测试信号分析与信息处理

本书以测试信号分析与信息处理为主线，根据学科发展和研究生课程教学改革的要求，注重了测试理论、方法与应用的有机结合，突出了数学方法、物理内涵与工程实现的高度统一。在内容上将测试系统分析、信号分析与信息处理等方面与电子信息技术有机融合，旨在时域、频域及复频域内掌握测试信号分析与信息处理的理论基础、途径和方法，力求体现测试领域知识体系的科学性和完整性。本书内容主要包括：信号的数学特征、信号的数学分析、信号的离散化处理与分析、测试系统的组成与分析、信号调理电路、信号转换电路、频谱估计、现代信号分析方法等。本书文字简练，内容充实，体现了测试信号与系统的建模与分析，测试硬件与软件相结合的特色。本书可作为高等院校仪器仪表类、机械类和机电类等专业髙年级本科生、研宄生和教师的教学用书，也可作为从事测试技术工作的工程技术人员的参考书。

前言
第1章信号的数学特征1
1.1信号的描述与分类1
1.1.1信号的描述1
1.1.2信号的分类2
1.1.3常见的典型信号6
1.1.4信号的量化与转换8
1.2信号的特征值9
1.2.1时域特征值10
1.2.2频域特征值15
1.2.3幅值域特征值19
1.3信号的算法规则20
1.4本章小结25
习题26
第2章信号的数学分析29
2.1周期信号的时域分析29
2.1.1正弦信号和周期复指数信号29
2.1.2LTI系统对复指数信号的响应29
2.2周期信号的频域分析30
2.2.1周期信号的傅里叶级数表示30
2.2.2傅里叶级数的收敛条件31
2.2.3周期信号的频谱32
2.3非周期信号的时域分析34
2.3.1单位冲激和单位阶跃信号34
2.3.2信号分解为冲激信号之和35
2.3.3冲激响应与阶跃响应36
2.3.4卷积的物理意义37
2.4非周期信号的频域与复频域分析37
2.4.1非周期信号的傅里叶变换37
2.4.2连续时间信号的复频域分析59
2.5本章小结73
习题74
第3章信号的离散化处理与分析79
3.1连续信号的离散化79
3.2离散信号的傅里叶变换83
3.3离散信号的z变换91
3.4离散傅里叶变换与z变换的关系97
3.5快速傅里叶变换算法99
3.6本章小结106
习题106
第4章测试系统的组成与分析108
4.1测试系统的组成108
4.1.1测试系统的基本定义109
4.1.2测试系统的基本组成单元110
4.2测试系统的基本特性112
4.2.1静态特性113
4.2.2动态特性117
4.2.3负载效应118
4.2.4抗干扰性119
4.3测试系统的特性描述120
4.3.1线性时不变系统120
4.3.2拉氏域-传递函数122
4.3.3频域-频率响应函数124
4.3.4时域-单位冲激响应函数127
4.3.5特征描述与分析函数的应用131
4.3.6不失真测试和动态误差138
4.4测试系统的频率响应143
4.4.1灵敏系统的运动微分方程144
4.4.2灵敏系统的固有振动145
4.4.3灵敏系统的稳态强迫振动149
4.5测试系统的机电模拟分析157
4.5.1机电理想元件方程及连接规律158
4.5.2机电相似性163
4.5.3机电模拟分析164
4.5.4机械网络作图法167
4.6本章小结174
习题174
第5章信号调理电路177
5.1信号调理电路的组成177
5.2信号的放大178
5.2.1电荷放大电路178
5.2.2高共模抑制比放大电路180
5.2.3高输入阻抗放大电路183
5.2.4低漂移放大电路185
5.2.5隔离放大器188
5.2.6数控增益放大器191
5.2.7传感器桥放大器194
5.3信号的滤波200
5.3.1滤波器的分类200
5.3.2模拟滤波器201
5.3.3数字滤波器217
5.4信号的调制与解调225
5.4.1幅度调制与解调225
5.4.2频率调制234
5.5信号的线性化电路241
5.5.1模拟线性化241
5.5.2用软件实现线性化251
5.6本章小结252
习题252
第6章信号转换电路254
6.1信号转换电路的组成254
6.2多路模拟开关254
6.2.1多路模拟开关原理256
6.2.2多路模拟开关的主要参数及选择257
6.2.3半导体模拟开关258
6.2.4集成多路模拟开关259
6.2.5多路模拟开关的应用260
6.3采样/保持器262
6.3.1采样/保持原理263
6.3.2采样/保持器的性能指标264
6.3.3集成采样/保持器264
6.4模数转换器266
6.4.1A/D转换器的原理266
6.4.2A/D转换器的主要技术指标268
6.4.3A/D转换器的选择原则268
6.4.4A/D转换过程及其频谱分析269
6.5本章小结277
习题277
第7章频谱估计278
7.1经典频谱估计的基本方法及改进278
7.1.1经典频谱估计的基本方法278
7.1.2经典频谱估计的改进方法282
7.2经典频谱估计算法性能比较287
7.3基于参数模型的频谱估计289
7.3.1AR模型291
7.3.2MA模型296
7.3.3ARMA模型297
7.4优选熵谱估计298
7.5本章小结301
习题301
第8章现代信号分析方法304
8.1二维傅里叶变换304
8.2离散余弦变换306
8.3信号的时频表示307
8.3.1时频分析的基本概念307
8.3.2短时傅里叶变换309
8.3.3Gabor展开312
8.3.4Wigner分布313
8.4小波分析320
8.5倒频谱技术328
8.6本章小结332
习题332
参考文献334