信號與測試技術(第2版) 樊尚春,周浩敏 9787512402362 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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樊尚春，周浩敏 著

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• 信號與測試技術
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齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512402362

商品編碼：29577162930

包裝：平裝

齣版時間：2011-04-01

基本信息

書名：信號與測試技術(第2版)

定價：42.00元

作者：樊尚春,周浩敏

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2011-04-01

ISBN：9787512402362

字數：646000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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內容提要

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本書介紹瞭連續時間信號分析、離散時間信號分析以及測試中幾種信號檢測與變換方法和技術；介紹瞭自動化檢測係統中常用的電阻變換原理、電容變換原理、電磁變換原理、壓電式測量原理和諧振式測量原理等；介紹瞭相對位移、運動速度、加速度、轉速、振動、力、扭矩、壓力、溫度、流量等參數的測量係統；介紹瞭測試係統靜態與動態基本特性與測試數據處理方法。
為便於讀者學習與掌握本書的主要內容，在一些章節配有的實例分析；在每一章都配有習題與思考題。
本書可作為自動化、電氣工程及其自動化、信息工程、測控技術與儀器、機械工程及自動化、機械電子工程等專業本科生的教科書或參考書，也可供相關專業的師生和有關工程技術人員參考。

目錄

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第O章 緒 論
0.1 引言
0.2 測試技術的功能
0.3 測試技術研究的主要內容
0.3.1 測量原理
0.3.2 測量方法
0.3.3 測量係統
0.3.4 數據處理
0.4 信號與測控技術
習題與思考題
章 信號分析與處理基礎
1.1 信號分析和處理概述
1.1.1 信息和信號
1.1.2 信號分析、信號處理
1.1.3 基本的連續信號
1.2 連續信號的時域分析
1.2.1 連續信號的時域分解
1.2.2 捲積法求綫性非移變係統零狀態響應
1.3 周期信號的頻譜分析——傅裏葉級數
1.3.1 三角函數形式的傅裏葉級數
1.3.2 指數形式的傅裏葉級數
1.3.3 周期信號的功率譜
1.4 非周期信號頻譜分析——傅裏葉變換
1.4.1 傅裏葉變換
1.4.2 典型非周期信號的頻譜
1.4.3 傅裏葉變換的性質：
1.5 周期信號的傅裏葉變換
1.5.1 復指數、正弦、餘弦信號的傅裏葉變換
1.5.2 一般周期信號的傅裏葉變換
1.5.3 周期信號與單周期脈衝信號頻譜間的關係
1.6 能量譜
1.7 抽樣信號的傅裏葉變換

……

第2章 離散時間信號分析

第3章 測試中幾種重要的信號檢測和變換方法和技巧

第4章 變電阻測量原理

第5章 變電容測量原理

第6章 變磁路測量原理

第7章 壓電式測量原理

第8章 諧振式測量原理

第9章 相對位移測量係統

0章 運動速度、轉速、加速度和振動測量係統

1章 力、轉矩測量係統

2章 壓力測量係統

3章 溫度測量係統

4章 流量測量係統

5章 測試係統的靜態特與數據處理

6章 測試係統的動態特性與數據處理

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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信號與係統分析基礎：從理論到實踐的深度探索 本書旨在為讀者構建紮實的信號與係統分析理論基礎，並重點關注如何在實際工程問題中靈活運用這些理論。我們跳脫齣單純的公式推導，而是從信號的本質、係統的特性入手，引導讀者理解它們之間的內在聯係，並通過一係列精心設計的實驗和案例，將抽象的概念轉化為具體的工程實踐。 第一章：信號的海洋——理解信息載體 信號，是我們認識和描述客觀世界最直接的語言。在本章中，我們將深入剖析信號的多樣性及其基本屬性。 連續信號與離散信號： 我們將從時間域和幅度域兩個維度，細緻區分連續信號（如模擬音頻、溫度變化）與離散信號（如數字音頻、采樣後的傳感器數據）。通過可視化工具，讀者將直觀感受它們在波形、采樣點上的差異。 周期信號與非周期信號： 周期性是信號的重要特徵之一。我們將介紹周期信號的定義、基本周期和傅裏葉級數展開的意義。對於非周期信號，我們將為後續的傅裏葉變換奠定基礎，理解其頻譜的連續性。 能量信號與功率信號： 信號的能量和功率反映瞭其攜帶信息的能力。我們將推導能量和功率的計算公式，並分析不同類型信號的能量和功率特性，理解它們在通信、測量等領域的重要性。 奇信號與偶信號： 對稱性是信號分析中一個非常有用的工具。我們將學習如何判斷信號的奇偶性，並理解其在傅裏葉級數和傅裏葉變換中的簡化作用。 信號的基本運算： 信號的加、減、乘、除、移位、翻轉、伸縮等基本運算是信號處理的基礎。我們將通過實例演示這些運算的效果，並探討它們在信號變換和係統分析中的應用。 信號的分類與應用場景： 除瞭上述基本屬性，我們還會介紹其他重要的信號類型，如衝激信號、階躍信號、指數信號等，並結閤實際應用，例如音頻信號的采樣與量化、圖像信號的像素錶示，來加深讀者對信號多樣性的理解。 第二章：係統的奧秘——信息轉換的規律 係統是實現信號轉換、處理和傳遞的“黑匣子”。理解係統的內部機製，是進行有效信號分析的關鍵。 係統的基本概念與組成： 我們將從宏觀視角定義係統，並介紹構成係統的基本元素，如輸入、輸齣、狀態等。通過類比，例如一個音響係統，我們將講解其輸入（音頻信號）、輸齣（聲音）以及內部的處理過程。 綫性係統與非綫性係統： 綫性是係統分析中最重要的性質之一。我們將詳細講解綫性係統的定義（疊加性與齊次性），並區分綫性係統與非綫性係統的行為差異。通過簡單的電路模型，我們將演示綫性係統的疊加原理。 時不變係統與時變係統： 時間不變性是簡化係統分析的關鍵。我們將定義時不變係統的概念，並解釋為何其輸齣的形狀隻隨輸入信號的移動而移動，而不會改變。 因果係統與非因果係統： 在實際工程中，係統的輸齣不能超前於輸入。我們將講解因果係統的定義，並分析非因果係統在理論研究中的意義和在實際中的局限性。 係統錶示方法： 我們將介紹描述係統的常用方法，包括差分方程（離散時間係統）、微分方程（連續時間係統）以及狀態空間方程。通過具體例子，我們將展示如何用這些數學模型來刻畫係統的動態行為。 係統的零輸入響應與零狀態響應： 係統的輸齣由兩部分組成：初始狀態引起的零輸入響應和輸入信號引起的零狀態響應。我們將分彆探討這兩種響應的産生機製和分析方法。 係統的穩定性： 係統的穩定性直接關係到其能否可靠工作。我們將介紹不同類型的穩定性（BIBO穩定性、Lyapunov穩定性），並給齣判斷係統穩定性的常用準則。 第三章：頻域的語言——傅裏葉變換的威力 將信號從時間域轉換到頻域，可以揭示信號的內在頻率成分，這對於信號的分析、濾波和壓縮至關重要。 傅裏葉級數： 對於周期信號，我們將係統地介紹傅裏葉級數，包括三角形式和指數形式。我們將詳細推導其係數的計算方法，並分析不同周期信號的頻譜特性。通過繪製頻譜圖，讀者將直觀理解信號由哪些不同頻率的正弦波疊加而成。 傅裏葉變換： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，我們引入瞭傅裏葉變換。我們將詳細講解傅裏葉變換的定義、性質（綫性、時移、頻移、對稱性、捲積定理等）以及其重要的應用。 傅裏葉變換的性質在信號處理中的應用： 我們將通過大量的實例，展示傅裏葉變換的各項性質如何幫助我們解決實際問題。例如，如何利用時移性質分析信號的延遲，如何利用捲積定理分析係統的輸齣，如何利用頻移性質理解調製解調過程。 離散時間傅裏葉變換 (DTFT) 和離散傅裏葉變換 (DFT)： 針對離散信號，我們將介紹DTFT和DFT。特彆地，我們將詳細講解DFT的計算及其在計算機上的實現（FFT算法的原理概述），這為數字信號處理奠定瞭基礎。 功率譜密度與能量譜密度： 在頻域中，我們將引入功率譜密度和能量譜密度，它們描述瞭信號能量或功率在不同頻率上的分布情況，是信號特徵分析的重要工具。 第四章：係統分析的利器——拉普拉斯變換與Z變換 拉普拉斯變換和Z變換是分析連續時間和離散時間係統的強大數學工具，它們能夠簡化微分方程和差分方程的求解，並提供對係統穩定性和頻率響應的深刻洞察。 拉普拉斯變換： 我們將係統地介紹拉普拉斯變換的定義、性質（綫性、時移、積分、微分、捲積定理等）以及它在求解綫性常係數微分方程中的應用。我們將重點講解收斂域的概念，理解其對係統分析的重要性。 拉普拉斯逆變換： 掌握瞭拉普拉斯變換，我們也需要學習如何從復頻域迴到時域，即拉普拉斯逆變換。我們將介紹部分分式展開法等常用的逆變換方法。 係統函數（傳遞函數）： 在拉普拉斯域中，我們引入係統函數（傳遞函數）的概念，它能夠簡潔地描述係統的輸入輸齣關係，並成為分析係統頻率響應和穩定性的核心。 Z變換： 針對離散時間係統，我們將介紹Z變換的定義、性質以及其在求解綫性常係數差分方程中的應用。與拉普拉斯變換類似，我們將強調收斂域的重要性。 Z逆變換： 我們也將學習Z逆變換的方法，包括冪級數展開法和部分分式展開法。 離散時間係統函數： 在Z域中，我們將定義離散時間係統函數，並分析它與係統零極點、穩定性以及頻率響應之間的關係。 零極點分析與係統響應： 我們將深入探討係統函數中的零極點，理解它們如何決定係統的動態行為、穩定性以及對不同頻率輸入的響應特性。 第五章：係統響應與穩定性——動態行為的深入剖析 理解係統對不同輸入信號的響應，並評估其長期行為的穩定性，是設計和應用係統的基礎。 捲積積分與捲積和： 我們將從基本概念入手，詳細講解捲積積分（連續時間係統）和捲積和（離散時間係統）的定義、計算方法以及它們在描述係統輸齣與輸入之間關係中的核心作用。我們將通過圖解和實例，幫助讀者理解捲積運算的本質。 單位衝激響應： 單位衝激響應是描述綫性時不變係統動態特性的關鍵。我們將講解如何通過單位衝激響應來計算任意輸入信號下的係統輸齣，並分析不同係統衝激響應的特點。 單位階躍響應： 單位階躍響應描述瞭係統對一個突然施加的常數輸入的響應。我們將分析單位階躍響應的上升時間、過衝、穩定值等參數，並理解它們如何反映係統的性能。 係統穩定性判據： 我們將係統地介紹判斷係統穩定性的各種方法，包括時域法（例如，根據衝激響應是否衰減）、頻域法（例如，根據係統函數的極點位置）以及狀態空間法。 狀態空間分析： 對於更復雜的係統，狀態空間分析提供瞭一種強大的建模和分析框架。我們將介紹狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程，並分析如何利用狀態空間方法來研究係統的穩定性、可控性和可觀測性。 Lyapunov穩定性理論基礎： 對於更嚴謹的穩定性分析，我們將簡要介紹Lyapunov穩定性理論的核心思想，包括Lyapunov函數的使用，幫助讀者理解如何從能量的角度來分析係統的穩定性。 第六章：實際應用與測試技術——理論的實踐檢驗 本章將理論知識與實際工程應用緊密結閤，介紹信號與係統分析在各種測試與測量場景下的具體運用。 信號發生器與示波器的使用： 我們將詳細介紹常用的信號發生器（如函數信號發生器、任意波形發生器）和示波器（模擬示波器、數字示波器）的基本原理、操作方法以及在信號産生、觀察和初步分析中的應用。 頻譜分析儀： 頻譜分析儀是觀察和分析信號頻率成分的強大工具。我們將介紹其工作原理、主要參數（如中心頻率、帶寬、分辨率帶寬）以及如何利用它來測量信號的頻譜特性。 網絡分析儀： 網絡分析儀用於測量電子器件或係統的頻率響應特性。我們將講解其基本測量原理（S參數、阻抗參數等），並介紹如何利用它來分析濾波器的通帶、阻帶、幅度衰減和相位響應。 邏輯分析儀： 對於數字信號的分析，邏輯分析儀是不可或缺的工具。我們將介紹其在采集、顯示和分析數字信號時序、協議方麵的應用。 嵌入式係統中的信號與係統： 我們將探討在嵌入式係統設計中，如何運用信號與係統理論來分析和處理傳感器信號、控製信號以及通信信號。 噪聲分析與抑製： 噪聲是信號測試中不可避免的乾擾。我們將介紹不同類型的噪聲（熱噪聲、散粒噪聲等）及其産生機理，並探討各種降噪技術，如濾波、平均、同步檢測等。 係統辨識基礎： 在實際工程中，有時我們並不知道係統的精確模型。本章將介紹係統辨識的基本概念和常用方法，如何通過對係統輸入輸齣數據的觀察來估計係統的模型參數。 測量中的誤差分析： 任何測量都存在誤差。我們將介紹係統誤差和隨機誤差的概念，以及如何進行誤差分析和不確定度評估，以提高測量結果的可靠性。 貫穿全書的特色： 理論與實踐並重： 每章在介紹理論概念的同時，都輔以豐富的實例和圖示，並引導讀者思考實際應用場景。 循序漸進的難度： 從基礎概念齣發，逐步深入到復雜的理論和技術，確保不同背景的讀者都能掌握。 強調分析思維： 不僅僅是提供解題方法，更重要的是培養讀者分析和解決信號與係統問題的能力。 明確的章節目標： 每章開頭明確本章的學習目標，便於讀者進行學習規劃。 豐富的練習與思考題： 章末的練習題和思考題旨在鞏固所學知識，激發讀者的探究精神。 本書適閤電子信息、通信工程、自動化、儀器儀錶等相關專業的高年級本科生、研究生，以及從事相關領域的工程技術人員閱讀。通過對本書的學習，讀者將能夠深入理解信號與係統的基本原理，並具備將這些理論應用於實際工程問題分析和解決的能力。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭大量時間尋找一本能夠真正幫助我理解“測試技術”在現代工程領域中實際運作的書籍，而這本書的側重點正好滿足瞭我的需求。它沒有將重點過度集中在理論推導上，而是花費瞭相當的篇幅來介紹各種傳感器的工作原理、數據采集係統（DAQ）的架構以及誤差分析的方法論。我特彆喜歡其中關於噪聲抑製和抗乾擾措施的章節，這部分內容在實際的實驗室工作中至關重要，但很多教科書往往一帶而過。書中對不同類型測試設備（如示波器、頻譜分析儀）的功能界限和適用場景做瞭詳盡的比較，這對於我們進行實驗設計、選擇最優測試方案非常有指導意義。它的內容具有很強的實戰性，讀完後我感覺自己對如何構建一個可靠、精確的測量係統有瞭更清晰的認識，而不僅僅是停留在“測量”這個動作的錶麵。對於想從事硬件調試、自動化測試或者過程控製的朋友來說，這本書提供的實踐指導價值是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

這本關於數字信號處理的書籍簡直是為我們這些在校學生量身定做的，內容講解得深入淺齣，即便是像我這種初次接觸這門學科的人，也能很快抓住核心概念。它不僅僅羅列瞭大量的公式和理論，更重要的是，作者非常注重將抽象的數學模型與實際應用場景相結閤。比如，在講解傅裏葉變換時，書中不僅詳細推導瞭離散傅裏葉變換的原理，還通過生動的案例展示瞭它在音頻處理和圖像壓縮中的具體應用。我尤其欣賞的是，作者在闡述完一個復雜的算法後，總會附帶一些啓發性的思考題，這迫使我們不能僅僅停留在模仿書本例題的層麵，而是要去主動探索和創新。書中的排版清晰明瞭，圖示豐富且直觀，這極大地減輕瞭閱讀理解的負擔。對於期末復習來說，這本書的結構安排也非常閤理，每個章節的重點和難點都標注得清清楚楚，使得復習效率大大提高。這本書的價值絕不僅僅是一本教材，它更像是一位循循善誘的良師益友，引領我們穩健地踏入信號與係統分析的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始擔心這本“第二版”會不會隻是簡單地修補一下前一版的小錯誤，但事實證明，它在內容更新上非常及時和到位。在當代，許多新的測試標準和數字處理技術層齣不窮，這本書顯然跟上瞭時代的步伐。尤其讓我眼前一亮的是，它引入瞭關於嵌入式係統進行實時信號處理的討論，比如如何利用FPGA或高性能微控製器來加速濾波和頻譜分析過程。這對於目前越來越流行的物聯網（IoT）和邊緣計算應用場景來說，是非常及時的知識補充。書中的代碼示例（如果涉及的話，即便沒有也通過對算法的描述體現瞭這一點）也非常注重效率和資源占用，這體現瞭作者對實際硬件資源的考量。它成功地將傳統的信號理論與現代計算能力相結閤，使得我們能夠跳齣傳統的PC端處理思維，轉嚮更高效的現場解決方案。對於希望將理論知識轉化為實際嵌入式産品功能的研究人員來說，這本書提供瞭關鍵的理論支撐和工程思路。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，我必須為這本書的邏輯組織方式點贊。作者似乎非常理解初學者在麵對龐大知識體係時的迷茫感，因此，全書的結構設計得極具層次感。它采取瞭一種“由宏觀到微觀，再由基礎到高級”的遞進方式。首先建立起整個信號采集和處理的係統框圖概念，然後逐一深入到各個模塊，比如采樣定理、量化誤差、濾波器的設計原則等。這種模塊化的講解方式使得知識點之間的關聯性非常清晰，即便中途被打斷閱讀，也能很快找到自己中斷的位置並重新建立上下文聯係。此外，語言風格非常嚴謹，專業術語的定義準確無誤，避免瞭因術語理解不清而導緻的後續學習障礙。對於需要係統性學習這門課程的學生而言，這種清晰的脈絡和嚴謹的敘事結構，無疑是確保學習效果的關鍵所在，它讓學習過程變得有章可循，穩紮穩打。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看，這本書在構建係統的理論基礎和工程實踐之間的橋梁方麵做得尤為齣色。很多基礎教材往往隻停留在“是什麼”和“為什麼”，但這本書更進一步探討瞭“怎麼做”以及“做不好怎麼辦”。比如，在討論係統辨識這一塊，它不僅介紹瞭經典的最小二乘法，還深入分析瞭在非綫性、時變係統中使用這些方法的局限性，並引齣瞭更先進的自適應濾波算法。這種前瞻性的視角對於我們這些需要麵對復雜工業現場環境的專業人士來說非常寶貴。書中的案例分析往往基於真實世界的測量數據，使得理論不再是空中樓閣，而是可以被量化、被驗證的工具。我發現，它對測量不確定度的評估和報告規範的講解，非常貼閤當前的國際標準，這對於編寫規範的測試報告，確保工程結果的可信度，具有直接的指導作用。總的來說，它是一本兼具深度與廣度，並緊密結閤工業標準的優秀參考書。