目前,小波分析在信息技術(shù)和其他學(xué)科方面的應(yīng)用是眾多科技工作者關(guān)心的課題。在理論方面,新觀點(diǎn)、新方法不斷涌現(xiàn)。本文旨在完善小波的基本理論,對(duì)原有的小波去噪方法作進(jìn)一步的改進(jìn)。 經(jīng)典的信號(hào)處理方法,例如傅立葉變換、短時(shí)傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應(yīng)用范圍。小波分析作為一種全新的信號(hào)處理方法,它將信號(hào)中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號(hào)濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號(hào)去噪方面顯出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文介紹了經(jīng)典的去噪方法,并對(duì)其適用范圍和效果進(jìn)行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續(xù)小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構(gòu)算法,最后研究了小波基的數(shù)學(xué)特性,分析了它們對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響和作用。進(jìn)而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數(shù)置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關(guān)性去噪方法。用小波變換將高頻系數(shù)強(qiáng)制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經(jīng)將高頻系數(shù)強(qiáng)制置零去噪后重構(gòu)的信號(hào)會(huì)使信號(hào)丟失一些細(xì)節(jié),且小波基的選擇亦有相當(dāng)?shù)碾y度,只有靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定,不過(guò)比傳統(tǒng)的濾波方法所得的效果還是要好。對(duì)于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過(guò)程中幾個(gè)參數(shù)的選取問(wèn)題,并給出了一些選取依據(jù);對(duì)小波閾值去噪方法的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)討論。對(duì)閾值去噪進(jìn)行了改進(jìn),利用均值逼近與閾值去噪相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優(yōu)于單獨(dú)應(yīng)用閾值去噪的方法。 在空域相關(guān)去噪算法的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了改進(jìn),利用閾值濾波與相關(guān)去噪算法相結(jié)合的一種組合去噪算法,仿真試驗(yàn)結(jié)果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數(shù)不僅連續(xù)性好,準(zhǔn)確率高,而且易于重構(gòu)信號(hào)。 本文分別對(duì)這四種方法進(jìn)行了算法分析比較,通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真來(lái)實(shí)現(xiàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明了利用小波分析理論對(duì)信號(hào)去噪的可行性和有效性。 關(guān)鍵詞:小波分析,信號(hào)去噪,閾值,均值逼近,空域相關(guān)
標(biāo)簽: 小波分析 信號(hào)去噪 中的應(yīng)用
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心音信號(hào)是人體最重要的生理信號(hào)之一,包含心臟各個(gè)部分如心房、心室、大血管、心血管及各個(gè)瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號(hào)分析與識(shí)別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對(duì)目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問(wèn)題和分類識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)展開(kāi)了深入的研究,內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號(hào)特征向量的提取、正常心音信號(hào)(NM)和房顫(AF)、主動(dòng)脈回流(AR)、主動(dòng)脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號(hào)的分類識(shí)別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面: a)心音信號(hào)采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機(jī)功能的聽(tīng)診器實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)的采集。通過(guò)對(duì)心音信號(hào)噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號(hào)的濾波方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級(jí)閾值的方法作為心音信號(hào)預(yù)處理方案。 b)心音信號(hào)時(shí)頻分析方法。文中采用5種時(shí)頻分析方法分別對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻譜特性分析,結(jié)果表明:不同的時(shí)頻分析方法與待分析心音信號(hào)的特性有密切關(guān)系,即需要在小的交叉項(xiàng)干擾與高的時(shí)頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時(shí)頻(ATF)分析方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分布能較好地反映心音信號(hào)的時(shí)頻結(jié)構(gòu),其性能優(yōu)于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時(shí)頻分析方法,從而選擇自應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法進(jìn)行心音信號(hào)分析。 c)心音信號(hào)特征向量提取。根據(jù)對(duì)3M Littmann() Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)心音信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果,提取8組特征數(shù)據(jù),通過(guò)Fihser降維處理方法提取出了實(shí)現(xiàn)分類可視化,且最易于分類的心音信號(hào)的2維特征向量,作為心音信號(hào)分類的特征向量。 d)心音信號(hào)分類方法。根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖,研究了支持向量機(jī)核函數(shù)、多分類支持向量機(jī)的選取方法,同時(shí),基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法,建立了心音信號(hào)分類的支持向量機(jī)模型,選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號(hào)的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本,對(duì)余下的每類20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時(shí)對(duì)臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號(hào)和正常心音信號(hào)中每類24個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行分類實(shí)測(cè),分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗(yàn)證了該方法的分類有效性。 e)心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語(yǔ)言的可視化功能實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)分析與識(shí)別的軟件運(yùn)行平臺(tái)構(gòu)建,可完成對(duì)心音信號(hào)的讀取、預(yù)處理,繪制時(shí)-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時(shí),利用MATLAB與EXCEL的動(dòng)態(tài)鏈接,實(shí)現(xiàn)對(duì)心音信號(hào)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)功能;最后,通過(guò)對(duì)心音信號(hào)2維特征向量的分析,實(shí)現(xiàn)心音信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號(hào)特征向量提取的方法以及多分類支持向量機(jī)模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實(shí)踐兩方面對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行了深入的研究,主要是采用自適應(yīng)錐形核時(shí)頻分析方法提取心音信號(hào)特征向量,根據(jù)心音信號(hào)特征向量組成的散點(diǎn)圖,建立心音信號(hào)分類的支持向量機(jī)模型,并對(duì)正常心音信號(hào)和4種心臟雜音信號(hào)進(jìn)行了分類研究,取得了較為滿意的分類結(jié)果,但由于用于分類的心臟雜音信號(hào)種類及數(shù)據(jù)量尚不足,因此,今后的工作重點(diǎn)是采集更多種類的心臟雜音信號(hào),進(jìn)一步提高心音信號(hào)分類精度,使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽(tīng)診。 關(guān)鍵詞:心音信號(hào),小波降噪,非平穩(wěn)信號(hào),心臟雜音,信號(hào)處理,時(shí)頻分析,自適應(yīng),支持向量機(jī)
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隨著環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的日趨嚴(yán)重,尋找一種儲(chǔ)備大、無(wú)污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國(guó)的議事日程。太陽(yáng)能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一,已經(jīng)得到了人類越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏(Photovoltaic—PV)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,以最大限度利用太陽(yáng)能、無(wú)污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo),開(kāi)展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和仿真,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。 本文以一個(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析,并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓?fù)洹⒖刂撇呗浴⒐聧u效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個(gè)方面做了詳細(xì)的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。 首先,介紹了國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求做了簡(jiǎn)單介紹,對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認(rèn)識(shí)。 其次,討論研究了逆變器主電路的拓?fù)湫问剑⒏鶕?jù)實(shí)際情況,選擇了無(wú)變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu),即前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器,兩部分通過(guò)DClink連接。前級(jí)的DC/DC模塊采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),后級(jí)的DC/AC逆變器采用逆變?nèi)珮驅(qū)崿F(xiàn)逆變,向電網(wǎng)輸送功率。討論確定了逆變器輸出電流的控制方式,并最終確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體方案。高性能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片(Digital Signal Processor—DSP)的出現(xiàn),使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。本文以TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320F2812為核心,設(shè)計(jì)了控制電路并給出了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個(gè)電路模型,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。 再次,我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問(wèn)題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問(wèn)題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對(duì)電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動(dòng)和主動(dòng)及外部孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn),采用了電壓前饋正反饋檢測(cè)孤島的方法,然后詳細(xì)介紹了該方法的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程, 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真結(jié)果證明,該方法是可行的,并且達(dá)到了IEEE Std.2000—929標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 光伏系統(tǒng)的可靠性研究對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行乃至投資決策產(chǎn)生了重要影響。本論文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本組成為線索,對(duì)各部分進(jìn)行可靠性分析,對(duì)滿足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析,從而對(duì)其的推廣使用起到了理論指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞:光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);逆變器;孤島效應(yīng);DSP;可靠性分析
標(biāo)簽: 光伏并網(wǎng) 逆變器 可靠性分析
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,電力電子裝置正在向著高頻化、大容量、小體積的方向發(fā)展,其電磁環(huán)境也變得更為復(fù)雜,隨之帶來(lái)的輻射電磁干擾也日益嚴(yán)重。在電力電子裝置設(shè)計(jì)初期開(kāi)展電磁兼容數(shù)值仿真和預(yù)測(cè)對(duì)解決復(fù)雜的電磁干擾問(wèn)題意義重大。 本文介紹了國(guó)內(nèi)外電力電子裝置電磁兼容的研究現(xiàn)狀。針對(duì)電力電子裝置電磁兼容的復(fù)雜性,討論了使用仿真軟件進(jìn)行電力電子裝置電磁兼容分析的策略,主要面向電源印制電路板(PCB)、控制箱和變流器機(jī)柜全波電磁仿真的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究。 首先對(duì)PCB電源板進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)。采用軟件Protel99SE和CST微波工作室(R)(CST MICROWAVE STUDIO(R),簡(jiǎn)稱CST MWS(R))相結(jié)合進(jìn)行分析,得到.PCB板的表面電流和電場(chǎng)分布圖。根據(jù)分布圖,分析電源板的輻射特性,提出提高PCB電磁兼容性的優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)想,在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中加入對(duì)PCB電磁兼容性分析的場(chǎng)仿真,使PCB的電磁兼容分析有一個(gè)直觀的參照物,有助于指導(dǎo)PCB的布局布線,對(duì)PCB優(yōu)化設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品性能有重要作用。根據(jù)仿真結(jié)果將PCB電源板近似等效成電偶極子模型。 其次應(yīng)用CST MICROSTRIPESTM軟件計(jì)算控制箱的屏蔽效能,并在控制箱插入PCB電源板后進(jìn)行輻射特性分析。 最后應(yīng)用全波電磁仿真軟件CST MWS(R)對(duì)變流器機(jī)柜進(jìn)行電磁輻射干擾瞬態(tài)仿真,分析過(guò)程中考慮到了IGBT的開(kāi)關(guān)尖峰、線纜和易產(chǎn)生干擾的電子元器件以及整個(gè)機(jī)箱機(jī)柜。運(yùn)用線性網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,由此提出改進(jìn)措施—采用unit cell和微擾理論設(shè)計(jì)屏蔽網(wǎng),有效地抑制了電磁輻射。
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隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,開(kāi)發(fā)利用清潔的可再生能源勢(shì)在必行。太陽(yáng)能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽(yáng)能光伏利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注,而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能光伏利用的主要發(fā)展趨勢(shì),必將得到快速的發(fā)展。此外,高性能的數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)的出現(xiàn),使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器成為可能。本論文就是在此背景下,對(duì)太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了較為深入的研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩個(gè)核心部分是太陽(yáng)能電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。 首先,本文對(duì)太陽(yáng)能電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹,詳細(xì)分析太陽(yáng)能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。 其次,本文對(duì)幾種傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較,提出各自優(yōu)缺點(diǎn)。基于最大功率跟蹤過(guò)程的快速性和穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)采用改進(jìn)的間歇掃描法來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池的最大功率輸出,以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點(diǎn)跟蹤速度。 再次,針對(duì)既可獨(dú)立運(yùn)行又可并網(wǎng)運(yùn)行的單相光伏逆變器,本文采用有效值外環(huán)、瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的控制方法,既保證了逆變器輸出的靜態(tài)誤差為零,又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時(shí)滿足獨(dú)立和并網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的輸出濾波器結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的計(jì)算過(guò)程,并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。 隨后,詳細(xì)討論了并網(wǎng)過(guò)程中的軟件鎖相環(huán)技術(shù),對(duì)鎖相環(huán)電路的組成、工作原理進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法可靠有效,能使逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓完全同相,達(dá)到功率因數(shù)為1的目的。 最后,采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片,研制完成1.5kW實(shí)驗(yàn)樣機(jī),分別得出了獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果表明,所采用的控制策略和設(shè)計(jì)的硬件電路能夠滿足設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)可安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
標(biāo)簽: 太陽(yáng)能光伏 分 并網(wǎng)發(fā)電
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485總線通訊方式分析,主要是讓大家了解485總線通訊原理
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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應(yīng)用于煤礦、石化等易燃易爆環(huán)境的電子設(shè)備必須滿足防爆的要求,本質(zhì)安全型是最佳的防爆形式。本質(zhì)安全型開(kāi)關(guān)電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、安全性能高等優(yōu)點(diǎn),因而具有廣闊的發(fā)展前景。單端反激變換器是開(kāi)關(guān)變換器的一種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在實(shí)際中應(yīng)用比較廣泛,因此對(duì)單端反激變換器進(jìn)行本質(zhì)安全特性分析是本質(zhì)安全開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。本質(zhì)安全型開(kāi)關(guān)變換器的設(shè)計(jì),主要是對(duì)變換器中的儲(chǔ)能元件進(jìn)行設(shè)計(jì),即變換器中的電感和輸出濾波電容進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本文對(duì)變換器的靜態(tài)特性進(jìn)行了深入分析,指出反激變換器存在三種工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了變換器工作在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對(duì)單端反激變換器的本質(zhì)安全特性進(jìn)行了分析,得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法,并通過(guò)安全火花試驗(yàn)裝置對(duì)變換器進(jìn)行爆炸性試驗(yàn),驗(yàn)證了輸出本安判據(jù)的正確性。得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的設(shè)計(jì)方法,以同時(shí)滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件,得到了本質(zhì)安全型單端反激變換器電感、電容參數(shù)的設(shè)計(jì)范圍。給出了具體實(shí)例,并進(jìn)行仿真和試驗(yàn)研究,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和設(shè)計(jì)方法的可行性。
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電力系統(tǒng)分析教材,作者 王錫凡 科學(xué)出版社 2003年出版
標(biāo)簽: 電力 系統(tǒng)分析 錫
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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MCS-51 單片機(jī) 監(jiān)控 程序 源代碼 分析
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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圖書(shū)-電子技術(shù)學(xué)習(xí)方法和分析思路輕松入門(mén),很不錯(cuò)的一本書(shū),對(duì)電路分析很有用的。
上傳時(shí)間: 2013-05-16
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