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出版者:

作者:Tan, Li; Jiang, Jean;

出品人:

頁數:896

译者:

出版時間:2013-2

價格:$ 112.94

裝幀:

isbn號碼:9780124158931

叢書系列:

圖書標籤:

• 入門
• 專業書
• EE
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• 數字信號處理
• 信號處理
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• 圖像處理
• 濾波
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• 工程

電子信息技術領域新篇章：高頻電路設計與電磁兼容性分析 導言：技術革新的前沿與挑戰 在當今飛速發展的電子信息時代，信息的傳輸速率和處理能力正以前所未有的速度增長。從智能手機、高速通信係統到先進的雷達和物聯網設備，電子係統復雜性的增加對底層硬件設計提齣瞭極為嚴苛的要求。傳統的電路設計方法已難以應對當前對信號完整性（Signal Integrity, SI）和電源完整性（Power Integrity, PI）的極緻追求。本手冊聚焦於高頻電路設計的核心技術與電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）的實踐策略，旨在為工程師和研究人員提供一套係統化、前瞻性的設計與分析框架。本書深入探討瞭工作頻率跨越數GHz的電路所麵臨的物理效應、設計陷阱以及實用的優化手段，內容聚焦於如何確保復雜係統在高速運行下的穩定、可靠與閤規性。 第一部分：高頻電路設計基礎與物理層建模 本部分是理解現代電子係統性能瓶頸的關鍵。我們不再將導綫視為理想導體，而是將其視為具有特定阻抗和傳輸特性的傳輸綫。 第一章：傳輸綫理論與阻抗匹配的精要 本章從電磁場的角度重新審視電路連接。詳細闡述瞭史密斯圓圖（Smith Chart）在無損和有損傳輸綫匹配中的應用，重點解析瞭反射係數、迴波損耗（Return Loss）和電壓駐波比（VSWR）之間的相互關係。我們深入探討瞭特性阻抗（Characteristic Impedance）的確定性，包括微帶綫（Microstrip）、帶狀綫（Stripline）以及縫隙綫（Coplanar Waveguide, CPW）在不同介質闆材（如Rogers, FR4等）上的精確計算方法。對於實際PCB布局中常見的拐角、過孔（Via）和T形結構，本章提供瞭基於修正電容和電感參數的精確建模方法，用以量化這些結構對信號完整性的影響。 第二章：信號完整性：時域與頻域的關聯 信號完整性不再是簡單的上升沿時間概念，而是跨越時域和頻域的綜閤考量。本章詳細解析瞭串擾（Crosstalk）的機理，區分瞭近端串擾和遠端串擾，並給齣瞭隔離PCB走綫間距的最佳實踐準則。我們引入瞭階躍響應分析，用於評估係統對數字信號的瞬態響應能力。此外，本部分詳盡介紹瞭去嵌（De-embedding）和嵌入（Embedding）技術，這些技術是精確測量和仿真關鍵I/O接口信號質量的基礎。針對先進封裝技術中的焊球陣列（BGA）和扇齣封裝（Fan-Out），本章提供瞭高頻建模的特殊考量，特彆是封裝電感/電容的提取及其對信號迴彈（Overshoot/Undershoot）的影響。 第三章：電源完整性：噪聲的源頭與抑製 電源分配網絡（Power Delivery Network, PDN）是高速電路中最容易被忽視但影響最大的環節。本章將PDN視為一個復雜的RLC網絡。我們從宏觀模型（宏觀去耦電容分布）到微觀模型（片上電感建模）進行全方位解析。詳細講解瞭如何使用頻域分析（阻抗麯綫分析）來確定PDN的最佳去耦電容配置，確保在目標頻率範圍內（例如，從數百kHz到數GHz）實現足夠的阻抗平坦度。本章還重點討論瞭瞬態電流尖峰（Current Surge）對地彈（Ground Bounce）和電源平麵噪聲的影響，並提齣瞭多層去耦策略（分層電容選擇和放置）和VRM（電壓調節模塊）的環路優化技術。 第二部分：電磁兼容性（EMC）的實踐與驗證 現代電子設備必須滿足嚴格的國際EMC標準（如FCC、CE等）。本部分將理論分析轉化為可操作的設計規範，解決産品在輻射和抗擾度方麵的問題。 第四章：輻射發射（RE）的源頭識彆與控製 電磁輻射主要來源於PCB上的高頻電流環路和不連續性。本章深入分析瞭不平衡電流的産生機製，特彆是差分信號綫（Differential Pairs）的不對稱性如何轉化為共模輻射。我們詳細講解瞭地平麵分割（Ground Plane Partitioning）的最佳實踐，強調瞭單點接地和低阻抗地平麵設計的重要性。對於PCB邊緣輻射，本章介紹瞭屏蔽罩（Shielding Cans）的正確設計、接地點選擇以及如何通過寄生電感最小化來降低輻射源的強度。此外，還包括瞭對連接器和電纜的屏蔽和濾波設計。 第五章：傳導發射（CE）與輸入濾波器的設計 傳導發射主要通過電源綫和信號綫嚮外輻射噪聲。本章聚焦於輸入端EMC濾波器的設計。詳細剖析瞭共模扼流圈（Common-Mode Choke）和差模濾波器的設計參數選擇，包括如何根據目標衰減麯綫選擇閤適的電容和電感值。針對開關電源（SMPS）産生的周期性噪聲，本章提供瞭頻譜分析方法，用以確定濾波器的截止頻率和衰減斜率，確保産品符閤傳導騷擾限值。 第六章：抗擾度設計（EMS）：抵禦外部乾擾 電磁敏感性（EMS）測試（如輻射抗擾度RSI和靜電放電ESD）是産品可靠性的關鍵指標。本章側重於係統級的防護措施。針對ESD，我們區分瞭接觸放電和空氣放電的機理，並詳細介紹瞭TVS管（瞬態電壓抑製器）的選擇、布局位置和保護迴路的建立。對於輻射抗擾度，本章強調瞭係統級屏蔽的有效性評估，包括外殼材料的選擇（導電性、厚度）以及縫隙和開口的處理（如濾波器陣列的使用），確保敏感電路免受外部強電磁場的乾擾。 第七章：仿真工具與實踐流程的整閤 高效的EMC/SI設計離不開先進的仿真工具。本章指導讀者如何利用時域求解器（如FDTD）和頻域求解器（如HFSS, CST）進行全波仿真（Full-Wave Simulation）。重點介紹瞭如何建立準確的PCB和係統級模型，特彆是如何將實際器件（如IC模型）的非綫性特性納入仿真。本章還提供瞭一套完整的設計-仿真-測試-迭代的EMC/SI設計流程，強調瞭在設計初期就介入的重要性，避免昂貴的後期返工。 結論：麵嚮未來的電子係統設計 本書提供瞭一套全麵、深入且實用的高頻電路設計與EMC工程知識體係。掌握這些原理和實踐技巧，將使用戶能夠設計齣更快速、更可靠、更具市場競爭力的電子産品。麵對未來更高頻率、更復雜集成度的挑戰，對物理層細節的深入理解是成功的基石。

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**評測四：** 作為一個在業餘時間對信號處理感興趣的愛好者，我尋找的是一本能夠讓我既能理解理論，又能動手實踐的書籍。《Digital Signal Processing》這本書在這方麵做得相當不錯。它並非隻是一本純粹的理論教材，而是為讀者提供瞭一個學習和探索的平颱。我在閱讀過程中，發現書中對於某些關鍵概念的解釋，引入瞭一些我之前從未接觸過的角度，這讓我對這些概念有瞭全新的認識。例如，在討論離散傅裏葉變換（DFT）時，書中不僅僅是給齣瞭公式，還深入淺齣地解釋瞭DFT的幾何意義，以及它在實際應用中是如何被高效計算的。書中的示例代碼，雖然我還沒有完全掌握，但它們提供瞭一個很好的起點，讓我知道如何將這些理論轉化為可執行的程序。我特彆欣賞作者在講解算法時，都會給齣不同算法的優劣分析，這使得我在選擇和應用算法時，能夠更加明智。這本書讓我感覺到，學習數字信號處理並不隻是背誦公式和定理，更是一種思維方式的培養，一種解決實際問題的能力。

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**評測八：** 當我翻開《Digital Signal Processing》這本書時，我首先被它清晰的圖示和錶格所吸引。在學習數字信號處理這樣一門抽象的學科時，直觀的圖形和清晰的錶格能夠極大地幫助我們理解概念。書中在講解離散時間信號的錶示時，就使用瞭大量的波形圖，讓我能夠直觀地看到信號隨時間的變化。而在講解傅裏葉變換時，書中則通過頻譜圖，清晰地展示瞭信號在頻域的分布。這種“圖文並茂”的教學方式，讓我覺得學習起來並不枯燥，反而充滿瞭樂趣。我特彆欣賞書中對濾波器設計過程的詳細介紹。作者通過分步指導的方式，讓我一步步地瞭解如何根據濾波器類型、通帶、阻帶的頻率要求，以及允許的紋波，來設計齣符閤要求的濾波器。書中還提供瞭一些設計準則和經驗公式，這對於初學者來說，無疑是巨大的幫助。這本書讓我感受到，學習一門復雜的學科，也可以是循序漸進、充滿樂趣的過程。

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**評測十：** 在我接觸《Digital Signal Processing》這本書之前，我對數字信號處理的理解大多停留在一些零散的概念層麵。這本書則係統地將這些概念串聯起來，並為我勾勒齣瞭整個數字信號處理的知識體係。我發現書中對各種信號處理算法的講解都非常到位，不僅僅是給齣瞭算法的描述，還會深入分析其背後的數學原理和在實際應用中的優缺點。例如，在講解自適應濾波器時，書中就詳細介紹瞭LMS算法和RLS算法，並對它們的收斂速度和計算復雜度進行瞭對比分析。這讓我能夠根據不同的應用場景，選擇最閤適的算法。此外，書中還涉及瞭一些更高級的主題，比如譜估計和模式識彆。雖然我目前對這些主題的理解還不夠深入，但這本書為我提供瞭一個探索這些更廣闊領域的入口，讓我看到瞭數字信號處理的無限可能性。總而言之，這本書是一本能夠帶領我從入門到進階的優秀教材。

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**評測一：** 老實說，當我拿到這本《Digital Signal Processing》時，我帶著一種既期待又有些許忐忑的心情。期待是因為我對這個領域一直抱有濃厚的興趣，希望能夠係統地學習並深入理解其中的奧秘。而忐忑，則是因為我之前接觸過一些理論性極強、公式堆砌的書籍，讀起來枯燥乏味，讓人望而卻步。《Digital Signal Processing》這本書在我看來，則試圖在理論深度和實踐應用之間找到一個微妙的平衡點。書的開篇，從信號與係統的基本概念入手，循序漸進地講解瞭離散時間信號的特性、傅裏葉變換的原理以及捲積的概念。我特彆欣賞作者在解釋傅裏葉變換時所采用的類比，雖然不是直接涉及書本內容的細節，但這種方式大大降低瞭初學者的門檻，讓我能夠相對輕鬆地理解信號在頻域的錶示方式。書中對於各種變換的推導過程也相當嚴謹，每一步都清晰明瞭，沒有跳躍式的講解，這對於我這種需要反復琢磨纔能理解概念的讀者來說，簡直是福音。此外，書中穿插的一些算法的僞代碼，也讓我對這些理論知識有瞭更直觀的認識，雖然我還沒有深入到實際編碼的階段，但這些代碼片段已經為我指明瞭前進的方嚮，讓我看到瞭將理論轉化為實際應用的可能性。總的來說，這本書給我留下瞭“紮實”和“有條理”的初步印象，為我後續深入學習打下瞭堅實的基礎。

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**評測六：** 坦白說，我對《Digital Signal Processing》這本書的初印象是“深度”。它並非是一本泛泛而談的入門讀物，而是對數字信號處理的每一個關鍵點都進行瞭深入的挖掘。我在閱讀中，常常會發現作者在講解一個概念時，會追溯到其更深層次的數學原理，並給齣嚴謹的證明。這對於我這種希望深入理解事物本質的讀者來說，是非常寶貴的。書中的許多章節都充滿瞭精巧的數學推導，例如在講解Z變換時，作者就詳細地分析瞭Z變換的收斂域，以及它與拉普拉斯變換的關係。這種嚴謹的學術風格，讓我對書中內容的可靠性充滿瞭信心。同時，書中也並沒有完全沉浸在純粹的理論海洋中，而是適時地穿插瞭一些工程上的考量，比如在討論量化誤差時，作者就分析瞭它對信號質量的影響，並給齣瞭一些減小量化的方法。這種理論與實踐的結閤，讓我感受到這本書的實用價值，也為我將來從事相關工作打下瞭堅實的基礎。

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**評測七：** 作為一名曾經在相關領域有過一些實踐經驗的工程師，我拿到《Digital Signal Processing》時，更多的是抱著一種“驗證”和“補充”的心態。然而，這本書卻給瞭我不少驚喜。它在講解一些經典算法時，提供瞭一些我之前沒有留意到的細節和解釋角度。例如，在討論捲積定理時，書中就從不同的角度分析瞭時域和頻域捲積的關係，並給齣瞭不同應用的例子。讓我印象深刻的是，書中在講解離散傅裏葉變換（DFT）的計算時，不僅提到瞭FFT（快速傅裏葉變換），還對FFT的算法思想進行瞭詳細的闡述，並分析瞭其計算效率的優勢。這對於我這種需要優化計算性能的工程師來說，非常有指導意義。此外，書中還對一些現代信號處理技術，比如小波變換，進行瞭初步的介紹。雖然篇幅不長，但它讓我看到瞭這個領域不斷發展的趨勢，也為我開闢瞭新的學習方嚮。總而言之，這本書的專業性和前瞻性，都讓我覺得物超所值。

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**評測五：** 當我開始閱讀《Digital Signal Processing》時，我最先注意到的就是它在章節組織上的清晰度。每個章節都圍繞著一個明確的主題展開，並且有清晰的引言和總結。這種結構化的呈現方式，讓我在閱讀時能夠快速把握每部分的重點，也更容易迴顧和復習。我尤其對書中關於濾波器設計的討論印象深刻。從無限衝激響應（IIR）濾波器到有限衝激響應（FIR）濾波器，作者都詳細講解瞭它們的原理、設計方法和優缺點。書中提供的設計步驟和相應的數學工具，讓我覺得即使是復雜的濾波器設計任務，似乎也變得觸手可及。而且，書中在講解濾波器設計時，還結閤瞭實際的應用需求，比如音頻信號處理和通信係統中的濾波應用，這使得我對濾波器的實際作用有瞭更深刻的理解。此外，書中對統計信號處理的介紹也讓我耳目一新。雖然我之前對這部分內容接觸不多，但作者用通俗易懂的語言，結閤實際例子，讓我理解瞭自相關函數、功率譜密度等概念的重要性，以及它們在信號分析和係統辨識中的應用。

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**評測三：** 我是一名在校的學生，最近正在學習數字信號處理相關的課程，所以對市麵上相關的教材和參考書都有一定的瞭解。《Digital Signal Processing》這本書帶給我的最大感受是它的“全麵性”。它幾乎涵蓋瞭數字信號處理領域所有核心的知識點，從最基礎的離散時間信號和係統，到傅裏葉變換、Z變換、濾波器設計，再到更進階的自適應濾波和譜估計，幾乎沒有遺漏。而且，每個章節的銜破也銜接得非常自然，仿佛有一條清晰的主綫貫穿始終。我尤其喜歡書中在講解每個概念時，都伴隨著大量的數學推導和定理證明。雖然有時候會覺得推導過程有些復雜，但正是這些嚴謹的推導，讓我能夠真正理解每個公式的由來，而不僅僅是記住它。此外，書中還為我提供瞭很多不同應用場景下的案例分析，這讓我看到理論知識是如何在實際工程中發揮作用的。例如，在講解圖像處理時，書中就通過具體的例子，展示瞭如何利用濾波器來增強圖像細節或去除噪聲。這種理論與實踐相結閤的方式，極大地激發瞭我學習的興趣，也讓我對這個領域的應用前景有瞭更清晰的認識。

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**評測二：** 這本書的裝幀設計就給我一種專業感，厚重的紙張，清晰的字體，給人一種值得細細品讀的感覺。在我翻閱《Digital Signal Processing》的過程中，我最深刻的感受就是它對概念的解釋力度。很多時候，在學習一個新的技術領域時，最讓人頭疼的就是那些晦澀難懂的術語和抽象的概念。這本書在這方麵做得相當齣色。它並沒有簡單地羅列定義，而是通過豐富的例子和圖示，將抽象的概念具象化。比如，在講解采樣定理的時候，作者並沒有僅僅給齣公式，而是通過一個生動的比喻，讓我明白瞭為什麼我們需要以奈奎斯特速率進行采樣，以及采樣不足會導緻怎樣的失真。這種“潤物細無聲”的教學方式，讓我對信號處理的本質有瞭更深的理解。而且，書中對不同算法的對比和分析也十分到位。當介紹到幾種不同的濾波算法時，作者不僅詳細闡述瞭它們的原理，還對比瞭它們在計算復雜度、濾波效果和適用場景上的差異。這對於我這種需要根據具體需求選擇閤適算法的人來說，提供瞭非常有價值的參考。我感覺這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養我的批判性思維和解決問題的能力，讓我學會如何從多個角度去審視一個問題，並找到最優的解決方案。

评分☆☆☆☆☆

**評測九：** 我是一位在電子工程領域有一定學習背景的學生，對於數字信號處理有著濃厚的興趣。《Digital Signal Processing》這本書，給我一種“嚴謹且易懂”的獨特感受。它在保持數學嚴謹性的同時，也注重用清晰的語言和恰當的比喻來解釋概念，這對於我這樣一個需要理解理論和推導過程的學生來說，非常重要。例如，在講解Z變換的收斂域時，作者就通過類比復平麵的概念，讓我更容易理解不同區域對係統穩定性的影響。書中的數學推導過程，雖然有時會有些長，但作者的講解邏輯清晰，每一步都有明確的數學依據，這讓我能夠跟隨他的思路，一步步地理解整個推導過程。我尤其贊賞書中在講解采樣定理和重建定理時，對理想采樣和實際采樣的區彆進行瞭詳細的說明，這讓我對數字信號處理的理論基礎有瞭更深刻的認識。這本書為我提供瞭一個堅實的理論基礎，讓我對後續更深入的學習充滿瞭信心。

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這本纔是DSP典範，前麵理論簡潔明瞭，後麵應用實用性很高

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