本書系統(tǒng)地介紹了信號與系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法。全書共8章，內容包括：信號與系統(tǒng)的基本概念；連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析；連續(xù)時間信號的頻域分析；連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析；連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析；離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析；離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析；系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析等。本書采用數(shù)學概念與物理概念并重的處理方式，闡述了連續(xù)時間信號和離散時間信號通過線性時不變系統(tǒng)的時域分析與變換域分析，引入MATLAB軟件作為信號與系統(tǒng)分析的工具，來實現(xiàn)原理、方法與應用三方面的結合。
前言“信號與系統(tǒng)”課程是高等工科院校電子信息工程、通信工程、自動化、電子信息科學與技術、生物醫(yī)學工程、計算機科學與技術等專業(yè)的一門重要的技術基礎課程。該課程的應用領域非常廣泛，幾乎遍及電類及非電類的各個工程技術學科。隨著信息科學與技術的迅速發(fā)展，新的信號處理和分析技術不斷涌現(xiàn)。由于信號是信息的載體，系統(tǒng)是信息處理的手段，因此，作為研究信號與系統(tǒng)基本理論和方法的“信號與系統(tǒng)”課程，必須與信息科學技術的發(fā)展趨勢相一致。為此，編者在結合了多年的教學改革與實踐成果，并參閱國內外最新優(yōu)秀教材的基礎上，編寫了本書。
本書是根據(jù)高等工科院�！靶盘柵c系統(tǒng)課程教學基本要求”，并貫徹工科專業(yè)基礎課教材立足于“加強基礎，精選內容；結合實際，逐步更新；突出重點，利于教學”的指導思想而精心編排的。在內容結構上，采用先“信號分析”，后“系統(tǒng)分析”；先“連續(xù)信號與系統(tǒng)分析”，后“離散信號與系統(tǒng)分析”；先“時域分析”，后“變換域分析”。這樣的安排，既體現(xiàn)了兩者之間在理論分析上相對獨立、內容上相互并行的特點，又遵循了先易后難、循序漸進的教學原則。
本書主要討論確定性信號的特性和線性時不變系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法，建立信號分析與系統(tǒng)分析之間的邏輯關系，明確時域分析與變換域分析的相互關系和各自的適用范疇。在時域分析中，著重于基本信號的數(shù)學定義和性質、信號的變換與運算以及系統(tǒng)的描述與時域特性等的講述；在變換域分析中，突出了傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換的數(shù)學概念、基本性質和工程應用背景等，淡化了其數(shù)學運算和技巧以及建立信號頻譜與系統(tǒng)函數(shù)的概念。
出版說明
前言
第1章信號與系統(tǒng)的基本概念
1.1信號的描述與分類
1.1.1信號的描述
1.1.2信號的分類
1.2基本的連續(xù)時間信號
1.2.1正弦信號與指數(shù)信號
1.2.2抽樣信號
1.2.3階躍信號與沖激信號
1.3信號的運算與變換
1.3.1信號的基本運算
1.3.2自變量變換引起的信號變換
1.3.3信號的分解
1.4系統(tǒng)的描述與分類
1.4.1系統(tǒng)的數(shù)學模型
1.4.2系統(tǒng)的模擬
1.4.3系統(tǒng)的分類
1.5線性時不變系統(tǒng)的基本性質
1.5.1齊次性與疊加性
1.5.2時不變性
1.5.3微分與積分特性
1.5.4因果性
1.5.5穩(wěn)定性
1.5.6可逆性
1.5.7記憶性與無記憶性
1.6連續(xù)時不變系統(tǒng)分析方法
1.7信號運算與變換及系統(tǒng)判斷的MATLAB實現(xiàn)
習題1
習題1部分參考答案
第2章連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
2.1連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.2連續(xù)時間系統(tǒng)的響應
2.2.1微分方程的經典解
2.2.2零輸入響應與零狀態(tài)響應
2.3沖激響應與階躍響應
2.3.1沖激響應
2.3.2階躍響應
2.4卷積
2.4.1卷積的定義
2.4.2卷積的求解
2.5卷積的性質
2.5.1卷積的代數(shù)運算
2.5.2卷積的微分與積分
2.5.3與沖激函數(shù)的卷積
2.5.4卷積的時移性質
2.6連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題2
習題2部分參考答案
第3章連續(xù)時間信號的頻域分析
3.1信號的正交分解
3.1.1矢量的正交分解
3.1.2正交函數(shù)與正交函數(shù)集
3.1.3信號的正交分解方法
3.2周期信號的傅里葉級數(shù)分解
3.2.1三角形式的傅里葉級數(shù)
3.2.2指數(shù)形式的傅里葉級數(shù)
3.2.3函數(shù)的對稱性與傅里葉系數(shù)的關系
3.3周期信號的頻譜
3.3.1周期信號的頻譜定義
3.3.2周期矩形脈沖信號的頻譜
3.4非周期信號的頻譜
3.4.1傅里葉變換
3.4.2典型非周期信號的頻譜
3.5傅里葉變換的性質
3.5.1線性性質
3.5.2時移性質
3.5.3頻移性質
3.5.4尺度變換性質
3.5.5對稱性質
3.5.6奇偶虛實性質
3.5.7時域微分性質
3.5.8時域積分性質
3.5.9頻域微分性質
3.5.10頻域積分性質
3.5.11時域卷積定理
3.5.12頻域卷積定理
3.6周期信號的傅里葉變換
3.6.1正、余弦信號的傅里葉變換
3.6.2一般周期信號的傅里葉變換
3.7帕塞瓦爾定理與功率譜、能量譜
3.7.1帕塞瓦爾定理
3.7.2功率譜與能量譜
3.8連續(xù)時間信號頻域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題3
習題3部分參考答案
第4章連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析
4.1系統(tǒng)響應的頻域分析
4.1.1頻域系統(tǒng)函數(shù)
4.1.2周期信號激勵下系統(tǒng)響應的頻域分析
4.1.3非周期信號激勵下系統(tǒng)響應的頻域分析
4.2無失真?zhèn)鬏?br />
4.3理想低通濾波器與系統(tǒng)的物理可實現(xiàn)性
4.3.1理想低通濾波器及其沖激響應
4.3.2理想低通濾波器的階躍響應
---------- XT2.FBD4.3.3系統(tǒng)的物理可實現(xiàn)性
4.4希爾伯特變換
4.4.1系統(tǒng)函數(shù)的約束特性與希爾伯特變換
4.4.2希爾伯特濾波器
4.5調制與解調
4.5.1調制與解調的基本概念
4.5.2抑制載波的雙邊帶幅度調制與解調
4.5.3幅度調制與解調
4.5.4單邊帶調制與殘留邊帶調制
4.6抽樣定理
4.6.1信號的時域抽樣
4.6.2時域抽樣定理
4.6.3理想內插恢復
4.6.4實際內插恢復
4.6.5頻域抽樣定理
4.7頻分復用與時分復用
4.7.1頻分復用
4.7.2時分復用
4.8連續(xù)時間系統(tǒng)頻域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題4
習題4部分參考答案
第5章連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析
5.1拉普拉斯變換
5.1.1從傅里葉變換到拉普拉斯變換
5.1.2拉普拉斯變換的收斂域
5.1.3常見信號的拉普拉斯變換
5.2拉普拉斯變換的性質
5.2.1線性性質
5.2.2 時移性質
5.2.3復頻移性質
5.2.4尺度變換性質
5.2.5時域微分性質
5.2.6時域積分性質
5.2.7復頻域微分性質
5.2.8復頻域積分性質
5.2.9初值定理
5.2.10終值定理
5.2.11時域卷積定理
5.2.12復頻域卷積定理
5.3拉普拉斯反變換
5.4連續(xù)時間系統(tǒng)的復頻域分析
5.4.1微分方程的復頻域求解
5.4.2電路的復頻域模型與求解
5.5系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性
5.5.1系統(tǒng)函數(shù)
5.5.2系統(tǒng)函數(shù)的零點與極點
5.5.3系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布與時域響應特性的關系
5.5.4系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布與頻域響應特性的關系
5.5.5系統(tǒng)函數(shù)的極點分布與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系
5.6線性系統(tǒng)的模擬
5.6.1基本運算器
5.6.2系統(tǒng)模擬的直接形式
5.6.3系統(tǒng)模擬的組合形式
5.7連續(xù)時間信號與系統(tǒng)復頻域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題5
習題5部分參考答案
第6章離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析
6.1離散時間信號基礎
6.1.1離散時間信號的數(shù)學描述
6.1.2常見離散時間信號
6.1.3離散時間信號的基本運算
6.2離散時間系統(tǒng)
6.2.1線性時不變離散時間系統(tǒng)
6.2.2離散時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
6.2.3離散時間系統(tǒng)的時域模擬
6.3離散時間系統(tǒng)的時域響應
6.3.1迭代法求解差分方程
6.3.2經典法求解差分方程
6.3.3零輸入響應與零狀態(tài)響應
6.4單位序列響應與單位階躍響應
6.4.1單位序列響應
---------- XT3.FBD6.4.2單位階躍響應
6.5卷積和
6.5.1卷積和的定義
6.5.2卷積和的求解
6.5.3卷積和的性質
6.6離散時間信號與系統(tǒng)時域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題6
習題6部分參考答案
第7章離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析
7.1Z變換
7.1.1Z變換的定義
7.1.2Z變換的收斂域
7.1.3常見序列的Z變換
7.2Z變換的性質
7.2.1線性性質
7.2.2移位性質
7.2.3z域尺度變換性質
7.2.4z域微分性質
7.2.5z域積分性質
7.2.6時域折疊性質
7.2.7初值定理
7.2.8終值定理
7.2.9時域卷積定理
7.2.10z域卷積定理
7.3Z反變換
7.3.1冪級數(shù)展開法
7.3.2部分分式展開法
7.3.3圍線積分法
7.4Z變換與拉普拉斯變換的關系
7.5差分方程的Z變換求解
7.6系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性
7.6.1系統(tǒng)函數(shù)
7.6.2系統(tǒng)函數(shù)的零點與極點
7.6.3系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布與時域響應特性的關系
7.6.4系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的因果、穩(wěn)定性的關系
7.7離散時間系統(tǒng)的頻率響應
7.7.1頻率響應
7.7.2系統(tǒng)函數(shù)零、極點分布與頻率響應特性的關系
7.8離散時間系統(tǒng)的z域模擬
7.8.1基本運算器
7.8.2系統(tǒng)模擬的直接形式
7.8.3系統(tǒng)模擬的組合形式
7.9離散時間信號與系統(tǒng)z域分析的MATLAB實現(xiàn)
習題7
習題7部分參考答案
第8章系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
8.1狀態(tài)方程
8.1.1狀態(tài)變量和狀態(tài)方程
8.1.2狀態(tài)方程的一般形式
8.2狀態(tài)方程的建立
8.2.1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8.2.2離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8.3狀態(tài)方程的求解
8.3.1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
8.3.2離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
8.4系統(tǒng)的可控制性與可觀測性
8.4.1狀態(tài)矢量的線性變換
8.4.2系統(tǒng)的可控制性
8.4.3系統(tǒng)的可觀測性
8.4.4系統(tǒng)的可控性和可觀性與系統(tǒng)函數(shù)的關系
8.5系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析的MATLAB實現(xiàn)
習題8
習題8部分參考答案
參考文獻
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