信號(hào)與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

　　《信號(hào)與系統(tǒng)》討論確定性信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本原理和方法?；谙到y(tǒng)的線性時(shí)不變性，從函數(shù)正交分解的角度討論信號(hào)與系統(tǒng)的特性，以及求解系統(tǒng)響應(yīng)的問(wèn)題?！缎盘?hào)與系統(tǒng)》分別討論信號(hào)基于時(shí)間及幅度兩個(gè)變量的正交分解而引出的信號(hào)與系統(tǒng)的分析問(wèn)題，包括連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域分析、連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)頻域分析、連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)頻域分析、離散時(shí)間序列與系統(tǒng)時(shí)域分析以及離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)變換域分析?！　　缎盘?hào)與系統(tǒng)》力圖從學(xué)習(xí)者的角度出發(fā)，采用符合正常思維邏輯和規(guī)律的思路選材和行文。突出知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)關(guān)系的分析，加強(qiáng)在研究方法及思維規(guī)律方面的分析和闡述?！缎盘?hào)與系統(tǒng)》適用于通信、電子、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制等專業(yè)的本科生，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生及科技人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　熊慶旭，男，北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。1994年在北京大學(xué)電子學(xué)系獲理學(xué)博士學(xué)位。1997年從北京郵電大學(xué)信息工程學(xué)院博士后出站，任教于北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院至今?！　≡鴱氖翲DTV、網(wǎng)絡(luò)可靠性、ATM網(wǎng)絡(luò)、分組交換機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的研究工作。主持參加國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家攻關(guān)、博士后基金以及國(guó)際合作項(xiàng)目等20多項(xiàng)。發(fā)表50多篇學(xué)術(shù)論文，分別被SCI、El、ISTP等收錄。曾獲中國(guó)電子學(xué)會(huì)年度優(yōu)秀論文第一名。申請(qǐng)發(fā)明專利兩項(xiàng)?！　∽?997年起主講“信號(hào)與系統(tǒng)”、“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”、“矩陣?yán)碚?rdquo;課程。北京市精品課程“信號(hào)與系統(tǒng)”負(fù)責(zé)人，國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)核心成員。獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎(jiǎng)、北京市優(yōu)秀教師、北京航空航天大學(xué)優(yōu)秀主講教師以及北京市優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。主持參與教育部、北京市重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)以及北京市高等教育研究會(huì)重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目等1O項(xiàng)教學(xué)研究及改革項(xiàng)目，研究提出了國(guó)內(nèi)首個(gè)立體化教學(xué)軟件包建設(shè)模式、評(píng)估體系及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，獲高等教育出版社優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。擔(dān)任全國(guó)普通高校本科教學(xué)工作水平評(píng)估第一批專家組成員，北京市第五、六屆青年教師教學(xué)基本功競(jìng)賽評(píng)委。

書(shū)籍目錄

第一章 信號(hào)與系統(tǒng)概論1.1 引言1.2 信號(hào)的描述與分類1.2.1 信號(hào)的描述1.2.2 信號(hào)的分類1.3 信號(hào)的運(yùn)算1.3.1 信號(hào)的幅度運(yùn)算1.3.2 信號(hào)的時(shí)間運(yùn)算1.4 基本信號(hào)1.4.1 指數(shù)類信號(hào)1.4.2 奇異信號(hào)1.5 系統(tǒng)的描述1.6 系統(tǒng)的特性與分類1.7 本章小結(jié)習(xí)題第二章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)時(shí)域分析2.1 引言2.2 常系數(shù)線性微分方程2.2.1 常系數(shù)線性微分方程的求解2.2.2 起始狀態(tài)的跳變2.3 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)2.4 單位沖激響應(yīng)2.5 信號(hào)的時(shí)間軸分解2.6 卷積及其性質(zhì)和計(jì)算2.6.1 卷積的定義2.6.2 卷積的性質(zhì)2.6.3 卷積的計(jì)算2.7 基于單位沖激響應(yīng)的系統(tǒng)特性分析2.7.1 LTI系統(tǒng)的因果性2.7.2 LTI系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.8 本章小結(jié)習(xí)題第三章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)實(shí)頻域分析3.1 引言3.2 信號(hào)的正交分解——變換3.2.1 相關(guān)系數(shù)及正交函數(shù)3.2.2 信號(hào)的正交分解3.2.3 完備正交函數(shù)集3.2.4 帕塞瓦爾定理3.2.5 基于信號(hào)自身的正交分解3.3 周期信號(hào)基于ejwt函數(shù)的正交分解——傅里葉級(jí)數(shù)3.3.1 三角函數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)3.3.2 指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)3.3.3 指數(shù)函數(shù)形式與三角函數(shù)形式傅里葉級(jí)數(shù)的關(guān)系3.4 函數(shù)的對(duì)稱性與傅里葉級(jí)數(shù)3.5 非周期信號(hào)基于ejwt函數(shù)的正交分解——傅里葉變換3.5.1 指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉變換3.5.2 三角函數(shù)形式的傅里葉變換3.5.3 傅里葉變換存在的條件3.5.4 基本信號(hào)的傅里葉變換3.5.5 討論3.6 傅里葉變換的性質(zhì)3.6.1 基于傅里葉變換定義的性質(zhì)3.6.2 基于信號(hào)時(shí)間變量運(yùn)算的性質(zhì)3.6.3 基于信號(hào)幅度變量運(yùn)算的性質(zhì)3.6.4 基于信號(hào)頻域運(yùn)算的性質(zhì)3.6.5 基于卷積運(yùn)算的性質(zhì)3.6.6 傅里葉變換性質(zhì)的應(yīng)用3.7 周期信號(hào)的傅里葉變換3.7.1 傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換的一般性關(guān)系3.7.2 典型周期信號(hào)的傅里葉變換3.7.3 基于卷積關(guān)系的周期信號(hào)傅里葉變換3.8 時(shí)域抽樣定理3.8.1 抽樣信號(hào)及其頻譜3.8.2 矩形脈沖抽樣3.8.3 理想沖激抽樣3.8.4 信號(hào)帶寬3.8.5 抽樣定理3.8.6 抽樣信號(hào)的恢復(fù)3.9 本章小結(jié)習(xí)題第四章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)實(shí)頻域分析4.1 引言4.2 系統(tǒng)頻率響應(yīng)4.2.1 系統(tǒng)頻率響應(yīng)的定義4.2.2 利用頻率響應(yīng)計(jì)算系統(tǒng)響應(yīng)4.3 無(wú)失真系統(tǒng)4.4 理想低通濾波器4.4.1 濾波器及其分類4.4.2 理想低通濾波器的頻率響應(yīng)4.4.3 理想低通濾波器的單位沖激響應(yīng)4.4.4 理想低通濾波器的單位階躍響應(yīng)4.4.5 理想低通濾波器對(duì)矩形脈沖的響應(yīng)4.4.6 其他理想濾波器4.5 系統(tǒng)的因果性4.5.1 佩利-維納準(zhǔn)則4.5.2 希爾伯特變換4.6 相關(guān)函數(shù)4.6.1 相關(guān)函數(shù)4.6.2 相關(guān)和卷積的關(guān)系4.6.3 相關(guān)定理4.7 激勵(lì)與響應(yīng)的譜關(guān)系4.7.1 能量譜與功率譜4.7.2 LTI系統(tǒng)激勵(lì)與響應(yīng)的譜關(guān)系4.8 實(shí)用性抽樣系統(tǒng)分析模型4.8.1 抽樣系統(tǒng)分析模型4.8.2 零階抽樣保持4.8.3 一階保持抽樣4.9 幅度調(diào)制與解調(diào)4.9.1 幅度調(diào)制4.9.2 調(diào)幅解調(diào)4.9.3 頻分復(fù)用4.10本章小結(jié)習(xí)題第五章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)頻域分析5.1 引言5.2 信號(hào)的復(fù)指數(shù)函數(shù)正交分解——拉普拉斯變換5.2.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換5.2.2 拉普拉斯變換的收斂域5.2.3 拉普拉斯變換的物理意義5.2.4 基本信號(hào)的拉普拉斯變換5.3 拉普拉斯變換的性質(zhì)5.3.1 基于信號(hào)時(shí)間運(yùn)算的性質(zhì)5.3.2 基于信號(hào)幅度運(yùn)算的性質(zhì)5.3.3 基于信號(hào)s域運(yùn)算的性質(zhì)5.3.4 基于信號(hào)卷積運(yùn)算的性質(zhì)5.3.5 基于拉普拉斯變換定義的性質(zhì)5.3.6 拉普拉斯變換性質(zhì)的應(yīng)用5.4 拉普拉斯逆變換5.4.1 部分分式分解法5.4.2 F（s）的兩種特殊情況5.4.3 留數(shù)法（圍線積分法）5.4.4 雙邊拉普拉斯變換及其逆變換5.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系5.6 利用拉普拉斯變換求解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)5.6.1 利用拉普拉斯變換求解常系數(shù)線性微分方程5.6.2 電路元件的s域模型5.6.3 利用電路元件的s域模型求解系統(tǒng)響應(yīng)5.7 系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的拉普拉斯變換——系統(tǒng)函數(shù)5.7.1 系統(tǒng)函數(shù)5.7.2 基于H（s）的系統(tǒng)響應(yīng)分析5.8 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖5.8.1 基本系統(tǒng)關(guān)系框圖5.8.2 最簡(jiǎn)系統(tǒng)框圖5.9 s域零極點(diǎn)分布與時(shí)域特性的關(guān)系5.10 s域系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷5.10.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性與零、極點(diǎn)階數(shù)的關(guān)系5.10.2 由H（s）分母多項(xiàng)式的系數(shù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.10.3 勞斯準(zhǔn)則5.11 復(fù)頻域與頻域相結(jié)合的系統(tǒng)特性分析5.11.1 利用H（s）零極點(diǎn)分布幾何法確定H（w）特性5.11.2 全通系統(tǒng)5.11.3 最小相移系統(tǒng)5.11.4 一般系統(tǒng)基于全通系統(tǒng)及最小相移系統(tǒng)的分解5.12 本章小結(jié)習(xí)題第六章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域分析6.1 引言6.2 離散時(shí)間序列6.2.1 離散序列的描述6.2.2 常用的基本序列6.2.3 離散信號(hào)的基本運(yùn)算6.3 離散時(shí)間系統(tǒng)6.3.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的描述方式6.3.2 一般差分方程6.3.3 離散時(shí)間系統(tǒng)的分類6.4 常系數(shù)線性差分方程的求解6.5 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)6.5.1 零輸入響應(yīng)6.5.2 零狀態(tài)響應(yīng)6.6 系統(tǒng)單位樣值響應(yīng)6.6.1 單位樣值響應(yīng)6.6.2 單位樣值響應(yīng)的求解6.7 卷積和6.7.1 卷積和的定義6.7.2 卷積和的計(jì)算6.7.3 卷積和的性質(zhì)6.8 本章小結(jié)習(xí)題第七章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)變換域分析7.1 引言7.2 z變換7.2.1 z變換的定義7.2.2 z變換的收斂域7.2.3 z平面與s平面的關(guān)系7.2.4 典型序列的z變換7.3 z變換的性質(zhì)7.3.1 基于序列時(shí)間運(yùn)算的性質(zhì)7.3.2 基于序列幅度運(yùn)算的性質(zhì)7.3.3 基于z域運(yùn)算的性質(zhì)7.3.4 基于卷積運(yùn)算的性質(zhì)7.3.5 基于z變換定義的性質(zhì)7.3.6 z變換性質(zhì)的應(yīng)用7.4 逆z變換7.4.1 冪級(jí)數(shù)系數(shù)7.4.2 部分分式分解法7.4.3 圍線積分法7.5 利用z變換求解離散系統(tǒng)響應(yīng)7.6 單位樣值響應(yīng)的z變換——離散系統(tǒng)函數(shù)7.6.1 離散時(shí)間系統(tǒng)函數(shù)7.6.2 通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)分布確定單位樣值響應(yīng)7.6.3 最筒離散系統(tǒng)框圖7.7 離散系統(tǒng)的因果性及穩(wěn)定性7.7.1 離散系統(tǒng)因果性的z域體現(xiàn)7.7.2 離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的z域體現(xiàn)7.8 序列的傅里葉變換7.8.1 序列傅里葉變換的定義7.8.2 序列傅里葉變換的性質(zhì)7.9 離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)7.9.1 離散時(shí)間系統(tǒng)頻率響應(yīng)7.9.2 頻率響應(yīng)的幾何作圖法7.10 利用離散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的濾波7.11 本章小結(jié)習(xí)題附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　就認(rèn)識(shí)的一般規(guī)律而言，人們總是首先感受到某種現(xiàn)象的存在，然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)致地觀察。通過(guò)對(duì)觀察結(jié)果的不斷總結(jié)提煉，得到一系列的規(guī)律，最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步凝練出具有相對(duì)獨(dú)立性的基本概念。所謂相對(duì)獨(dú)立性就是一個(gè)基本概念不能被其他基本概念或基本概念的組合所替代，最典型的例子就是物理學(xué)中的量綱。“米”是不能被“秒”所替代的，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)的概念分別是距離和時(shí)間?？梢哉f(shuō)，基本概念是科學(xué)研究最高水平的結(jié)晶，是建立一門學(xué)科的基礎(chǔ)，但通常也是最抽象、最難以理解和掌握的。　　要在較短的時(shí)間里學(xué)習(xí)和掌握一門學(xué)科的知識(shí)和規(guī)律，并能夠加以初步應(yīng)用，不可能完全按照一般的認(rèn)識(shí)過(guò)程來(lái)重復(fù)，而往往是從基本概念開(kāi)始，從該學(xué)科觀察和處理的基本對(duì)象的描述開(kāi)始，因此我們首先討論信號(hào)的定義及其描述方式?！　∷^信號(hào)就是信息的載體。信號(hào)通常表現(xiàn)為某種物理量的變化，例如常見(jiàn)的電壓、電流、電荷量以及磁通量等。人們最早對(duì)客觀現(xiàn)象的描述方式是圖形，其后才出現(xiàn)了文字，例如我國(guó)的《九章算術(shù)》?！　?hellip;…

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