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高新波 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030252043

商品编码：29689663995

包装：平装

出版时间：2017-12-01

图书基本信息
图书名称	信号分析
作者	高新波
定价	56.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030252043
出版日期	2017-12-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	128开
商品重量	0.359Kg

内容简介

本书的主要内容包括概率论知识的回顾、*过程及其特征描述、平稳窄带*过程、平稳*过程的非线性变换、非平稳*过程的特征描述等。本书的特色可归纳为：注重知识体系结构的构建、模拟和数字*信号分析并重、理论分析与实验实践相结合，以及*研究成果的引入。本书每章有精心设计的习题并在书后附有习题答案，便于读者学习参考使用。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

信号分析：探索信息世界的内在规律 在科技飞速发展的今天，信息如同空气和水，无处不在，深刻地影响着我们的生活、工作乃至整个社会。从通信系统的电流脉冲，到医学影像的声波反射，再到天文学的射电信号，甚至到金融市场的价格波动，这一切的背后都隐藏着“信号”的身影。信号，作为信息的载体，是连接我们与外部世界、解析复杂现象的基石。然而，原始的信号往往充满了噪声、失真，其内在的规律也并非显而易见。这就需要我们掌握一套强大的工具和方法，来解析、理解、处理和利用这些信号，而“信号分析”正是应运而生的学科。 信号分析，不仅仅是数学工具的堆砌，更是洞察世界本质的一门科学。 它是一门跨越多个学科领域的理论基础，是电子工程、通信工程、计算机科学、物理学、生物医学工程、控制理论等众多现代科技分支不可或缺的核心组成部分。通过深入学习信号分析，我们能够揭示信息流动的奥秘，设计更高效的通信系统，开发更精准的测量仪器，构建更智能的控制算法，甚至理解生命体内的复杂信号传递过程。 本书旨在为您提供一个全面而深入的信号分析知识体系。 我们将从最基础的概念入手，逐步引导您掌握信号的基本特性，理解其在时域和频域的表现形式，并深入探讨各种重要的信号处理技术。本书内容严谨，逻辑清晰，力求在保证理论深度的同时，兼顾工程应用的实际需求，帮助您将所学知识转化为解决实际问题的能力。 第一部分：信号的基石——时域的探索 在信号分析的旅程中，我们首先需要建立对信号在时间维度上的基本认识。本部分将为您揭示信号的本质，包括： 信号的定义与分类： 我们将清晰地界定信号的概念，并根据其性质进行分类，如连续信号与离散信号，周期信号与非周期信号，确定性信号与随机信号。理解这些基本分类，是后续学习的基础。 基本信号单元： 认识并掌握一些最基本、最重要的信号单元，如单位冲激信号（Dirac delta function）、单位阶跃信号（Heaviside step function）、指数信号、正弦信号等。这些基本信号单元是构建复杂信号的“积木”，也是理解许多信号处理过程的关键。 信号的运算： 学习对信号进行各种基本运算，包括加法、减法、乘法、尺度变换（缩放）、时间反转、时间移位等。这些运算在信号的构建、变换以及系统分析中至关重要。 信号的能量与功率： 掌握如何计算信号的能量和功率，理解能量有限信号和功率有限信号的区别，以及它们在不同应用场景下的意义。这对于信号的衡量和比较具有重要价值。 周期信号的傅里叶级数分析： 这是信号分析中的一个里程碑。我们将详细介绍傅里叶级数，它能够将任何周期性信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。通过傅里叶级数，我们可以从时域的波形视图，转化为频域的频谱视图，从而揭示信号的频率成分，这是理解许多系统响应的基础。我们将探讨傅里叶级数的收敛性、指数形式以及通过傅里叶级数进行信号的频谱分析。 第二部分：频谱的奥秘——频域的深度挖掘 如果说时域分析让我们看到了信号的“形状”，那么频域分析则揭示了信号的“内涵”。本部分将带您深入探索信号的频率特性： 傅里叶变换： 将傅里叶级数分析的思想推广到非周期信号，我们引入了傅里叶变换（Fourier Transform）。傅里叶变换能够将任意一个信号分解成无限多个不同频率的正弦和余弦分量的叠加，得到其频谱。我们将详细推导傅里叶变换的定义、性质，并介绍常见的信号的傅里叶变换对。理解傅里叶变换，是进行现代信号处理的基石。 傅里叶变换的性质： 学习傅里叶变换的线性性、时移性、频移性、卷积定理、微分性质等。这些性质大大简化了信号和系统的分析，使我们能够更有效地处理复杂的信号变换。 功率谱密度与能量谱密度： 引入功率谱密度（Power Spectral Density, PSD）和能量谱密度（Energy Spectral Density, ESD）的概念，它们描述了信号的能量或功率在不同频率上的分布情况。这对于随机信号的分析以及通信系统中噪声的度量尤为重要。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 在实际应用中，我们通常处理的是离散时间信号，因此需要离散傅里叶变换（DFT）。然而，直接计算DFT的计算量非常大。快速傅里叶变换（FFT）算法以其高效的计算能力，极大地推动了数字信号处理的发展，本书将介绍FFT的原理和应用。 第三部分：信号的处理与变换——现代信号工程的核心 掌握了信号在时域和频域的基本特性后，我们将进一步探讨如何对信号进行有效的处理和变换，以提取有用信息、去除噪声、或者将其转化为适合特定目的的形式。 卷积与系统响应： 卷积是信号与系统相互作用的核心数学运算。我们将深入讲解线性时不变（LTI）系统的卷积运算，理解输入信号与系统冲激响应的卷积如何决定系统的输出信号。这是分析和设计各种信号处理系统（如滤波器）的基础。 滤波器设计与应用： 滤波器是信号处理中最常用、最重要的工具之一。我们将介绍滤波器的基本概念，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的频率响应特性。在此基础上，我们将探讨各种类型的滤波器，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器等，并介绍它们的設計原理和在实际工程中的应用，例如噪声抑制、信号分离等。 采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）： 采样是实现模拟信号数字化的关键步骤。我们将详细阐述采样定理，解释在什么条件下，可以通过离散的采样点准确地重构原始连续信号。这一定理是数字信号处理的理论基石，也是理解数字通信、数字音频、数字图像等技术的核心。 Z变换： 针对离散时间信号和系统，我们引入了Z变换。Z变换是离散信号分析的有力工具，与傅里叶变换在连续时间系统中的作用相对应。我们将学习Z变换的定义、性质、收敛域，以及如何利用Z变换分析离散时间系统的稳定性、频率响应和系统函数。 第四部分：随机信号的分析——应对不确定性的挑战 现实世界中的许多信号并非完全确定的，例如通信信道中的噪声、传感器采集的测量数据等。因此，对随机信号的分析和处理也至关重要。 随机变量与随机过程： 我们将从概率论的基础出发，引入随机变量和随机过程的概念，理解它们在描述不确定性信号方面的作用。 随机过程的统计特性： 学习描述随机过程的关键统计特性，如均值、方差、自相关函数、互相关函数、功率谱密度等。这些统计量能够帮助我们量化和理解随机信号的内在规律。 平稳随机过程： 重点介绍狭义平稳和广义平稳随机过程的概念，以及它们在信号分析中的重要性。 随机信号的滤波： 探讨如何利用滤波器处理随机信号，例如最优线性滤波器（如Wiener滤波器）的设计，用于在噪声背景下提取最佳估计的信号。 本书的特色与价值： 理论与实践的结合： 本书在深入阐述理论概念的同时，始终关注其在工程实践中的应用。我们将通过丰富的例子和案例，帮助您理解抽象的理论如何转化为解决实际问题的工具。 由浅入深，循序渐进： 内容安排遵循由易到难的原则，从基础概念出发，逐步深入到更高级的分析技术，确保不同背景的读者都能有效地掌握。 严谨的数学推导与清晰的图示： 我们在提供必要的数学推导的同时，辅以大量的图示和直观的解释，力求让复杂的概念变得易于理解。 激发学习兴趣： 信号分析是一门充满魅力的学科，它能够帮助我们揭示隐藏在现象背后的深刻规律。本书力求通过生动有趣的讲解，激发您对这门学科的探索热情。 学习信号分析，您将能够： 深刻理解信息传输的原理， 为设计更可靠、更高效的通信系统奠定基础。 掌握分析和处理各种类型信号的方法， 能够应对数字信号处理、图像处理、语音处理等领域的挑战。 理解现代控制系统的工作机制， 为设计更精确、更稳定的控制算法提供理论支持。 为进一步学习更高级的信号处理技术， 如小波分析、盲信号分离、机器学习中的信号特征提取等，打下坚实的基础。 信号分析是探索信息世界的一把金钥匙，它打开了理解和改造我们周围世界的无数扇门。无论您是电子工程、通信工程、计算机科学、还是其他相关领域的学生、研究人员或工程师，掌握信号分析都将是您职业生涯中宝贵的财富。本书将成为您在这段精彩的探索旅程中的忠实伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号分析》真是让人爱不释手！我之前对信号处理这块总感觉有点朦胧，尤其是一些傅里叶变换、拉普拉斯变换的概念，看书总是看得云里雾里。直到我翻开这本，简直是醍醐灌顶。作者的讲解方式非常直观，不是那种干巴巴的公式堆砌，而是通过大量的实际案例和工程背景来引入理论，让我一下子就明白了为什么需要这些数学工具。比如说，讲到卷积时，他没有直接抛出那个积分公式，而是先模拟了一个系统对输入信号的响应过程，让人立刻抓住了“系统”和“输入”之间的内在联系。书中的图示也做得极其精美和清晰，那些频谱图、时域图的对比，简直是教科书级别的典范。我特别欣赏它在理论深度和工程实用性之间找到的那个绝妙的平衡点。很多教材为了追求严谨性，把基础知识讲得晦涩难懂，而这本则像是有一位经验丰富的工程师在手把手地教你。我花了整整一个周末啃完了前三章，收获远超我过去半年在其他资料上花费的时间。对于初学者来说，它提供的学习路径非常友好，不会让你一上来就被复杂的数学符号吓跑。强烈推荐给所有正在与信号处理搏斗的朋友们！

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职工程师，这次购买这本《信号分析》主要是为了回顾和加深对现代信号处理算法的理解，特别是针对一些新兴的通信系统设计需求。说实话，市面上讲解信号分析的书籍汗牛充栋，但真正能深入到前沿应用层面的却凤毛麟角。这本书的亮点在于其对“应用驱动”的坚持。它并没有停留在传统的理论推导上，而是紧密结合了当前DSP、FPGA实现中的常见挑战。比如，在讲到快速傅里叶变换（FFT）的优化和误差分析时，它提供的不仅仅是算法本身，还包含了不同窗口函数对信号泄露的具体影响对比分析，甚至涉及到了量化噪声对最终结果的微小扰动。这种从理论到实践的无缝衔接，对于我们这类需要将模型部署到硬件上的技术人员来说，价值无可估量。我已经把书中的几个关于自适应滤波器的章节反复研读了三遍，那些基于LMS和RLS的收敛性分析，在书中的阐述逻辑非常顺畅，让人能够迅速抓住核心的稳定性和性能权衡点。这本书完全配得上“工具书”的称号，随时都可以拿起来查阅和印证自己的设计思路，绝对是工程案头的必备良品。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本《信号分析》的阅读体验只能用“意外惊喜”来形容。我原本以为这会是一本枯燥乏味的学术专著，毕竟出版社是科学出版社，通常意味着内容的严肃性和理论的深度。然而，我错了。这本书的语言风格非常“活泼”，当然，这里的“活泼”是指它在不牺牲专业性的前提下，用一种近乎散文的流畅度推进着复杂的概念。尤其让我印象深刻的是作者引入“随机过程”那一部分。以往我总是把随机信号分析当作一个独立的、与前面积分变换无关的分支来学习，但在本书中，作者巧妙地将白噪声的特性与系统的频率响应联系起来，形成了一个统一的框架。这种跨章节的知识融合能力，体现了作者深厚的学术功底和卓越的教学设计能力。我发现自己不再是被动地记忆公式，而是在主动地构建知识网络。如果你是一个对学习过程有要求，希望不仅仅是“知道”某个结论，而是真正“理解”其来龙去脉的读者，那么这本书绝对不会让你失望。它不仅仅是传递信息，它更是在塑造你的思维模式。

评分☆☆☆☆☆

我这次购买这本《信号分析》主要是因为我正在准备一个关于高级调制解调技术的认证考试，需要一本权威且全面的参考书来巩固基础。这本书在覆盖范围的广度和对细节的关注度上，做得非常到位。它对经典的采样定理、量化理论的阐述，扎实得仿佛教科书上的定义重述，但它又增添了许多关键的工程注解，比如如何处理欠采样和过采样带来的实际问题。让我特别满意的是，书中对各种变换对（如Z变换与离散时间傅里叶变换）之间的关系进行了非常详尽的辨析，清晰地指出了它们在处理无限长序列和有限长序列时的适用场景和等效性。这对于我理解数字滤波器的设计至关重要。我对比了手头几本国外引进的版本，发现这本国产的《信号分析》在对国内标准和实际工程规范的引用上更加贴合我们的应用环境，很多参数设置和仿真结果都更具参考价值。这本书的装帧质量也很高，纸张厚实，印刷清晰，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。能买到正版现货真是太幸运了，没有遇到任何延迟或质量问题。

评分☆☆☆☆☆

从一个纯粹的数学爱好者角度来看，这本书在抽象概念的具象化处理上达到了一个新的高度。我通常对应用性太强的书籍敬而远之，但这本书成功地将严谨的数学推导融入到了信号的物理意义之中。举个例子，作者在讲解维纳-霍夫方程（Wiener-Hopf Equation）时，并没有直接给出复杂的矩阵形式，而是将其置于一个“最优估计”的语境下进行推导，这使得那个复杂的优化目标函数一下子变得有血有肉，目标明确。它让你意识到，那些看似冰冷的公式，其实都是为了解决某个具体“信息获取”或“噪声消除”的现实问题而生的工具。我甚至发现，书中对某些线性代数概念的回顾（比如特征值分解在主成分分析中的应用），都巧妙地与信号的能量分布和特征提取联系了起来。这本书的价值远超一本普通的教材，它更像是一本关于“信息如何被量化、传输与重构”的哲学导论，用数学的语言进行阐释。我准备把它作为我未来研究方向的理论基石，因为它构建的知识体系非常稳固和自洽。