信號與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書由信號分析、系統(tǒng)分析、信號分析與系統(tǒng)分析工具軟件三部分組成，全面介紹信號與系統(tǒng)的基本概念、分析方法和工具應(yīng)用。第1章～第3章介紹信號分析，包括連續(xù)與離散信號的時域和頻域分析；第4章～第8章介紹系統(tǒng)分析，包括系統(tǒng)的時域分析、頻域分析、s域分析、z域分析和狀態(tài)變量分析；第9章介紹MATLAB在信號與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。    本書體系新穎，連續(xù)與離散并行易于類比法教學(xué)；內(nèi)容剪裁得當(dāng)，既注重基礎(chǔ)又體現(xiàn)時代氣息；語言敘述通俗易懂，尤其注重理論聯(lián)系實(shí)際；例題豐富，思考與練習(xí)題多樣，習(xí)題精選并附參考答案。本教材還免費(fèi)提供電子教學(xué)課件。    本書可作為電子信息、通信、自動化、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)本科的信號與系統(tǒng)課程教材，也可供有關(guān)科技人員參考。

書籍目錄

第1章  信號與系統(tǒng)概論  1.1  引言  1.2  信號的概念  1.3  信號的分類    1.3.1  確定性信號與隨機(jī)信號    1.3.2  連續(xù)時間信號與離散時間信號    1.3.3  周期信號與非周期信號    1.3.4  能量信號與功率信號  1.4  系統(tǒng)的概念  1.5  系統(tǒng)的分類  1.6  信號分析和系統(tǒng)分析方法綜述與本書導(dǎo)讀  1.7  本章小結(jié)第2章  信號的時域分析    2.1  引言    2.2  基本的連續(xù)時間信號    2.3  典型的離散時間信號    2.4  信號的時域變換      2.4.1  信號幅度的放大與縮小      2.4.2  信號時間的擴(kuò)展與壓縮      2.4.3  信號的時移  2.5  信號的時域運(yùn)算  2.6  信號的分解    2.6.1  信號分解為偶分量與奇分量    2.6.2  信號分解為實(shí)部分量與虛部分量    2.6.3  信號分解為沖激信號之和    2.6.4  信號的正交分解  2.7  信號的卷積    2.7.1  卷積積分的定義    2.7.2  卷積積分的性質(zhì)    2.7.3  卷積積分的計算    2.7.4  離散信號的卷積和  2.8  本章小結(jié)  習(xí)題第3章  信號的頻域分析  3.1  引言  3.2  連續(xù)時間周期信號的分解與合成    3.2.1  周期信號的三角函數(shù)表示    3.2.2  周期信號的復(fù)指數(shù)表示    3.2.3  周期信號的對稱性與傅里葉系數(shù)的特點(diǎn)    3.2.4  周期信號的合成與吉布斯(Gibbs)現(xiàn)象  3.3  周期信號的頻譜及特點(diǎn)    3.3.1  周期信號從時域表示到頻域表示    3.3.2  周期信號的頻譜圖    3.3.3  周期信號頻譜的特點(diǎn)與有效頻譜寬度的概念    3.3.4  周期信號的頻譜與脈沖寬度和周期的關(guān)系  3.4  非周期信號的頻譜    3.4.1  非周期信號的頻譜密度函數(shù)    3.4.2  傅里葉變換的定義    3.4.3  非周期信號的能量譜    3.4.4  典型信號的頻譜函數(shù)  3.5  傅里葉變換的性質(zhì)及應(yīng)用    3.5.1  線性性質(zhì)    3.5.2  對稱性質(zhì)(互易特性)    3.5.3  尺度變換性質(zhì)    3.5.4  時移特性    3.5.5  頻移特性    3.5.6 時域微分特性    3.5.7  時域積分特性    *3.5.8  頻域微分特性    *3.5.9  頻域積分特性    3.5.10  時域卷積定理    *3.5.11  頻域卷積定理    3.5.12  帕塞瓦爾定理  3.6  周期信號的傅里葉變換    3.6.1  復(fù)指數(shù)、余弦和正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  采樣定理    3.7.1  帶限信號和采樣信號    3.7.2  矩形脈沖采樣信號及其頻譜    3.7.3  均勻沖激采樣信號及其頻譜    3.7.4  采樣定理  *3.8  傅里葉變換的快速計算  3.9  本章小結(jié)  習(xí)題第4章  系統(tǒng)的時域分析  4.1  引言  4.2  線性時不變系統(tǒng)的定義與特性  4.3  連續(xù)LTI系統(tǒng)微分方程的建立  4.4  連續(xù)LIT系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)    4.4.1  連續(xù)LTI系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)    4.4.2  連續(xù)LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)  4.5  連續(xù)LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)  4.6  離散LTI系統(tǒng)差分方程的建立與求解    4.6.1  離散LTI系統(tǒng)差分方程的建立    4.6.2  離散LTI系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)    4.6.3  離散LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)  4.7  離散LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)  4.8  本章小結(jié)  習(xí)題第5章  系統(tǒng)的頻域分析  5.1  引言  5.2  系統(tǒng)的頻率特性H(jw)    5.2.1  H(jw)的定義與物理意義    5.2.2  H(jw)的求法  5.3  系統(tǒng)的頻域分析法  5.4  線性系統(tǒng)無失真?zhèn)鬏敆l件  5.5  理想低通濾波器    5.5.1  理想濾波器的頻率特性    5.5.2  理想低通濾波器的單位沖激響應(yīng)    5.5.3  理想低通濾波器的單位階躍響應(yīng)    5.5.4  實(shí)際的低通濾波器  5.6  調(diào)制與頻分復(fù)用    5.6.1  調(diào)制的必要性和分類    5.6.2  調(diào)幅與解調(diào)    5.6.3  頻分復(fù)用的概念  5.7  本章小結(jié)  習(xí)題第6章  連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析  6.1  引言  6.2  拉普拉斯變換的定義和性質(zhì)    6.2.1  拉普拉斯變換的定義    6.2.2  拉普拉斯變換的收斂域    6.2.3  常用信號的單邊拉氏變換    6.2.4  單邊拉氏變換的性質(zhì)  6.3  拉普拉斯反變換的方法  6.4  連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析法    6.4.1  已知微分方程的s域分析    6.4.2  已知電路的s域分析  6.5  系統(tǒng)函數(shù)H(s)    6.5.1  系統(tǒng)函數(shù)的定義    6.5.2  系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)    6.5.3  系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)與穩(wěn)定性    *6.5.4  系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)與頻率特性    6.6  本章小結(jié)    習(xí)題第7章  離散時間系統(tǒng)的z域分析  7.1  引言  7.2  z變換的定義與收斂域    7.2.1  z變換的定義    7.2.2  z變換的收斂域  7.3  z變換的性質(zhì)及應(yīng)用  7.4  z反變換的計算方法    7.4.1  長除法(冪級數(shù)展開法)    7.4.2  部分分式展開法    *7.4.3  圍線積分法(留數(shù)法)  7.5  離散時間系統(tǒng)的z域分析    7.5.1  零輸入響應(yīng)    7.5.2  零狀態(tài)響應(yīng)    7.5.3  全響應(yīng)  7.6  系統(tǒng)函數(shù)H(z)    7.6.1  系統(tǒng)函數(shù)H(z)的定義與求解    7.6.2  系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與單位沖激響應(yīng)的關(guān)系  7.7  離散時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性  *7.8  z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系    7.8.1  z平面與J平面的映射關(guān)系    7.8.2  離散時間系統(tǒng)與連續(xù)時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)的變換關(guān)系  7.9  本章小結(jié)  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  8.3  連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解    8.3.1  連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域解    8.3.2  連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的J域解  8.4  離散時間系統(tǒng)的狀態(tài)方程的建立  8.5  離散時間系統(tǒng)狀態(tài)變量分析法    8.5.1  離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的z域解    *8.5.2  離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域解  8.6  本章小結(jié)  習(xí)題第9章  MATLAB在信號與系統(tǒng)分析中的應(yīng)用  9.1  引言  9.2  MATLAB使用基礎(chǔ)    9.2.1  MATLAB概述與信號處理工具箱    9.2.2  MATLAB啟動    9.2.3  MATLAB常用窗口說明  9.3  MATLAB在信號與系統(tǒng)中常用函數(shù)和命令    9.3.1  基本數(shù)學(xué)函數(shù)與命令    9.3.2  基本圖形函數(shù)與命令  9.4  MATLAB用于信號的時域分析    9.4.1  信號的時域表示    9.4.2  常用信號的產(chǎn)生    9.4.3  信號的時域變換  9.5  MATLAB用于信號的頻域分析    9.5.1  非周期連續(xù)信號的連續(xù)頻譜一傅里葉變換    9.5.2  周期連續(xù)信號的離散頻譜一傅里葉級數(shù)    *9.5.3  非周期離散信號的連續(xù)頻譜一序列的傅里葉變換    *9.5.4  非周期離散信號的離散頻譜一離散傅里葉變換  9.6  MATLAB用于系統(tǒng)的時域分析    9.6.1  連續(xù)時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)    9.6.2  連續(xù)時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)    9.6.3  連續(xù)時間系統(tǒng)的全響應(yīng)    9.6.4  連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)    9.6.5  離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)問題  9.7  MATLAB用于連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析    9.7.1  利用MATLAB繪制連續(xù)時間系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖    9.7.2  沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的s域分析    9.7.3  利用MATLAB實(shí)現(xiàn)拉普拉斯正、反變換    9.7.4  利用MATLAB繪制系統(tǒng)的頻率特性曲線  9.8  MATLAB用于離散時間系統(tǒng)的z域分析    9.8.1  利用MATLAB繪制離散時間系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖    9.8.2  脈沖響應(yīng)和階躍響應(yīng)的z域分析    9.8.3  利用MATLAB實(shí)現(xiàn)z正、反變換  9.9  MATLAB用于系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析    9.9.1  狀態(tài)空問建立    9.9.2  求解狀態(tài)方程    9.9.3  狀態(tài)空間與系統(tǒng)函數(shù)矩陣相互轉(zhuǎn)化  9.10  Simulink建模與仿真初步    9.10.1  Simulink系統(tǒng)仿真的簡介    9.10.2  Simulink工作平臺啟動與模塊庫    9.10.3  Simulink仿真模型構(gòu)建    9.10.4  Simulink與MATLAB接口設(shè)計  9.11  本章小結(jié)  習(xí)題習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

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