基本信息
書名:模擬電子技術
定價:15.20元
售價:10.3元,便宜4.9元,摺扣67
作者:林春方,楊建平
齣版社:高等教育齣版社
齣版日期:2006-01-01
ISBN:9787040192261
字數:
頁碼:193
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
根據高職高專培養目標的要求以及現代科學技術發展的需要,《模擬電子技術》以現代電子技術的基本知識、基本理論為主綫,使電子技術的基本理論與各種新技術有機地結閤在一起,以培養學生的工作能力為目的;將理論知識的講授、課內討論、作業與技能訓練有機結閤、融為一體,使能力培養貫穿於整個教學過程。在編寫過程中,按高職教材在理論上“必需”、“夠用”的原則,著重講清物理概念,避免繁瑣的理論計算和推導,著重介紹比較實用的工程計算和近似估算方法。《模擬電子技術》內容豐富,講解通俗易懂,可讀性強。
目錄
作者介紹
楊建平,河北阜平人,空軍大校軍銜,1972年參加工作,1982年入伍。1982年本科畢業於國防科技大學液體火箭發動機專業,1988年碩士研究生畢業於西北工業大學固體火箭發動機專業,1992年赴英訪問學者。現為空軍工程大學導彈學院防空指揮係裝備教研室教授,博士生導師。主要從事軍事裝二蚤學的教學與科研工作。從教26年來,主持和參與科研項目20餘項,獲軍隊科技進步二等奬1項、三等奬6項,獲空軍軍事理論研究一等奬1項、三等奬6項;獲軍隊級教學成果二等奬1項;發錶學術論文100餘篇,被國際檢索收錄7篇,齣版專著6部。
文摘
序言
《現代通信係統與數字信號處理》 內容簡介 本書是一本深入探討現代通信係統理論與實踐的綜閤性著作。全書共分為四個主要部分,係統地闡述瞭從基礎概念到前沿技術的演進過程,旨在為讀者構建一個全麵而深刻的認知框架。本書尤其關注數字信號處理在現代通信中的核心作用,並詳細介紹瞭其關鍵技術及其在各種通信場景下的應用。 第一部分:通信係統基礎理論與演進 本部分為讀者奠定堅實的通信理論基礎,追溯通信技術的發展脈絡。 第一章:通信係統概述與發展曆程 1.1 通信係統的基本構成 詳細解析瞭信息源、發送端、信道、接收端以及信宿這五個基本組成部分的功能和相互關係。 介紹瞭信號的分類,包括模擬信號與數字信號的特點,以及它們在通信係統中的轉化過程。 闡述瞭信息傳輸的幾個關鍵指標:帶寬、信噪比、信息速率等,並解釋瞭它們對通信質量的影響。 1.2 模擬通信係統迴顧 迴顧瞭調幅(AM)、調頻(FM)、調相(PM)等經典模擬調製技術的基本原理、特點、優缺點及其在早期通信中的應用。 討論瞭模擬通信的局限性,例如易受噪聲乾擾、傳輸效率低、難以實現多路復用等,為引入數字通信的優勢做鋪墊。 1.3 數字通信係統的興起與優勢 深入分析瞭數字通信相對於模擬通信的革命性優勢,包括抗噪聲能力強、傳輸質量高、易於糾錯和加密、便於集成和實現復雜功能、頻譜利用率高等。 介紹瞭數字通信的基本流程:信源編碼、信道編碼、調製、解調、譯碼、信宿。 1.4 現代通信係統麵臨的挑戰與趨勢 探討瞭當前通信係統麵臨的主要挑戰,如爆炸式增長的數據流量、對更高速率和更低延遲的需求、無綫頻譜資源的日益稀缺、網絡安全問題等。 展望瞭通信技術的發展趨勢,包括5G/6G、物聯網(IoT)、人工智能在通信中的應用、軟件定義通信(SDC)、認知無綫電等。 第二章:信息論基礎 2.1 信息熵與信息量 詳細介紹信息熵的概念,理解其作為信息不確定性度量的意義。 講解瞭離散隨機變量和連續隨機變量的熵計算方法。 引入聯閤熵、條件熵和互信息的概念,解釋它們在衡量信息之間關係上的作用。 2.2 信源編碼理論 深入講解信源編碼的目標:去除冗餘,提高信息傳輸效率。 詳細介紹霍夫曼編碼(Huffman Coding)的原理、編碼過程和性能分析。 講解算術編碼(Arithmetic Coding)的工作機製及其優於霍夫曼編碼的方麵。 討論瞭變長編碼(VLC)的通用概念和應用。 2.3 信道容量 闡述香農(Shannon)信道容量定理的核心思想:存在一個理論上限,使得信息能夠以任意小的錯誤概率傳輸。 以高斯白噪聲信道(AWGN Channel)為例,推導並分析其信道容量公式,理解帶寬與信噪比如何影響容量。 介紹離散無記憶信道(DMC)的容量計算。 討論實際通信係統如何逼近信道容量。 第二部分:數字信號處理核心技術 本部分是本書的核心,詳細介紹數字信號處理(DSP)在通信係統中的關鍵技術。 第三章:離散時間信號與係統 3.1 離散時間信號的錶示與特性 講解瞭序列、離散信號的定義和采樣過程。 分析瞭周期信號、偶信號、奇信號等基本信號特性。 介紹瞭單位衝激序列(δ[n])和單位階躍序列(u[n])的性質及在信號錶示中的作用。 3.2 綫性時不變(LTI)係統 詳細闡述LTI係統的定義、性質(疊加性、移不變性)。 介紹瞭係統的衝激響應(h[n])及其重要性,理解它如何完全錶徵一個LTI係統。 講解瞭捲積(Convolution)運算在LTI係統分析中的核心地位,並給齣計算方法。 分析瞭因果係統、穩定係統的條件。 3.3 傅裏葉變換在離散時間信號分析中的應用 介紹離散時間傅裏葉變換(DTFT)的定義、性質及其在頻域分析中的作用。 講解瞭傅裏葉級數(DFS)用於周期信號的分析。 深入討論離散傅裏葉變換(DFT)的定義、性質和計算(FFT)。 闡述瞭DTFT、DFT在信號頻譜分析、濾波設計中的實際應用。 第四章:Z變換與係統函數 4.1 Z變換及其性質 定義瞭雙邊Z變換和單邊Z變換,並解釋瞭收斂域(ROC)的重要性。 列舉並推導瞭Z變換的常用性質,如綫性性、時移性、尺度變換性、微分性質、捲積性質等。 講解瞭逆Z變換的求解方法,包括留數定理法和部分分式展開法。 4.2 係統函數與係統分析 將Z變換應用於LTI係統分析,引入係統函數H(z)。 解釋瞭係統函數零點、極點與係統頻率響應、穩定性的關係。 分析瞭綫性相位係統、最小相位係統等重要概念。 演示瞭如何利用Z變換分析和設計數字濾波器。 第五章:數字濾波器設計與實現 5.1 數字濾波器概述 區分瞭無限衝激響應(IIR)濾波器和有限衝激響應(FIR)濾波器,並對比瞭它們的特點、優缺點。 介紹瞭濾波器的主要類型:低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 5.2 FIR濾波器設計 詳細介紹窗函數法(Rectangular, Hanning, Hamming, Blackman, Kaiser等)的設計原理,以及不同窗函數對濾波器性能的影響。 講解瞭頻率采樣法和最優FIR濾波器設計(Parks-McClellan算法)的基本思想。 5.3 IIR濾波器設計 介紹瞭從模擬濾波器到數字濾波器的轉換方法,如脈衝不變法、雙綫性變換法。 重點講解瞭巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev I, Chebyshev II)和橢圓(Elliptic)濾波器的設計思路和性能對比。 5.4 濾波器實現結構 介紹瞭直接型(Direct Form I/II)、級聯型(Cascade)、並聯型(Parallel)等FIR和IIR濾波器的常見實現結構。 分析瞭不同結構在計算復雜度、寄存器需求和數值穩定性方麵的差異。 第三部分:現代通信係統中的關鍵技術 本部分將數字信號處理技術與通信係統相結閤,介紹當前主流通信係統所采用的關鍵技術。 第六章:數字調製與解調技術 6.1 幅度鍵控(ASK)與頻率鍵控(FSK) 講解瞭二進製ASK(OOK)和FSK的基本原理、星座圖、功率譜密度。 分析瞭其在簡單通信場景下的應用和局限性。 6.2 相位鍵控(PSK)與正交幅度調製(QAM) 詳細介紹BPSK、QPSK、8PSK等PSK技術的調製過程、星座圖、誤碼率性能。 深入闡述QAM(如16-QAM, 64-QAM, 256-QAM)作為高效調製方式的原理,分析其頻譜效率和性能。 討論瞭相乾解調和非相乾解調的實現方式。 6.3 連續相位調製(CPM) 介紹高斯最小頻移鍵控(GMSK)等CPM技術,分析其在移動通信中的優勢。 6.4 接收機模型與性能評估 建立通信係統的典型接收機模型,包括匹配濾波器、最佳估計器等。 推導並分析各種調製方式在AWGN信道下的誤碼率(BER)性能。 第七章:信道編碼與糾錯技術 7.1 信道編碼概述與編碼增益 解釋瞭信道編碼在降低誤碼率、提高通信可靠性方麵的重要性。 引入瞭編碼增益的概念,說明糾錯碼如何改善係統性能。 7.2 綫性分組碼 詳細講解瞭海明碼(Hamming Code)的構造、編碼與解碼過程,以及其糾錯能力。 介紹瞭循環碼(Cyclic Codes)的基本概念。 7.3 捲積碼 講解瞭捲積碼的編碼過程(編碼器結構、碼率、約束長度)。 詳細介紹維特比(Viterbi)譯碼算法,理解其如何通過最大似然準則實現最優譯碼。 7.4 現代糾錯碼 介紹Turbo碼和低密度奇偶校驗碼(LDPC)等現代高性能糾錯碼的基本思想和譯碼原理。 分析瞭它們在5G等先進通信係統中的應用。 第八章:多用戶接入與多址技術 8.1 頻分多址(FDMA) 闡述FDMA的基本原理,分析其優勢與局限性。 8.2 時分多址(TDMA) 詳細介紹TDMA的工作方式,包括時隙分配、同步問題。 討論瞭其在GSM等係統中的應用。 8.3 碼分多址(CDMA) 深入講解CDMA的基本原理,包括擴頻、僞隨機序列、多徑抗乾擾能力。 分析瞭其容量優勢和係統限製。 8.4 正交頻分復用(OFDM) 詳細闡述OFDM的原理,包括將高速數據流分解到多個低速子載波上。 討論瞭OFDM在應對多徑衰落方麵的優勢,以及循環前綴(CP)的作用。 介紹瞭OFDM在Wi-Fi、LTE、5G等係統中的廣泛應用。 8.5 多輸入多輸齣(MIMO)技術 介紹MIMO的基本概念,包括空間復用和空間分集。 講解瞭MIMO如何通過增加天綫數量來提高數據傳輸速率和可靠性。 第四部分:前沿通信技術與應用展望 本部分將視野拓展到通信技術的最新發展和未來趨勢。 第九章:無綫通信網絡技術 9.1 蜂窩移動通信係統演進(2G-5G) 迴顧瞭從2G(GSM)、3G(WCDMA/CDMA2000)、4G(LTE)到5G的演進曆程,重點分析各代技術的關鍵技術突破和性能提升。 闡述瞭5G的關鍵特性:增強移動寬帶(eMBB)、超可靠低時延通信(URLLC)、海量機器類通信(mMTC)。 9.2 物聯網(IoT)通信 介紹支持IoT的通信協議和技術,如LoRa, NB-IoT, Sigfox等。 分析IoT通信在低功耗、低帶寬、大規模連接方麵的特點和挑戰。 9.3 衛星通信與光縴通信 簡要介紹衛星通信的軌道分類、應用場景。 探討光縴通信在長距離、高帶寬傳輸中的優勢及其在現代網絡中的核心地位。 第十章:人工智能與通信融閤 10.1 AI在通信係統設計中的應用 探討機器學習在信道估計、均衡、用戶調度、資源分配等方麵的應用。 分析AI如何優化通信網絡的性能和效率。 10.2 智能通信網絡 介紹軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)如何賦能通信網絡嚮智能化、靈活化發展。 討論認知無綫電(Cognitive Radio)的思想,實現通信係統的自適應與智能優化。 10.3 未來通信展望 展望6G通信的潛在技術方嚮,如全息通信、感官通信、內嵌AI等。 探討通信技術如何與區塊鏈、邊緣計算等新興技術深度融閤,構建未來的智能社會。 本書特色 本書的編寫力求理論聯係實際,在詳細介紹基礎理論的同時,大量引用現代通信係統中實際應用的例子和技術。各章節都包含豐富的圖錶和案例分析,幫助讀者更好地理解抽象概念。章節末尾的習題和思考題有助於讀者鞏固所學知識。本書語言嚴謹,結構清晰,適閤作為高等院校通信工程、電子信息工程等相關專業本科生及研究生的教材或參考書,也可供從事通信係統研發、設計與維護的工程師閱讀。通過本書的學習,讀者將能深刻理解現代通信係統的奧秘,掌握數字信號處理的關鍵技術,並對未來的通信發展趨勢有清晰的認識。
這本書給我的感覺是,它是一本“教科書”而非“手冊”。它緻力於構建一個完整的知識體係,而不是提供即查即用的解決方案。閱讀體驗上,我發現它在闡述綫性電路分析時非常嚴謹和詳盡,特彆是對非綫性器件的綫性化處理過程,每一步的假設和條件都交代得清清楚楚,體現瞭極高的學術標準。然而,當涉及到一些更偏嚮應用的議題,比如噪聲的抑製和電磁兼容性(EMC)的初步概念時,篇幅就顯得有些不足瞭。比如,書中對熱噪聲和散彈噪聲的統計學描述非常到位,但在如何設計低噪聲放大器(LNA)以最小化這些噪聲源對信噪比的影響時,就顯得不夠具體。我希望如果能增加一個專門的章節,係統性地討論如何運用各種濾波技術和布局技巧來對抗環境乾擾,這本書的實用價值會更上一層樓。盡管如此,對於想要打下堅實理論基礎,未來想從事電路設計或深入研究的讀者來說,這本書依然是繞不開的一座高峰,它提供的是思維的框架,而不是現成的答案。