Un buen libro de texto para diseñar filtros de señal.

Desde hace un par de meses comencé a participar activamente en el área de control de sistemas dinámicos.

En la mayoría de los casos, el diseño de un controlador para un sistema dinámico dado requerirá el empleo de técnicas de procesamiento de señal digital, especialmente en el área de filtros de señal.

Como no tengo experiencia en ingeniería de control, me pregunto si alguno de ustedes me puede dar sugerencias de libros de texto de sonido que traten sobre filtros de señal con algún detalle.

Los libros de texto deberían abarcar idealmente:

• Introducción a los filtros más comunes en el área de DSP;
• Explicación de sus características principales en el dominio de frecuencia y tiempo;
• En qué escenarios se usan generalmente (función o función del filtro).

Aunque es una pregunta ingenua, espero que pueda aconsejar un par de libros de texto.

Hay muchos libros por ahí, pero si está interesado en el Control y Procesamiento de Señales, le sugiero que eche un vistazo a Stephen Boyd Lectures de standford:

http://www.youtube.com/watch?v=bf1264iFr-w

Está el primero, todo el curso es realmente valioso y él es un gran maestro.

Aparte de eso, aquí hay una buena lista de mis libros preferidos sobre procesamiento de señales, algunos son más introductorios y otros son más avanzados:

Lo esencial:

• Señales y sistemas - Oppenheim y Willsky

• Procesamiento de señal digital - Proakis y Manolakis

• Procesamiento de señal de tiempo discreto - Oppenheim & Schafer

Un poco más avanzado y relacionado con el control:

• Procesamiento óptimo de la señal - Sophocles J. Orfanidis

• Filtrado óptimo: Brian DO Anderson y John B. Moore

• Control óptimo: métodos cuadráticos lineales - Brian DO Anderson y John B. Moore

Algunos sobre procesamiento estadístico (avanzado):

• Procesamiento estadístico de señales - Louis L. Scharf

• Estimación lineal: Thomas Kailath, Ali H. Sayed y Babak Hassibi (Cuidado, este es realmente difícil)

• Análisis espectral de señales - Petre Stoica y Randolph Moses

Y algunos sobre el procesamiento adaptativo (útil en todas las áreas de procesamiento y control de señales):

• Teoría del filtro adaptativo - Simon Haykin

• Filtros adaptativos - Ali H. Sayed

• Procesamiento de señal adaptable y satístico - Manolakis, Ingle & Kogon

Y, por supuesto, el padre de todos los libros de texto de Ingeniería de Control:

• Sistemas lineales - Thomas Kailath

A partir de su pregunta, realmente no puedo adivinar sus antecedentes, pero si nunca ha estudiado ningún tema como los sistemas LTI, los sistemas digitales o el control, diría que tiene un par de años por delante para aprender y dominar el tema. Los libros que enumeré son los libros más referenciados en los cursos universitarios y, en general, los que todos estudian. Son en su mayor parte, muy teóricos, muchas matemáticas y cosas así. Pero es imprescindible tener como referencia. Si está buscando una satisfacción más instantánea, diría que intente buscar en Google algunos libros de cocina sobre filtros o controles digitales, con los conceptos básicos de controladores PID, reguladores lineales, etc.

Espero eso ayude

Un gran libro para aprender sobre el procesamiento de señal digital en general es "Entender el procesamiento de señal digital" de "Richard Lyons". Amazon-Link . Es fácil de leer y no requiere conocimientos previos. Te sentirás cómodo con señales discretas FFT, filtersy así sucesivamente muy rápido. Todas las matemáticas que necesita se describen en este libro (no necesitará otras referencias para las matemáticas). Puede encontrar una versión más barata de este libro en eurobuch . ¡Buena suerte! Tal vez, para diseñar el filtro perfecto, necesitará otro libro después, pero creo que es el más adecuado para comenzar.

Si bien todos los libros enumerados en otras respuestas son libros recomendados, sin embargo, no son específicos para los filtros y los elementos básicos de omisión. El principal problema al aprender los filtros digitales es que la mayoría de los alumnos se sienten incómodos al pasar del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia. Luego están las matemáticas con las que uno tiene que lidiar. Agregue a esta gran cantidad de jerga específica para los filtros, esto hace que el aprendizaje de los filtros sea un ejercicio muy poco intuitivo y difícil.

Antes de comenzar a aprender filtros digitales, creo que uno debe sentirse al menos cómodo con los conceptos básicos y la jerga de los filtros pasivos analógicos (RLC) como la impedancia, los fasores, el RMS, el barrido de frecuencia, la escala de dB (octava / década), la función de transferencia, orden de filtro, ganancia, atenuación, magnitud y respuesta de frecuencia de fase (gráficos de Bode), -3dB (corte) frecuencia, roll-off, banda de paso / banda de detención, ondulación, ancho de banda, frecuencia de resonancia, factor Q de calidad (nitidez), afinación, dominio-s (= jw), transformaciones de dominio (dominio de tiempo a dominio s a dominio z), transformada de Laplace, transformación z, tipos de filtros (paso bajo, paso alto, paso de banda, tope de banda, todo paso), básico Filtros de primer orden / segundo orden, aplicaciones de filtros básicos (audio, radio, anti-aliasing, etc.), diseño de filtros para especificaciones dadas, análisis de estabilidad del filtro (diagrama de polo cero), etc.

Para comprender algunos de los conceptos y jerga anteriores, el libro que sugeriré leer (en orden son los siguientes:

1. The Art of Electronics de Paul Horowitz y Winfield Hill: secciones 1.3-1-5.1, 1.7, 6.1-6.2 ( 50 páginas ) y Learning the Art of Electronics de Thomas Hayes y Paul Horowitz: secciones 2N, 2L (laboratorio), 2S, 2W, 3N.1-3N.4 ( 70 páginas )
2. Introducción básica a los filtros: condensador activo, pasivo y conmutado de Kerry Lacanette ( 24 páginas )
3. (Opcional) Diseño y análisis de filtros analógicos: una perspectiva de procesamiento de señales - Capítulos 1 y 2 ( 100 páginas )

Una vez que los conceptos anteriores son claros, obtendrá una comprensión intuitiva del diseño del filtro. Luego, puede elegir cualquiera de los libros de diseño de filtro digital recomendados y le aseguro que la mayor parte será un juego de niños. En cualquier caso, aquí hay un libro que recomiendo para hacer la transición de filtros pasivos analógicos a digitales:

• Filtros digitales para todos por Rusty Allred