信号处理入门:理论与实践

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《信号处理入门》是Sophocles J. Orfanidis教授编著的一本关于信号处理领域的教材,适用于那些希望深入理解信号处理基本原理和技术的读者。这本书是基于Rutgers University的课程,并且曾由Pearson Education, Inc. 和 Prentice Hall, Inc. 出版。版权信息显示,未经作者Sophocles J. Orfanidis的书面许可,不得以任何形式复制、存储或传输本书的部分内容。 该书的第一章“采样与重建”是全书的起点,主要涵盖了以下几个关键知识点: 1. **章节介绍**:首先引导读者对信号处理领域进行概述,明确其在信息技术中的核心地位和应用范围。 2. **模拟信号回顾**:这部分简要回顾了模拟信号的基本概念,强调它们在现实世界中的物理表示形式,如连续时间和幅度特性。 3. **采样定理**:这是信号处理的基础,它阐述了如何将连续时间信号转换为离散时间信号。采样定理指出,为了不失真地恢复原始信号,必须确保采样频率至少是信号最高频率的两倍(即奈奎斯特频率)。 - **采样定理示例**:通过具体例子如正弦波的采样,解释了如果采样频率不足,可能导致信号失真(即混叠效应)。 4. **抗混叠滤波器**:针对采样过程中可能出现的混叠问题,介绍了抗混叠滤波器的作用,它们在实际系统中用于减少或消除混叠失真。 5. **硬件限制**:讨论了实际硬件在采样过程中的局限性,包括噪声、功耗和速度等因素,这些都是工程师在设计信号处理系统时需要考虑的因素。 6. **采样正弦波的细节**:深入探讨了如何采样正弦波,以及如何通过适当的滤波和数字信号处理技术来实现无失真重建。 7. **旋转运动中的信号处理**:展示了信号处理在工程中的实际应用,如机械系统中的角频率处理,以及如何将这些概念扩展到更复杂的动态场景。 8. **数字频率单位**:介绍了数字信号处理中的特定频率单位,例如离散频率(Hz),这对于理解和解析采样信号的频域特性至关重要。 《信号处理入门》以采样理论为核心,逐步介绍了信号从模拟到数字的转换过程,以及在实际应用中如何处理和分析这些数字化信号。通过阅读这本书,读者可以建立起坚实的信号处理基础,为后续的深入学习和实践打下坚实的基础。