Calibration Techniques in Nyquist A/D Converters pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Hendrik Ploeg

出品人:

頁數:190

译者:

出版時間:2006-7-28

價格:USD 189.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781402046346

叢書系列:

圖書標籤:

• A/D轉換器
• 校準技術
• 奈奎斯特采樣
• 模擬電路
• 數字電路
• 信號處理
• 測試與測量
• 誤差分析
• 高性能設計
• 嵌入式係統

《模擬與數字信號處理的前沿探索：從基礎理論到高級應用》 本書係統地梳理瞭現代信號處理領域的核心概念、關鍵技術以及前沿發展方嚮，旨在為電子工程、通信工程、計算機科學以及相關交叉學科的研究人員、工程師和高年級學生提供一份詳盡而深入的參考指南。全書結構嚴謹，內容涵蓋麵廣，注重理論的深度挖掘與實際應用的緊密結閤。 第一部分：信號處理基礎與數學工具 本部分奠定瞭理解復雜信號處理係統的理論基石。首先，深入探討瞭連續時間信號與離散時間信號的數學描述，包括傅裏葉級數、傅裏葉變換（FT）、拉普拉斯變換以及Z變換。著重分析瞭這些變換在分析係統頻率響應和穩定性方麵的關鍵作用。 傅裏葉分析的深入解讀： 詳細闡述瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）的定義、性質及其在有限長序列處理中的實際意義。特彆關注瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法的原理、不同變體的效率比較，以及在實際硬件或軟件實現中需要注意的周期延拓效應和柵欄效應（Leakage）。 綫性時不變（LTI）係統理論： 全麵迴顧瞭LTI係統的基本特性，如因果性、穩定性、衝激響應和係統函數。通過捲積積分和捲積和的數學錶達，清晰地展示瞭輸入信號如何通過係統形成輸齣信號。深入討論瞭頻率域分析（如波特圖）在評估係統性能（如帶寬、通帶衰減、相位延遲）中的不可替代性。 隨機信號處理基礎： 引入瞭隨機過程的概念，包括平穩過程、各態曆經過程等。詳細分析瞭自相關函數和功率譜密度（PSD）在描述隨機信號統計特性中的作用。探討瞭維納-霍夫方程及其在最優綫性濾波（如維納濾波器）設計中的應用，為後續的噪聲抑製和估計技術打下堅實基礎。 第二部分：數字濾波器設計與實現 數字濾波器是實現信號選擇、增強或抑製特定頻率分量的核心組件。本部分聚焦於數字濾波器的設計方法論和實際部署的工程考量。 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： 詳盡介紹瞭從模擬濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）嚮數字IIR濾波器轉化的經典方法，包括雙綫性變換法和脈衝響應不變法。分析瞭IIR濾波器在實現相同頻率響應要求下所具有的低階優勢，同時也深入探討瞭其潛在的非綫性相位失真問題以及如何通過修正結構來緩解。 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： 重點闡述瞭FIR濾波器的綫性相位特性優勢。全麵覆蓋瞭窗函數法（包括矩形窗、漢寜窗、海明窗等）的設計流程及其對阻帶衰減和過渡帶寬度的影響。同時，深入講解瞭頻率采樣法和最優等波紋（Parks-McClellan）算法，後者在設計性能最優的FIR濾波器中占據核心地位。 濾波器結構與實現： 討論瞭直接型、級聯型和並聯型等基本結構在實現中的效率和對精度漂移的敏感性。對定點運算下的量化噪聲、溢齣問題以及有限精度對濾波器性能（特彆是穩定性）的影響進行瞭細緻的分析，這是將理論設計轉化為可靠硬件或嵌入式軟件的關鍵步驟。 第三部分：采樣理論與重建技術 本部分聚焦於模擬世界與數字世界之間的橋梁——采樣過程，這是所有數字信號處理係統的前提。 奈奎斯特-香農采樣定理的深度剖析： 不僅陳述瞭采樣定理的基本內容，更重要的是探討瞭其在非理想情況下的失效與對策。詳細分析瞭混疊（Aliasing）現象的産生機理、後果以及如何通過抗混疊濾波器的設計來有效避免。 過采樣與欠采樣技術： 介紹瞭過采樣技術在提高有效分辨率、簡化抗混疊濾波器設計方麵的應用。深入探討瞭欠采樣（或通帶采樣）在射頻（RF）信號處理中降低中頻（IF）處理復雜度的優勢，並解釋瞭其理論基礎與約束條件。 信號重構： 詳細闡述瞭理想的Sinc函數插值在理論上的可行性，並對比瞭實際工程中常用的重構方法，如零階保持（ZOH）、一階保持（First-Order Hold）以及基於濾波器插值的精確重構方法。重點分析瞭這些方法在輸齣信號平滑度和相位綫性度方麵的性能差異。 第四部分：現代信號處理高級主題 本部分擴展到更高級、更具挑戰性的信號處理應用領域，展示瞭當前研究和工業界關注的焦點。 自適應濾波與算法： 詳盡介紹瞭最小均方（LMS）算法、歸一化LMS（NLMS）以及遞歸最小二乘（RLS）算法。這些算法在環境噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等動態變化係統中的應用被置於核心地位。分析瞭收斂速度、穩態誤差和計算復雜度之間的權衡取捨。 譜估計技術： 將經典譜估計方法（如周期圖法、韋爾奇法）與現代譜估計方法進行對比。深入研究瞭參數化方法（如AR、MA、ARMA模型）的理論基礎，並詳細介紹瞭子空間法，如ESPRIT和MUSIC算法，在提高分辨率和抑製噪聲方麵的優越性。 多速率信號處理與濾波器組： 闡述瞭下采樣、上采樣、抽取和插值操作在改變信號采樣率時的數學原理。重點講解瞭多相分解結構在高效實現濾波器組和子帶編碼中的應用，這對於構建高效的壓縮算法（如JPEG 2000的基礎）至關重要。 第五部分：麵嚮實際係統的性能考量 本部分將理論與係統工程實踐相結閤，關注在有限資源下實現高性能信號處理的挑戰。 數字係統中的精度分析： 討論瞭浮點運算與定點運算的優缺點。對於定點係統，詳細分析瞭位數選擇對動態範圍、信噪比（SNR）和截斷誤差的影響，並介紹瞭飽和與捨入策略對係統性能的實際影響。 高效算法與硬件加速： 探討瞭如何利用數學結構簡化算法以適應嵌入式處理器的限製。討論瞭使用定點運算替代浮點運算時的軟件設計技巧，以及並行處理架構（如DSP、FPGA）在加速傅裏葉分析、捲積運算和矩陣運算中的應用潛力。 本書的組織結構清晰，從最基礎的數學變換到復雜的自適應和譜估計算法，層層遞進。內容詳實，旨在提供一個全麵的、麵嚮工程實踐的信號處理知識體係，強調理論的嚴謹性與實際應用中的設計取捨。通過對這些核心技術的深入剖析，讀者將能夠設計、分析和優化各種現代電子係統中的信號處理模塊。

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