Rigor matemático en señales y sistemas

1

Soy un estudiante de ingeniería electrónica con alta inclinación al análisis y matemáticas puras (álgebra abstracta / álgebra lineal ...). Me preguntaba si había algún libro (o algún recurso) que tratara la señal y los sistemas y el procesamiento de señales con una gran cantidad de rigor matemático (en realidad, haciendo un análisis complejo adecuado, utilizando el análisis funcional y el álgebra lineal con rigor para explicar la convolución, fourier, laplace y z transforma por ejemplo).

Estoy muy decepcionado con los libros que he leído (Oppenhein, Lathi y relacionados) porque en realidad arroja mucha de la belleza del análisis y el álgebra, centrándose en el lado computacional.

Muchas gracias

    
pregunta nerdy

4 respuestas

4

Este cómic xkcd viene a la mente.

EE es una especie de híbrido de física aplicada y matemáticas. Es fácil para un matemático recoger un libro de electrónica y moverse hacia la izquierda. No es tan fácil para un EE recoger un libro de matemáticas avanzadas y moverse hacia la derecha.

Para la mayoría de las cosas prácticas, las matemáticas se entienden bien. Por ejemplo, los filtros se desarrollan comúnmente a partir de topologías enlatadas, y la mayoría de las EE en práctica permiten que MATLAB u otro software haga el procesamiento de números. Simplemente no vale la pena el tiempo que tomaría trabajar en todas las transformaciones manualmente para obtener la función de transferencia, especialmente para los filtros superiores a los de segundo orden. Si el filtro se implementará digitalmente, todo lo que necesita es una transformación z y un poco de álgebra para obtener una ecuación de diferencia.

La mayoría de los chicos que se preocupan por las matemáticas en el nivel en el que estás interesado son investigadores. Puede consultar los libros de procesamiento de señales y comunicaciones de Proakis. Tienen un poco de matemática en ellos, pero sus expectativas no son lo suficientemente claras como para decir si estará satisfecho con ellas. Probablemente le sirvan mejor para buscar libros de matemática directos que cubran los temas de interés. Desafortunadamente, no puedo proporcionar ninguna recomendación allí. Esa pregunta puede ser más adecuada para Math.SE

    
respondido por el Matt Young
2

Además de los apuntes o libros básicos sobre procesamiento de señales e ingeniería de comunicaciones, me gustan los "Amplificadores de banda ancha" de Peter Staric y Erik Margan (2006); ofrece muchas buenas matemáticas y lo extiende al diseño del amplificador a nivel de transistor ( Muestra) . Sin embargo, no ofrece muchos antecedentes sobre el muestreo y el procesamiento de señales digitales, pero cualquier bueno ingeniería de comunicaciones 101 será, como, quizás, here (MIT, English) o here (TUM, alemán) .

Uno muy bueno en el análisis de redes es "Circuitos lineales y no lineales" de Chua, Leon O., Desoer, Charles A. y Kuh, Ernest S. 1987. McGraw-Hill. ISBN 0070108986.

Usar libros como estos para la teoría y leer The Art of Electronics en lo que respecta al diseño práctico de circuitos será muy útil y llevarte bastante lejos.

    
respondido por el zebonaut
1

No estoy seguro de que te des cuenta de lo irónica que es tu pregunta. Usted habla de matemáticas "puras" y, sin embargo, cada campo de las matemáticas que menciona (con quizás una excepción) en su lista de pureza se considera que está en el campo de las matemáticas "aplicadas" y difícilmente cumpliría los criterios que los matemáticos considerarían puros. Esto es especialmente irónico dado su interés en el procesamiento de señales, ya que en algunos casos profundiza bastante en la topología y las matemáticas multidimensionales, y no.

La buena noticia es que sí, hay muchos de estos análisis rigurosos de este tipo, pero está principalmente en los artículos originales de los artículos seminales. Aquí hay una breve lista:

1) Andrew Viterbi con decodificación de enrejado,

2) Cooley y Tukey con el algoritmo original cooley tukey, se conocieron como FFT, en realidad originalmente por Euler.

3) Shannon y la teoría de las señales.

Sospecho que la mayoría de los libros que usted considera que no están siendo lo suficientemente rigurosos tienen referencias y citas, haga un seguimiento de los artículos citados. La mayoría de los autores no dedican mucho tiempo a un análisis profundo en los libros de texto por las razones obvias de que no necesitan demostrar que, presumiblemente por decimoquinta vez, que esto cumple con todo el rigor necesario. Mira más hacia los textos de posgrado también.

Revistas particulares sin ningún orden o razón en particular:

a) Teoría del caos y la bifurcación, pero incluso eso se ha aplicado en su título completo.

b) Arxiv.org

c) plos.org

    
respondido por el placeholder
1

"Métodos matemáticos y algoritmos para el procesamiento de señales", por Todd K. Moon pasa por el álgebra lineal, en el nivel de grado EE, utilizado en el procesamiento de señales.

Este es un enlace a Amazon:

enlace

Ver también "Un recorrido por el procesamiento de señales en wavelet", por Mallat. Los primeros capítulos son sobre transformadas de Fourier, muestreo, principio de incertidumbre, etc.

enlace

    
respondido por el Alejandro

Lea otras preguntas en las etiquetas