《信号处理基础》Sophocles J. Orfanidis-数字信号处理概论

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"这是一本关于数字信号处理的英文原版书籍,由Sophocles J. Orfanidis撰写,适用于学习用途,包含13个章节的内容。作者授权于2010年,之前由Pearson Education, Inc.出版,首次出版时的ISBN号为0-13-209172-0。书中使用了MATLAB商标,并在Rutgers University的作者网页上可以找到更多相关信息。" 《Introduction to Signal Processing》由Sophocles J. Orfanidis教授撰写,是一部深入浅出介绍数字信号处理的经典教材。该书主要面向对信号处理感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的学者,都能从中受益。书中涵盖了一系列关键概念和技术,旨在帮助读者理解和应用信号处理的基本原理。 第一章“Sampling and Reconstruction”是整个信号处理领域的基础,它探讨了将连续时间信号转换为离散时间信号(采样)以及如何从这些离散样本中恢复原始信号(重构)的过程。以下是本章的关键知识点: 1.1 引言:这部分介绍了信号处理的基本概念,阐述了为什么需要进行信号的采样和重构,以及在实际应用中的重要性。 1.2 模拟信号回顾:回顾了模拟信号的基本特性,包括频率、幅度和波形,为后续的采样理论铺垫基础。 1.3 采样定理:这是信号处理的核心理论,说明了为了无失真地重构一个模拟信号,采样频率至少应为信号最高频率的两倍,即奈奎斯特采样率。这部分还解释了过采样和欠采样的后果。 1.3.1 采样定理:详细阐述了采样定理的数学表述和物理意义,强调了避免混叠的重要性。 1.3.2 防混叠预滤波器:在采样前应用预滤波器来去除高于奈奎斯特频率的成分,防止信号混叠。 1.3.3 硬件限制:讨论了实际硬件设备在采样和重构过程中可能遇到的限制,如带宽、噪声和非理想滤波器的影响。 1.4 采样正弦波:通过具体例子展示如何对不同频率的正弦波进行采样,分析了采样过程中的行为。 1.4.1 模拟重构与混叠:解释了采样后重构模拟信号时可能出现的混叠现象,以及如何通过适当的处理避免它。 1.4.2 旋转运动:将信号采样与旋转运动类比,帮助读者直观理解采样过程中频率的变化。 1.4.3 数字信号处理频率单位:介绍了在数字信号处理中使用的频率单位,如数字频率和角频率,以及它们与模拟频率的关系。 整个章节旨在通过理论讲解和实例分析,使读者掌握采样和重构的基本概念,为后续章节的学习打下坚实的基础。书中可能还涉及了滤波器设计、数字信号处理算法以及信号分析工具,如MATLAB的使用等。通过学习这本书,读者能够对数字信号处理有全面而深入的理解,从而在通信、图像处理、音频处理等领域应用这些知识。