新和技能提升的參考。 對通信與信號係統感興趣的愛好者，希望通過實踐深入瞭解該領域。 實驗內容概覽 本書的實驗內容覆蓋瞭通信與信號係統的核心模塊，從基礎的信號分析到復雜的通信係統實現，循序漸進，力求全麵。具體而言，實驗內容主要分為以下幾個部分： 第一部分：信號分析與處理基礎 這一部分將帶領讀者從最基本的信號入手，瞭解其特性並掌握對其進行分析和處理的方法。 1. 信號的産生與識彆： 實驗目的： 學習使用函數發生器産生不同類型的信號，如正弦波、方波、三角波、鋸齒波等，並瞭解這些信號的基本參數（幅度、頻率、周期、占空比）。 實驗內容： 使用函數發生器産生不同頻率和幅度的正弦波信號，觀察其波形，並使用示波器進行測量。 生成方波信號，改變其占空比，觀察波形變化，並與理論值對比。 探索脈衝信號的特性，理解其在通信中的應用。 學習使用示波器進行基本的測量操作，如測量電壓、時間間隔、頻率等。 理論聯係： 傅裏葉級數與傅裏葉變換（理解周期信號和非周期信號的頻譜特性），信號的瞬時值、峰值、均方根值等。 2. 信號的頻譜分析： 實驗目的： 深入理解信號的頻譜特性，學習使用頻譜分析儀或利用軟件工具（如MATLAB/Python）進行信號的頻譜分析。 實驗內容： 對不同信號（如正弦波、方波、三角波）進行頻譜分析，觀察其諧波成分，並與理論推導的頻譜圖進行對比。 研究信號頻譜與信號參數（如頻率、幅度、占空比）之間的關係。 學習分析通信係統中可能齣現的噪聲信號的頻譜特性。 理論聯係： 傅裏葉變換，功率譜密度，能量譜密度。 3. 綫性時不變（LTI）係統的基本性質： 實驗目的： 理解LTI係統的輸入-輸齣關係，掌握衝激響應和頻率響應的概念。 實驗內容： 搭建簡單的RC、RL、RLC電路，將其作為LTI係統。 輸入衝激信號（或近似衝激信號），測量並記錄係統的衝激響應。 輸入不同頻率的正弦信號，測量其幅度和相位的變化，繪製係統的頻率響應麯綫。 觀察濾波器的低通、高通、帶通特性，並分析其頻率響應。 理論聯係： 捲積定理，係統的傳遞函數，幅頻特性，相頻特性。 4. 數字信號處理基礎（一）：采樣與量化： 實驗目的： 理解數字信號處理的前提——采樣和量化的過程，並觀察其對信號的影響。 實驗內容： 使用軟件工具（如MATLAB/Python）對模擬信號進行不同采樣率的采樣，觀察奈奎斯特采樣定理的驗證。 演示欠采樣和過采樣現象，分析其對信號恢復的影響。 對采樣後的信號進行不同比特數的量化，觀察量化誤差，並分析量化位數對信號精度的影響。 理論聯係： 采樣定理，量化誤差，信噪比。 5. 數字信號處理基礎（二）：數字濾波： 實驗目的： 學習設計和實現數字濾波器，用於去除信號中的噪聲或提取特定頻率成分。 實驗內容： 在軟件環境中（如MATLAB/Python）設計FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器。 使用設計好的數字濾波器對含噪聲的信號進行濾波處理，觀察濾波效果。 對比不同類型數字濾波器的性能特點（如綫性相位、設計復雜度）。 理論聯係： FIR濾波器設計（窗函數法、凱撒窗法），IIR濾波器設計（巴特沃斯、切比雪夫），濾波器的階數，通帶和阻帶。 第二部分：模擬通信係統實驗 本部分將聚焦於模擬通信係統的基本原理和實現，讓讀者親身體驗信號的調製、解調過程。 1. 幅度調製（AM）與解調： 實驗目的： 理解AM信號的産生原理，掌握AM信號的解調方法，並分析AM係統的性能。 實驗內容： 使用模擬電路或仿真軟件搭建AM調製器，生成調幅信號。 通過觀察示波器和頻譜分析儀，驗證調幅信號的波形和頻譜特性。 搭建包絡檢波器、同步檢波器等AM解調電路，對調幅信號進行解調。 分析不同調製深度對AM信號質量的影響。 引入噪聲，觀察AM信號的抗噪聲能力。 理論聯係： AM、DSB-SC、SSB的調製原理，調製指數，包絡檢波、同步檢波的原理，帶寬高。 2. 角度調製（FM/PM）與解調： 實驗目的： 理解FM（調頻）和PM（調相）信號的産生原理，掌握其解調方法，並比較其與AM係統的優缺點。 實驗內容： 使用仿真軟件或特定集成電路實現FM/PM調製。 觀察FM/PM信號的波形和頻譜特性，理解載波頻率的偏移。 搭建FM解調器（如斜率鑒頻器、鎖相環鑒頻器）或PM解調器，對信號進行解調。 分析FM/PM信號的抗噪聲能力，以及其所需的帶寬。 理論聯係： FM/PM的調製原理，調製指數，鑒頻器原理，FM/PM的抗噪聲性能，信息帶寬，調製帶寬。 3. 脈衝編碼調製（PCM）實驗： 實驗目的： 理解PCM的量化、編碼過程，並能實現簡單的PCM信號的生成與恢復。 實驗內容： 使用數字邏輯電路或FPGA實現模擬信號的采樣、量化和編碼。 觀察PCM編碼碼組的生成過程。 實現PCM信號的解碼和數模轉換，恢復原始模擬信號。 分析量化位數對PCM信號傳輸質量的影響。 理論聯係： 采樣、量化、編碼、解碼、數模轉換，量化誤差，信噪比。 第三部分：數字通信係統實驗 本部分將深入到數字通信的領域，探索更高效、更可靠的通信方式。 1. 基帶數字信號傳輸： 實驗目的： 理解基帶信號的成形、匹配濾波以及發送端和接收端的互相關檢測原理。 實驗內容： 在軟件環境中，設計基帶信號的發送濾波器（如升餘弦濾波器），實現信號的成形。 搭建接收端的匹配濾波器，並分析其對提高信噪比的作用。 實現基於互相關檢測的接收端模型，理解其判決判決邏輯。 通過仿真，分析不同信噪比下，基帶信號的誤碼率（BER）性能。 理論聯係： 信號成形，升餘弦濾波器，匹配濾波器，維特比算法（簡要介紹），誤碼率（BER）。 2. 帶通數字信號傳輸（ASK/FSK/PSK）： 實驗目的： 掌握ASK（幅度鍵控）、FSK（頻率鍵控）、PSK（相位鍵控）等基本數字調製方式的原理和實現，並分析其性能。 實驗內容： 使用軟件工具實現ASK、FSK、PSK調製解調器。 觀察調製後信號的波形和頻譜，理解載波的變化。 分析不同調製方式的功率譜密度特性和帶寬需求。 仿真比較ASK、FSK、PSK在相同信噪比下的誤碼率性能。 （可選）實現QPSK（正交相移鍵控）的仿真。 理論聯係： ASK、FSK、PSK、QPSK的調製原理，相乾解調與非相乾解調，功率效率，帶寬效率。 3. 數字信道編碼與解碼： 實驗目的： 理解信道編碼在提高通信可靠性方麵的作用，學習簡單的糾錯碼（如漢明碼）和捲積碼的設計與應用。 實驗內容： 在軟件環境中實現漢明碼的編碼和解碼過程，學習其糾錯能力。 實現捲積碼的編碼和維特比解碼算法，觀察其在噪聲環境下的性能提升。 通過仿真，分析加入信道編碼後，通信係統的誤碼率性能改善情況。 理論聯係： 漢明距離，最小漢明距離，捲積碼的生成多項式，維特比算法。 4. 多路復用技術（TDM/FDM）基礎： 實驗目的： 理解多路復用技術如何實現多用戶共享信道，提高信道利用率。 實驗內容： TDM（時分復用）： 在軟件中模擬時分復用過程，為不同用戶分配不同的時隙。 FDM（頻分復用）： 在軟件中模擬頻分復用過程，為不同用戶分配不同的頻段。 觀察復用信號的産生和解復用過程。 理論聯係： 時分復用，頻分復用，同步，信道隔離。 第四部分：通信係統綜閤實驗與仿真 這一部分將引導讀者將前麵學到的知識融會貫通，設計和分析一個完整的通信係統。 1. 通信係統仿真平颱搭建： 實驗目的： 掌握使用MATLAB/Python等工具構建端到端的通信係統仿真平颱。 實驗內容： 將前麵學到的調製、編碼、信道模型、解調、解碼等模塊組閤起來，構建一個完整的通信鏈路。 設定不同的仿真參數（如噪聲強度、衰落模型），觀察係統性能的變化。 進行誤碼率、誤符號率等性能指標的仿真測試。 理論聯係： 係統級仿真，參數優化，性能評估。 2. 無綫通信信道模型仿真： 實驗目的： 理解無綫信道（如瑞利衰落、萊斯衰落）對信號傳輸的影響，並進行仿真。 實驗內容： 在仿真平颱中加入不同的無綫信道模型。 觀察衰落現象對接收信號幅度和相位的隨機影響。 分析信道特性對通信係統誤碼率性能的影響。 理論聯係： 瑞利衰落，萊斯衰落，多徑傳播，衰落深度。 3. （選做）軟件定義無綫電（SDR）初步： 實驗目的： 瞭解SDR的概念，並通過實際操作體驗SDR平颱的功能。 實驗內容： 介紹SDR的基本原理和硬件構成（如USRP、SDRplay等）。 （若條件允許）使用SDR硬件和相應的軟件（如GNU Radio）實現簡單的信號接收和分析（如接收FM廣播）。 （若條件允許）實現簡單的ASK/FSK信號的發送。 理論聯係： 軟件無綫電，數字信號處理在無綫電中的應用，軟件無綫電框架。 實驗方法與要求 本書提供的實驗項目，既可以依托於硬件實驗平颱（如搭建模擬電路、使用示波器、信號發生器、邏輯分析儀等），也可以通過軟件仿真（如MATLAB/Simulink、Python SciPy、Proteus、Multisim等）來完成。對於具體的實驗項目，我們會明確指齣推薦的實驗方式。 實驗報告要求： 每完成一個實驗項目，讀者都需要撰寫一份詳細的實驗報告。報告內容應包括但不限於： 實驗題目與目的： 清晰說明本次實驗的主題和要達到的目標。 實驗原理： 簡要闡述實驗涉及的理論知識和基本原理。 實驗儀器與材料/仿真環境： 列齣所使用的硬件設備型號或軟件工具版本。 實驗電路圖/係統框圖： 繪製清晰、規範的電路圖或係統框圖。 實驗步驟： 詳細描述實驗的操作過程，關鍵參數的設置。 實驗數據與結果： 呈現實驗過程中記錄的原始數據、測量結果，並以錶格、圖示等形式展示。 數據分析與討論： 對實驗結果進行分析，與理論值進行比較，分析誤差産生的原因，討論實驗現象，總結實驗體會。 結論： 總結本次實驗的主要發現和結論。 思考題/擴展實驗： 針對實驗內容提齣延伸思考或改進建議。 結語 通信與信號係統是現代科技發展的雙引擎，其知識和技能的應用無處不在。本書《通信與信號係統實驗教程》希望成為讀者在探索這一領域的得力助手。我們鼓勵讀者積極動手，勇於嘗試，在實踐中不斷學習和成長。相信通過認真完成本書的實驗項目，讀者將能夠建立起對通信與信號係統更深刻的理解，為迎接未來的挑戰做好充分準備。 祝願各位讀者在實驗的道路上，學有所成，探索無限！

評分☆☆☆☆☆

從我個人的學習體驗來看，這本書最讓我感到驚艷的是它所蘊含的“實踐精神”。雖然很多教材偏重理論的闡述，但這本書顯然是為動手能力培養而生的。書中的每一個理論介紹後，似乎都能立刻感受到它在實際工程中的“影子”。我記得有一章講到濾波器的設計，它沒有停留在理論設計指標的羅列上，而是詳細描述瞭不同參數設置對實際性能的影響，甚至暗示瞭在不同硬件平颱上的實現注意事項。這種將理論與工程實踐緊密結閤的敘述方式，極大地激發瞭我想要立刻動手驗證和調試的欲望。對於我們這些未來想進入研發領域的人來說，光知道“是什麼”遠遠不夠，更重要的是理解“為什麼會這樣”以及“如何讓它在真實世界中工作”。這本書恰恰在這方麵提供瞭無與倫比的指導，它不僅僅是知識的傳授者，更是實踐的引路人。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的學術深度和廣度感到由衷的敬佩。它絕非一本簡單的入門導論性質的讀物，而是深入到瞭很多核心技術領域的細微之處。在探討某些經典算法的優化策略時，作者展現齣瞭對前沿研究動態的敏銳洞察力，書中引用和對比的參考文獻質量非常高，顯示齣作者在學術界的深厚積纍。尤其是對於某些曆史遺留問題的辨析，作者提供瞭非常中立且深入的分析，澄清瞭許多長期存在的誤解。這錶明作者不僅僅是知識的搬運工，更是批判性思維的踐行者。對於有誌於繼續深造或者從事前沿研發工作的讀者來說，這本書提供的知識深度是極其寶貴的“精神食糧”，它不僅教會瞭我們如何解決已知的問題，更引導我們去思考那些尚未被完美解決的挑戰，為後續的自主探索鋪平瞭道路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格實在是太“接地氣”瞭，完全沒有傳統學術著作那種拒人於韆裏之外的冷峻感。作者在行文過程中，時不時會穿插一些非常生動且貼近現實生活的比喻來解釋那些抽象的概念。比如，用來解釋采樣定理的那個比喻，我至今印象深刻，它一下子就把原本晦澀難懂的數學描述變得畫麵感十足，甚至讓我在和非專業的朋友交流時也能大緻描述清楚核心思想。這種親和力使得閱讀過程變得非常輕鬆愉快，極大地降低瞭學習的心理門檻。它沒有刻意賣弄復雜的術語，而是在必須使用專業名詞時，給予瞭清晰、明確的定義。這使得那些剛接觸該領域的讀者，在麵對大量新概念時，不會感到被術語的洪流所淹沒，而是能穩健地建立起自己的知識體係。可以說，這本書的“人情味”非常濃厚，閱讀體驗堪稱一流。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織結構簡直是教科書級彆的典範，清晰、嚴謹，邏輯鏈條完美無瑕。我以前接觸過幾本類似的入門讀物，但總感覺在某些關鍵的數學推導環節處理得有些含糊帶過，導緻我在試圖深入理解時總是卡殼。然而，這本書在這方麵做得非常齣色，它沒有直接跳到結果，而是耐心地一步步展示瞭公式是如何從基本原理推導齣來的，每一步的假設和變換都有明確的注釋，這極大地增強瞭知識的“可溯源性”。特彆是關於傅裏葉變換在離散時間信號處理中的應用那幾章，作者似乎洞察到瞭讀者可能遇到的所有睏惑點，提前進行瞭細緻的鋪墊和解釋。讀起來，我感覺不像是在被動接收知識，更像是在一位經驗豐富、極有耐心的導師的指導下進行一次深入的學術漫步，每走一步都走得踏實、自信。這種由淺入深、步步為營的編排方式，真正體現瞭作者深厚的學術功底和高度的教學熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計真是讓人眼前一亮，裝幀的質感也相當不錯，一看就是下瞭不少功夫的。我特彆喜歡它封麵那種簡潔而富有科技感的風格，拿到手裏感覺分量十足，充滿瞭專業氣息。內頁的紙張選擇也十分講究，印刷清晰度極高，即便是長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞。章節的布局邏輯性很強，從基礎理論到高級應用層層遞進，讓人很容易抓住重點。而且，很多關鍵概念的圖示都做得非常精美和直觀，對我這種偏愛視覺學習的人來說，簡直是福音。比如，那些復雜的電路圖和波形圖，用不同顔色和綫條區分得井井有條，即便是初學者也能迅速理解其中的脈絡。書中的目錄設計也非常人性化，查找特定內容時非常便捷，這對於經常需要迴溯查閱資料的讀者來說，無疑大大提高瞭效率。總的來說，從物理呈現上來看，這本書絕對是一件高質量的“作品”，而非僅僅是一本普通的教材。