Przetwarzanie sygnałów. Wybrane zagadnienia

Książka „Przetwarzanie sygnałów. Wybrane zagadnienia” zawiera omówienie wybranych zagadnień należących do obszernej dziedziny wiedzy określanej terminem: analiza i przetwarzanie sygnałów.

Zakres pracy obejmuje:
• opis i charakterystyki sygnałów zdeterminowanych i losowych,
• analogowo-cyfrowe przetwarzanie sygnałów,
• dwie procedury cyfrowego przetwarzania sygnałów: DFT/FFT oraz koherentne uśrednianie sygnałów,
• przegląd korelacyjnych metod pomiarowych,
• architektury oraz specyficzne cechy stosowanych w radioastronomii korelatorów.

Podczas pisania książki świadomie rezygnowano ze ścisłego opisu matematycznego na korzyść praktycznego ujęcia przedstawionych zagadnień i pokazania ich przykładowych zastosowań. W odróżnieniu od innych pozycji z zakresu przetwarzania sygnałów, sporo miejsca poświęcono korelacyjnym metodom pomiarowym, które wchodzą w obszar naukowych zainteresowań autorki. Ostatni rozdział pracy zawiera unikatową wiedzę na temat specyfiki przetwarzania sygnałów w radioastronomii.

Zaletą opracowania jest prezentacja omawianych zagadnień z użyciem symulacji komputerowych. Pozwala to na lepszą interpretację omawianych zagadnień i pokazuje różnorodność praktycznych zastosowań analizy sygnałów.

Atutem pracy są również zestawy pytań oraz zadań rachunkowych i/lub wyników symulacji komputerowych do samodzielnego rozwiązania lub zinterpretowania umieszczone na końcu każdego rozdziału. Wiele z nich ma zachęcić Czytelnika do poszukiwania wiedzy w literaturze lub Internecie.
Książka może stanowić literaturę obowiązkową lub uzupełniającą do wykładów na kierunkach technicznych, np. informatyce stosowanej, elektronice, elektrotechnice, automatyce i robotyce, fizyce technicznej, astronomii lub inżynierii biomedycznej.

Wstęp / 9

Rozdział 1. Sygnały deterministyczne i losowe. Podstawowe parametry sygnału / 11
1.1. Klasyfikacja sygnałów deterministycznych / 11
1.2. Klasyfikacja sygnałów losowych / 17
1.3. Klasyfikacja sygnałów ze względu na ich strukturę w dziedzinie czasu  i wartości / 20
1.4. Podstawowe parametry sygnałów / 22
Literatura / 27
Zadania / 27

Rozdział 2. Podstawowe charakterystyki sygnałów stacjonarnych / 31
2.1. Gęstość prawdopodobieństwa / 31
2.2. Funkcja autokorelacji / 34
2.3. Widmo sygnału / funkcja gęstości widmowej mocy / 36
Literatura / 41
Zadania / 42

Rozdział 3. Podstawowe łączne charakterystyki dwóch sygnałów / 47
3.1. Łączna gęstość prawdopodobieństwa / 47
3.2. Funkcja korelacji wzajemnej / 51
3.3. Wzajemna gęstość widmowa mocy / 53
3.4. Funkcja korelacji wzajemnej i funkcja wzajemnej gęstości widmowej dla opóźnienia czasowego / 54
Literatura / 55
Zadania / 55

Rozdział 4. Teoria próbkowania. Dyskretne przekształcenie Fouriera / 59
4.1. Twierdzenia o próbkowaniu / 60
4.2. Próbkowanie sygnałów dolnopasmowych o widmie ciągłym / 61
4.3. Próbkowanie sygnałów o widmie prążkowym / 63
4.4. Próbkowanie sygnałów pasmowych / 64
4.5. Dyskretne przekształcenie Fouriera – podstawowe informacje / 66
Literatura / 68
Zadania / 69

Rozdział 5. Teoria kwantowania. Deterministyczne i randomizowane kwantowanie sygnałów / 75
5.1. Kwantowanie deterministyczne. Twierdzenia Widrowa / 76
5.2. Kwantowanie randomizowane / 83
Literatura / 86
Zadania / 87

Rozdział 6. Koherentne uśrednianie sygnałów / 91
6.1. Zasada uśredniania koherentnego / 91
6.2. Poprawa stosunku sygnału do szumu / 92
Literatura / 96
Zadania / 96

Rozdział 7. Korelacyjne metody pomiaru parametrów sygnałów przy występowaniu szumów / 101
7.1. Zastosowanie funkcji autokorelacji do pomiaru sygnału okresowego ukrytego w szumie / 101
7.2. Zastosowanie funkcji korelacji wzajemnej do odzyskiwania z szumu sygnałów okresowych i nieokresowych / 103
7.3. Funkcja korelacji wzajemnej dwóch wersji zakłóconego sygnału losowego / 106
7.4. Funkcja korelacji wzajemnej sygnałów ukrytych w szumie i opóźnionych względem siebie / 109
Literatura / 111
Zadania / 111

Rozdział 8. Korelatory w zastosowaniach radioastronomicznych / 119
8.1. Dwie podstawowe architektury korelatorów / 120
8.2. Kwantowanie sygnałów w radioastronomii / 121
8.3. Wymagania stawiane korelatorom w radioastronomii / 124
8.4. Podsumowanie / 125
Literatura / 126
Zadania / 127

Jadwiga Lal-Jadziak