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出版者:Wiley

作者:Christopher E. Reid

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:1991-11-22

价格:USD 95.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780471527138

丛书系列:

图书标签:

• 信号处理
• C语言
• 数字信号处理
• 算法
• 工程
• 通信
• 嵌入式系统
• 音频处理
• 图像处理
• 滤波

《信号处理基础原理与实践》 内容简介 本书是一本深入浅出的信号处理入门教程，旨在为读者构建坚实的理论基础，并掌握实际应用中的关键技术。我们将从信号的基本概念入手，逐步深入到各种信号的表示、分析与变换方法，最终涵盖现代信号处理领域的重要主题。 第一部分：信号的基石 第一章：信号的定义与分类 我们将首先探讨信号的本质，理解信号是如何描述物理世界、系统状态或信息的载体的。 深入了解信号的各种分类方式，包括连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，奇函数与偶函数信号，能量信号与功率信号等。每种分类的定义、判别方法及其在信号分析中的意义都将得到清晰阐述。 通过丰富的实例，帮助读者直观理解不同类型信号的特性。 第二章：基本信号单元 本章将介绍几种在信号处理中扮演核心角色的基本信号，包括单位冲激信号（Dirac Delta function）和单位阶跃信号（Heaviside step function）。 我们将详细讲解它们的数学定义、性质以及在系统响应分析中的重要作用。 此外，我们还将探讨指数信号、正弦信号等，理解它们的数学模型及其在描述振荡和周期性现象中的普遍性。 第三章：信号运算与变换 理解信号在时间和幅度上的基本运算，如移位、翻转、尺度变换等，这些是后续分析的基础。 重点介绍信号的卷积运算，这是线性时不变（LTI）系统分析的核心，我们将深入理解卷积的定义、计算方法以及其在系统响应求解中的地位。 介绍信号的其他重要变换，如傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换，初步认识它们如何将信号从时域转换到频域或其他域，以揭示信号的内在特性。 第二部分：系统分析的脉络 第四章：系统的定义与分类 我们将对“系统”这一概念进行严格定义，理解系统是如何将输入信号转换为输出信号的。 详细区分线性系统与非线性系统，时不变系统与时变系统，因果系统与非因果系统，稳定系统与不稳定系统。 强调线性时不变（LTI）系统在信号处理中的特殊地位及其重要性。 第五章：LTI 系统的特性与分析 深入研究 LTI 系统的核心特性，包括叠加性和时不变性。 系统函数（传递函数）的概念将得到详尽介绍，理解它如何表征 LTI 系统的频率响应特性。 学习如何利用系统函数分析 LTI 系统的输入输出关系，包括零极点分析在系统稳定性与频率响应中的作用。 第六章：连续时间 LTI 系统的时域分析 在本章中，我们将专注于连续时间 LTI 系统的时域分析。 利用卷积积分，学习如何计算任意输入信号作用下 LTI 系统的零状态响应。 介绍初始状态对系统响应的影响，理解零输入响应的概念。 通过具体的系统模型（如一阶和二阶微分方程描述的系统），演示如何求解系统的瞬态响应和稳态响应。 第七章：离散时间 LTI 系统的时域分析 本章将平行于上一章，侧重于离散时间 LTI 系统的分析。 介绍卷积和（convolution sum）作为离散时间 LTI 系统分析的核心工具。 学习如何计算任意离散输入信号作用下系统的响应。 理解差分方程在描述离散时间 LTI 系统中的应用，以及如何求解其零状态响应和零输入响应。 第三部分：频域的洞察 第八章：傅里叶级数与傅里叶变换 我们将从傅里叶级数开始，理解如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦分量的叠加。 随后，深入探讨傅里叶变换，学习如何将非周期信号表示为其频谱，揭示信号在不同频率上的能量分布。 详细介绍傅里叶变换的性质，如线性性、时移性、频移性、卷积性质等，及其在信号分析和系统分析中的应用。 我们将区分连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT），理解它们各自的应用场景。 第九章：傅里叶变换的应用 本章将聚焦傅里叶变换在实际问题中的应用。 理解频率响应的概念，以及如何通过傅里叶变换分析 LTI 系统的频率特性，如低通、高通、带通滤波器等。 学习如何利用傅里叶变换分析信号的频谱特性，识别信号中的主要频率成分。 介绍傅里叶变换在信号去噪、调制解调等领域的应用实例。 第十章：拉普拉斯变换与 Z 变换 拉普拉斯变换作为傅里叶变换的推广，将允许我们分析更广泛的信号和系统，特别是包含指数增长或衰减成分的信号。 我们将详细讲解拉普拉斯变换的定义、收敛域（ROC）以及其重要性质。 理解拉普拉斯变换如何在 LTI 系统的分析中简化微分方程的求解。 Z 变换是离散时间信号和系统的频率域分析工具，我们将深入学习其定义、收敛域和性质。 理解 Z 变换在离散时间 LTI 系统分析中的作用，以及它与傅里叶变换的关系。 第四部分：采样与重构的桥梁 第十一章：采样定理 本章将探讨如何将连续时间信号转换为离散时间信号，这是数字信号处理的基础。 详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，理解采样频率与信号最高频率之间的关系，以及如何避免混叠（aliasing）。 介绍理想采样、自然采样和脉冲采样等不同采样方式。 第十二章：信号的重构 学习如何从离散的采样点中恢复原始连续时间信号。 介绍插值（interpolation）的概念，以及不同的插值方法，如零阶保持、一阶保持和 sinc 插值。 理解如何通过采样和插值过程实现连续信号与离散信号之间的无损转换。 第五部分：现代信号处理的视角 第十三章：数字滤波器设计入门 介绍数字滤波器的基本概念，以及它在信号处理中的重要作用，如去噪、信号分离等。 区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并介绍它们各自的优缺点。 初步了解滤波器设计的基本流程和常用设计方法。 第十四章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 介绍离散傅里叶变换（DFT），理解它是对离散时间信号进行频谱分析的有效工具。 深入讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，认识到它如何极大地提高 DFT 的计算效率。 探讨 FFT 在实际应用中的重要性，如谱分析、相关性计算等。 本书内容丰富，结构清晰，理论讲解深入浅出，配合大量算例和图示，旨在帮助读者建立扎实的信号处理知识体系，为进一步学习更高级的信号处理技术打下坚实的基础。无论您是通信、电子、控制、计算机还是其他相关领域的学生或工程师，本书都将是您学习信号处理不可多得的指南。

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