信號與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本教材主要闡述確定性信號的時域分析和變換域分析，線性非時變系統(tǒng)的描述與特性以及信號通過線性非時變系統(tǒng)的時域分析與變換域分析；并簡要介紹信號與系統(tǒng)的基本理論在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)中的應(yīng)用?！　”緯捎眠B續(xù)和離散并行、先時域后變換域的結(jié)構(gòu)體系，突出以信號分析為基礎(chǔ)的理念，從信號表示的角度引入信號的頻譜。強(qiáng)調(diào)基本理論、基本概念和基本方法，淡化計(jì)算技巧，引入MATLAB作為信號與系統(tǒng)分析的工具。同時，本書還配有大量例題和習(xí)題，注重難點(diǎn)和重點(diǎn)的解釋與分析?！　”窘滩挠?006年被列入“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材” 。本教材可作為電子信息工程、通信工程、信息工程、自動化、生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的本科生教材，也可供有關(guān)科技工作者自學(xué)參考使用。

作者簡介

陳后金教授，博士生導(dǎo)師，高等學(xué)校教學(xué)名師獎獲得者，北京交通大學(xué)國家電工電子教學(xué)基地主任，國家電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任，教育部電子電氣基礎(chǔ)課程教指委委員，全國電路、信號與系統(tǒng)、電磁場教學(xué)與教材研究會常務(wù)理事。 主要研究方向?yàn)閿?shù)字信號與圖像處理等，在美國RlCE大學(xué)和TEXAS大學(xué)研修信號處理多年。長期主講本科生“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”等主干課程，以及研究生“高等數(shù)字信號處理”和“數(shù)字圖像處理”等學(xué)位課程。主編出版了7本信號處理系列教材，主持建設(shè)的“信號與系統(tǒng)”課程被列入首批國家精品課程和國家雙語教學(xué)示范課程。被評為北京市教育創(chuàng)新標(biāo)兵、鐵道部青年科技拔尖人才、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才、全國優(yōu)秀教師。

書籍目錄

第1章 信號與系統(tǒng)分析導(dǎo)論　1.1 信號的描述及分類　　1.1.1 信號的定義與描述　　1.1.2 信號的分類和特性　1.2 系統(tǒng)的描述及分類　　1.2.1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　　1.2.2 系統(tǒng)的分類　　1.2.3 系統(tǒng)連接　1.3 信號與系統(tǒng)分析概述　　1.3.1 信號與系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容與方法　　1.3.2 信號與系統(tǒng)理論的應(yīng)用　　習(xí)題第2章 信號的時域分析　2.1 連續(xù)時間信號的時域描述　　2.1.1 典型普通信號　　2.1.2 奇異信號　2.2 連續(xù)信號的基本運(yùn)算　　2.2.1 信號的尺度交換、翻轉(zhuǎn)與時移　　2.2.2 信號的相加、相乘、微分與積分　2.3 離散時間信號時域描述　　2.3.1 離散時間信號的表示　　2.3.2 基本離散序列　2.4 離散時間信號的基本運(yùn)算　　2.4.1 序列的翻轉(zhuǎn)、位移與尺度變換　　2.4.2 序列的相加、相乘、差分與求和　2.5 確定信號的時域分解　　2.5.1 信號分解為直流分量與交流分量　　2.5.2 信號分解為奇分量與偶分量之和　　2.5.3 信號分解為實(shí)部分量與虛部分量　　2.5.4 連續(xù)信號分解為沖激信號的線性組合　　2.5.5 離散序列分解為單位脈沖序列的線性組合　　2.5.6 信號分解為正交信號集　2.6 信號的MATLAB表示　　2.6.1 連續(xù)信號的MATLAB表示　　2.6.2 離散信號的MATLAB表示　　2.6.3 信號基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn) 　　習(xí)題　　MATLAB習(xí)題第3章 系統(tǒng)的時域分析　3.1 線性非時變系統(tǒng)的描述及特點(diǎn)　　3.1.1 連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述　　3.1.2 離散時間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述　　3.1.3 線性非時變系統(tǒng)　3.2 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的響應(yīng)　　3.2.1 連續(xù)時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 　　3.2.2 連續(xù)時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 　　3.2.3 沖激響應(yīng)　　3.2.4 卷積積分　3.3 離散時間LTI系統(tǒng)的響應(yīng)　　3.3.1 離散時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 　　3.3.2 離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)　　3.3.3 單位脈沖響應(yīng)　　3.3.4 序列卷積和　3.4 沖激響應(yīng)表示的系統(tǒng)特性　　3.4.1 級聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)(脈沖響應(yīng))　　3.4.2 并聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)(脈沖響應(yīng))　　3.4.3 因果系統(tǒng)　　3.4.4 穩(wěn)定系統(tǒng)　3.5 利用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)的時域分析　習(xí)題　MATLAB習(xí)題第4章 信號的頻域分析　4.1 連續(xù)時間周期信號的頻域分析　　4.1.1 周期信號Fourier級數(shù)表示　　4.1.2 周期信號的頻譜　　4.1.3 連續(xù)Fourier級數(shù)的基本性質(zhì)　　4.1.4 連續(xù)周期信號的功率譜　4.2 連續(xù)時間非周期信號的頻域分析　　4.2.1 連續(xù)時間信號的Fourier變換及其頻譜　　4.2.2 常見連續(xù)時間信號的頻譜　　4.2.3 連續(xù)時間Fourier變換的性質(zhì)　4.3 離散周期信號的頻域分析　　4.3.1 離散周期信號的離散Fourier級數(shù)及其頻譜　　4.3.2 離散Fourier級數(shù)的基本性質(zhì)　4.4 離散非周期信號的頻域分析　　4.4.1 離散信號的離散時間Fourier變換及其頻譜　　4.4.2 離散時間Fourier變換的基本性質(zhì)　4.5 信號的時域抽樣和頻域抽樣　　4.5.1 信號的時域抽樣　　4.5.2 信號的頻域抽樣　4.6 利用MATLAB分析信號頻譜　習(xí)題　MATLAB習(xí)題第5章 系統(tǒng)的頻域分析　5.1 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻域分析　　5.1.1 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)　　5.1.2 連續(xù)非周期信號通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析　　5.1.3 連續(xù)周期信號通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析　　5.1.4 無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng) 　　5.1.5 理想模擬濾波器　5.2 離散時間LTI系統(tǒng)的頻域分析　　5.2.1 離散時間LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)　　5.2.2 離散非周期序列通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析　　5.2.3 離散周期序列通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析　　5.2.4 線性相位的離散時間LTI系統(tǒng)　　5.2.5 離散數(shù)字濾波器　5.3 信號的幅度調(diào)制與解調(diào)　　5.3.1 連續(xù)信號幅度調(diào)制 　　5.3.2 同步解調(diào)　　5.3.3 單邊帶幅度調(diào)制 　　5.3.4 頻分復(fù)用　　5.3.5 離散信號幅度調(diào)制 　5.4 利用MATLAB分析系統(tǒng)的頻率特性　習(xí)題　MATLAB習(xí)題第6章 連續(xù)信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　6.1 連續(xù)時間信號的復(fù)頻域分析　　6.1.1 從Fourier變換到Laplace變換　　6.1.2 單邊Laplace變換的收斂域 　　6.1.3 常用信號的Laplace變換　　6.1.4 單邊Laplace變換的性質(zhì)　　6.1.5 Laplace反變換　6.2 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　　6.2.1 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)　　6.2.2 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域分析　6.3 連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性　　6.3.1 系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布　　6.3.2 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的時域特性　　6.3.3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的穩(wěn)定性　　6.3.4.系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)與系統(tǒng)頻率響應(yīng)　6.4 連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬　　6.4.1 連續(xù)系統(tǒng)的連接　　6.4.2 連續(xù)系統(tǒng)的模擬　6.5 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)復(fù)頻域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)　　6.5.1 部分分式展開的MATLAB實(shí)現(xiàn)　　6.5.2 H(s)的零極點(diǎn)與系統(tǒng)特性的MATLAB計(jì)算 　習(xí)題　MATLAB習(xí)題第7章 離散信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　7.1 離散時間信號的復(fù)頻域分析　　7.1.1 單邊z變換的定義及收斂域　　7.1.2 常用序列的z變換　　7.1.3 單邊z變換的主要性質(zhì)　　7.1.4 單邊z反變換　7.2 離散時間LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　　7.2.1 離散時間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)　　7.2.2 離散時間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域分析　7.3 系統(tǒng)函數(shù)H(z)與系統(tǒng)特性　　7.3.1 系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布　　7.3.2 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)時域特性　　7.3.3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)穩(wěn)定性　　7.3.4 系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)頻率響應(yīng)　7.4 離散時間系統(tǒng)的模擬　　7.4.1 離散系統(tǒng)的連接　　7.4.2 離散系統(tǒng)的模擬　7.5 利用MATIAB進(jìn)行離散系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　　7.5.1 部分分式展開的MATLAB實(shí)現(xiàn)　　7.5.2 H(z)的零極點(diǎn)與系統(tǒng)特性的MATLAB計(jì)算 　習(xí)題　MATLAB習(xí)題第8章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析　8.1 引言　8.2 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立　　8.2.1 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的普遍形式 　　8.2.2 由電路圖建立狀態(tài)方程　　8.2.3 由微分方程建立狀態(tài)方程　　8.2.4 由系統(tǒng)模擬框圖建立狀態(tài)方程　8.3 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解　　8.3.1 連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程的時域求解　　8.3.2 狀態(tài)方程的s域求解　8.4 離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)方程　　8.4.1 離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式 　　8.4.2 由差分方程建立狀態(tài)方程　　8.4.3 由系統(tǒng)模擬框圖或系統(tǒng)函數(shù)建立狀態(tài)方程　8.5 離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的解　　8.5.1 離散狀態(tài)方程的時域求解　　8.5.2 離散狀態(tài)方程的z域求解　8.6 MATLAB在系統(tǒng)狀態(tài)變量分析中的應(yīng)用　　8.6.1 微分方程到狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)換　　8.6.2 狀態(tài)方程系統(tǒng)函數(shù)矩陣H(s)的計(jì)算　　8.6.3 利用MATLAB求解連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)方程　　8.6.4 利用MATLAB求解離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程　習(xí)題第9章 信號處理在生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用　9.1 神經(jīng)元的生理結(jié)構(gòu)和生化組成　9.2 靜息狀態(tài)下的神經(jīng)元等效電路　9.3 激勵狀態(tài)下的神經(jīng)元等效電路　9.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元等效電路　9.5 Hodgkin和Huxley神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型　9.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型　　9.6.1 離子電流　　9.6.2 化學(xué)突觸電流　　9.6.3 電突觸電流　9.7 數(shù)值計(jì)算方法　　9.7.1 等間隔步長數(shù)值計(jì)算方法　　9.7.2 自適應(yīng)步長數(shù)值計(jì)算方法　9.7.3 混合數(shù)值計(jì)算方法 　習(xí)題部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

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