معرفی کتاب کاوشهای کامپیوتری در سیگنالها و سیستمها با استفاده از MATLAB
معرفی کتاب کاوشهای کامپیوتری در سیگنالها و سیستمها با استفاده از MATLAB
کتاب کاوشهای کامپیوتری در سیگنالها و سیستمها با استفاده از MATLAB نوشته جان آر. باک و ترجمه دکتر سعید کاشفی، از منابع آموزشی ارزشمند در حوزهی مهندسی برق و پردازش سیگنال بوده که در 11 فصل نوشته شده است. این اثر، به جای تکیهی صرف بر اثباتهای ریاضی، تمرکز خود را بر شبیهسازی و محاسبههای کامپیوتری قرار داده است. هدف اصلی کتاب، نزدیک کردن خواننده به تجربهی عملی و فراهم آوردن درکی شهودی از رفتار سیگنالها و سیستمهاست.
کاوشهای کامپیوتری در سیگنالها و سیستمها با استفاده از متلب
ابزار اصلی در این مسیر، استفاده از نرمافزارهای محاسباتی است که امکان مشاهدهی مستقیم پاسخها، ترسیم نمودارها و بررسی نتایج را فراهم میکنند. هر فصل بصورت خلاصه شامل مباحث زیر است:
فصل اول: سیگنالها و سیستمها
این فصل مفاهیم پایهای سیگنالها و سیستمها را معرفی میکند. سیگنالها به عنوان توابعی تعریف میشوند که حاوی اطلاعات در زمان یا مکان بوده و میتوانند پیوسته یا گسسته باشند.
مباحث کلیدی عبارتند از تعریف ضربه و پله واحد، ویژگیهای سیستمها مانند خطی بودن، نامتغیر بازمان بودن، علی بودن و پایداری بررسی ورودی و خروجی سیستمها. همچنین این فصل شامل آموزش اولیه توابع MATLAB برای نمایش سیگنالها و پیادهسازی معادلات تفاضلی مرتبه اول است.
فصل دوم: سیستمهای خطی و نامتغیر بازمان
در این فصل سیستمهای خطی و نامتغیر بازمان مورد بررسی قرار میگیرند. مفاهیم اصلی شامل همبستگی و کانولوشن، ویژگیهای سیستمهای گسسته و پیوسته، فیلترهای ضربهای محدود و غیرعلّی، و روشهای عددی برای تقریب پاسخ سیستمهای پیوسته است. تمرینها به خواننده امکان میدهند تا با استفاده از MATLAB پاسخ ضربهای سیستمها و حذف پژواک از طریق فیلتر معکوس را بررسی کند.
فصل سوم: نمایش سری فوریه سیگنالهای متناوب
این فصل به تحلیل فرکانسی سیگنالها اختصاص دارد. مفاهیم کلیدی شامل محاسبه سری فوریه گسسته و پیوسته، خواص سری فوریه، انرژی سیگنالها در حوزه فوریه، فیلترهای بازگشتی مرتبه اول و پاسخ فرکانسی سیستمها است. آموزشها شامل استفاده از MATLAB برای محاسبه سری فوریه و ترکیب سیگنالها است.
فصل چهارم: تبدیل فوریه پیوسته
این فصل به تبدیل فوریه سیگنالهای پیوسته اختصاص دارد. مفاهیم شامل تقریب عددی تبدیل فوریه، ویژگیهای آن، تحلیل سیستمها در حوزه زمان وحوزه فرکانس، پاسخ ضربه معادلات دیفرانسیل، مدولاسیون دامنه و محاسبات نمادین تبدیل فوریه است.
فصل پنجم: تبدیل فوریه گسسته
در این فصل نمونهبرداری سیگنالها و سیستمها در حوزه فرکانس بررسی میشود. مفاهیم شامل نمونهبرداری سیگنالها، طراحی فیلتر بر پایه DTFT، شناسایی سیستمها و بسط به کسرهای جزئی برای سیستمهای گسسته است.
فصل ششم: تحلیل زمان و فرکانس سیگنالها و سیستمها
این فصل به تحلیل همزمان زمان و فرکانس پرداخته و شامل مثالهای کاربردی مانند جاذب ضربه مرتبه دوم، پردازش تصویر با فیلترهای یکبعدی، طراحی فیلتر با تبدیل، اثرات فاز بر فیلترهای پایینگذر، دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس و پیشبینی خطی در بازار سهام است.
فصل هفتم: نمونهبرداری
این فصل به مسائل نمونهبرداری و بازسازی سیگنالها میپردازد. مباحث شامل اختلاط فرکانسی ناشی از نمونهبرداری کند، بازسازی سیگنال از نمونهها، افزایش و کاهش نرخ نمونهبرداری، نمونهبرداری میانگذر، تاخیر نیم نمونه و مشتقگیری گسسته است.
فصل هشتم: سیستمهای مخابراتی
این فصل مباحث مخابراتی را پوشش میدهد. مفاهیم کلیدی شامل تبدیل هیلبرت و مدولاسیون تک کنار باندی، تحلیل برداری مدولاسیون دامنه با سیگنال حامل، دمدولاسیون دامنه و همزمانسازی گیرنده، تداخل بین نمادها در سیستمهای PAM و مدولاسیون فرکانس است.
فصل نهم: تبدیل لاپلاس
این فصل ابزار تبدیل لاپلاس را برای تحلیل سیستمهای پیوسته معرفی میکند. مفاهیم شامل رسم نمودار قطب-صفر، تعیین مکان قطبها برای سیستمهای مرتبه دوم، فیلترهای باتروورث، نمودارهای سطحی تبدیل لاپلاس و پیادهسازی فیلترهای غیرعلّی است.
فصل دهم: تبدیل z
در این فصل تبدیل z برای تحلیل سیستمهای گسسته بررسی میشود. مفاهیم شامل نمودار قطب-صفر گسسته، تفسیر هندسی پاسخ فرکانسی گسسته، اثرات کوانتیزه کردن در ساختار فیلترها، طراحی فیلترهای گسسته با تقریب اویلر و طراحی فیلتر باتروورث گسسته با تبدیل دوخطی است.
فصل یازدهم: سیستمهای فیدبکدار
این فصل به سیستمهای فیدبکدار اختصاص دارد. مفاهیم شامل پایدارسازی با فیدبک (مانند متعادل نگه داشتن میله)، پایدارسازی سیستمهای ناپایدار و استفاده از فیدبک برای افزایش پهنایباند تقویتکنندهها است. تمرینها و مثالها نشان میدهند که چگونه فیدبک میتواند رفتار سیستمهای دینامیکی را بهبود بخشد.
جمعبندی
کتاب کاوشهای رایانهای در سیگنالها و سیستمها با تأکید بر شبیهسازی کامپیوتری و آموزش کاربردی، یک پل میان تئوری و عمل ایجاد میکند. خواننده با استفاده از مثالها و تمرینها میتواند مفاهیم پیچیده سیگنالها و سیستمها را بهتر درک کرده و برای کاربردهای عملی آماده شود.
نحوه تهیه کتاب معرفی شده
این کتاب به تعداد محدود از طریق این لینک قابل تهیه است.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.