信號與系統(tǒng)分析

前言

　　21世紀(jì)是信息化時(shí)代，有關(guān)信息的基本理論和相關(guān)技術(shù)是科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員不可缺少的必備知識。信號與系統(tǒng)分析課程作為一門理論基礎(chǔ)課程，廣泛應(yīng)用于通信、信息、電子工程、自控和計(jì)算機(jī)等專業(yè)。　　本書將連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)并列進(jìn)行了研究，先討論連續(xù)，再討論離散，并按照時(shí)域分析、變換域分析和狀態(tài)變量分析的次序來劃分章節(jié)，強(qiáng)調(diào)連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的共性，也突出了它們各自的特點(diǎn)。在內(nèi)容上，本書重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)，著重于信號分析和系統(tǒng)分析，突出基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性，注重理論與實(shí)踐結(jié)合，以及知識運(yùn)用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。本書內(nèi)容適用于不同學(xué)時(shí)的教學(xué)課程，教師可根據(jù)不同學(xué)時(shí)和教學(xué)要求，靈活組合授課內(nèi)容?！　”緯卜?章。第1章主要介紹了信號與系統(tǒng)的基本概念、分類，信號的波形變換，系統(tǒng)的描述分析等；第2章、第3章分別為連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析；第4章討論了連續(xù)信號的傅里葉變換及系統(tǒng)的頻域分析；第5章介紹了離散時(shí)間信號的傅里葉變換；第6章為連續(xù)信號的拉普拉斯變換及連續(xù)系統(tǒng)的s域分析；第7章討論了離散信號的Z變換及離散系統(tǒng)的z域分析；第8章討論了系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析；第9章介紹如何用MATLAB軟件來分析信號與系統(tǒng)?！　”緯空抡n后配有一定數(shù)量的習(xí)題，習(xí)題分為兩種，一種是基本練習(xí)題，主要考查學(xué)生對基本知識點(diǎn)的掌握；另一種是復(fù)習(xí)提高題，針對學(xué)有余力的學(xué)生，并在書后給出了參考答案。本書選用的習(xí)題不僅強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用和解題技巧，也突出工程性和綜合性，意在提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力?！　∪珪哨w泓揚(yáng)主編及統(tǒng)稿，其中第1、4、6、8章由趙泓揚(yáng)編寫，第2、3章由郭來功編寫，第5、7、9章由張美鳳編寫，習(xí)題答案由許曉麗整理，附錄部分由趙黎黎整理。另外，宋殿友、杜玉華、姚文卿等同志參與了編寫并提出了許多寶貴意見。黃友銳教授審閱了書稿。過軍、華容茂為本書的出版做了大量的工作，在此一并表示衷心的感謝。　　限于作者的水平有限及時(shí)間倉促，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

信號與系統(tǒng)課程是通信、信息、電子工程類和自控類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本書全面系統(tǒng)地論述了信號與系統(tǒng)分析的基本理論、基本分析方法及其應(yīng)用。全書內(nèi)容包括：信號與系統(tǒng)的基本知識、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析、離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析、傅里葉變換及系統(tǒng)的頻域分析、離散時(shí)間信號的傅里葉變換、拉普拉斯變換及系統(tǒng)的s域分析、Z變換及離散系統(tǒng)的z域分析、系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析、MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用。    本書在內(nèi)容上重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)，著重于信號與系統(tǒng)分析，突出基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性，并注重理論與實(shí)踐結(jié)合，以及知識運(yùn)用能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。本書的內(nèi)容適用做不同學(xué)時(shí)的教學(xué)課程，可根據(jù)不同學(xué)時(shí)和教學(xué)要求靈活組合授課內(nèi)容。    本書可以作為通信與電子信息類專業(yè)、自控與計(jì)算機(jī)專業(yè)等信號與系統(tǒng)課程的教材，也可以作為從事相關(guān)領(lǐng)域T程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章  信號與系統(tǒng)的基本知識  1.1  引言  1.2  信號的基本知識    1.2.1  信號的定義    1.2.2  信號的分類  1.3  常用基本信號    1.3.1  常用連續(xù)時(shí)間信號    1.3.2  常用離散時(shí)間信號  1.4  信號的運(yùn)算與波形變換  1.5  信號的時(shí)域分解  1.6  卷積    1.6.1  卷積積分    1.6.2  卷積和  1.7  系統(tǒng)的基本知識    1.7.1  系統(tǒng)的定義    1.7.2  系統(tǒng)的分類    1.7.3  系統(tǒng)的連接    1.7.4  系統(tǒng)的描述  1.8  系統(tǒng)的特性  1.9  LTI系統(tǒng)的分析方法  習(xí)題第2章  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  2.1  引言  2.2  微分方程的經(jīng)典解法  2.3  0-與0+狀態(tài)的轉(zhuǎn)換  2.4  零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)    2.4.1  零輸入響應(yīng)    2.4.2  零狀態(tài)響應(yīng)    2.4.3  全響應(yīng)  2.5  單位沖激響應(yīng)與單位階躍響應(yīng)    2.5.1  定義    2.5.2  沖激響應(yīng)的求解    2.5.3  階躍響應(yīng)的求解    2.5.4  由沖激響應(yīng)求零狀態(tài)響應(yīng)    2.5.5  復(fù)合系統(tǒng)的沖激響應(yīng)  2.6  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬  習(xí)題第3章  離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.1  引言  3.2  差分與差分方程  3.3  線性常系數(shù)差分方程的經(jīng)典解法  3.4  零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)    3.4.1  零輸入響應(yīng)    3.4.2  零狀態(tài)響應(yīng)    3.4.3  全響應(yīng)  3.5  單位序列響應(yīng)與單位階躍響應(yīng)    3.5.1  單位序列響應(yīng)    3.5.2  單位階躍響應(yīng)    3.5.3  由單位序列響應(yīng)求零狀態(tài)響應(yīng)    3.5.4  復(fù)合系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)  3.6  離散時(shí)間系統(tǒng)的模擬  習(xí)題第4章  傅里葉變換及系統(tǒng)的頻域分析  4.1  引言  4.2  信號的正交分解    4.2.1  信號的分解    4.2.2  正交函數(shù)與正交函數(shù)集    4.2.3  將信號分解為正交函數(shù)  4.3  周期信號的傅里葉級數(shù)表示    4.3.1  傅里葉級數(shù)的三角形式    4.3.2  傅立葉級數(shù)的指數(shù)形式    4.3.3  傅里葉級數(shù)的收斂性與吉伯斯現(xiàn)象    4.3.4  波形對稱與諧波特性  4.4  典型周期信號的傅里葉級數(shù)    4.4.1  周期矩形脈沖信號    4.4.2  周期三角脈沖信號    4.4.3  周期半波余弦信號    4.4.4  周期全波余弦信號  4.5  非周期信號的傅里葉變換  4.6  常用信號的傅里葉變換  4.7  傅里葉變換的性質(zhì)  4.8  周期信號的傅里葉變換    4.8.1  正、余弦信號的傅里葉變換    4.8.2  單位沖激序列δT(t)的傅里葉變換    4.8.3  一般周期函數(shù)的傅里葉變換    4.8.4  傅里葉級數(shù)與傅里葉變換之間的關(guān)系  4.9?*功率譜與能量譜    4.9.1  能量譜    4.9.2  功率譜  4.10  LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析    4.10.1  頻率響應(yīng)    4.10.2  LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)頻率響應(yīng)的計(jì)算  4.11  信號的傳輸與濾波    4.11.1  無失真?zhèn)鬏?   4.11.2  信號的濾波與理想濾波器  4.12  抽樣定理    4.12.1  有關(guān)定義    4.12.2  抽樣信號的頻譜    4.12.3  時(shí)域抽樣定理    4.12.4  頻域抽樣定理  4.13?*〖KG*2〗希爾伯特變換  習(xí)題第5章  離散時(shí)間信號的傅里葉變換  5.1  引言  5.2  周期序列的離散傅里葉級數(shù)  5.3  非周期序列的離散時(shí)間傅里葉變換及其性質(zhì)    5.3.1  離散時(shí)間傅里葉變換    5.3.2  常用信號的離散時(shí)間傅里葉變換    5.3.3  離散時(shí)間傅里葉變換的性質(zhì)  5.4  周期序列的離散時(shí)間傅里葉變換  5.5  離散傅里葉變換及其性質(zhì)    5.5.1  離散傅里葉變換(DFT)    5.5.2  離散傅里葉變換的性質(zhì)  5.6  LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析  習(xí)題第6章  拉普拉斯變換及連續(xù)系統(tǒng)的S域分析  6.1  引言  6.2  拉普拉斯變換    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  拉普拉斯變換的零、極點(diǎn)表示    6.2.4  拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系    6.2.5  常用信號的拉普拉斯變換  6.3  拉普拉斯變換的性質(zhì)  6.4  拉普拉斯反變換    6.4.1  部分分式展開法    6.4.2  留數(shù)定理法  6.5  系統(tǒng)的s域分析    6.5.1  用拉普拉斯變換法解微分方程    6.5.2  用拉普拉斯變換法分析電路    6.5.3  系統(tǒng)的S域框圖  6.6  系統(tǒng)函數(shù)    6.6.1  系統(tǒng)函數(shù)的定義    6.6.2  系統(tǒng)函數(shù)的表示法    6.6.3  系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng)    6.6.4  系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)  6.7  連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定  6.8  信號流圖    6.8.1  信號流圖中的常用術(shù)語    6.8.2  信號流圖的性質(zhì)    6.8.3  信號流圖的化簡    6.8.4  梅森(Mason)公式  習(xí)題第7章  Z變換及離散系統(tǒng)的Z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變換的幾何表示——零、極點(diǎn)圖    7.2.4  常用序列的Z變換  7.3  ?Z變換的性質(zhì)  7.4  ?Z反變換    7.4.1  冪級數(shù)展開法(長除法)    7.4.2  部分分式展開法    7.4.3  留數(shù)定理法  7.5  ?Z域分析    7.5.1  用Z變換法解差分方程    7.5.2  系統(tǒng)的Z域框圖  7.6  系統(tǒng)函數(shù)    7.6.1  系統(tǒng)函數(shù)的定義    7.6.2  系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng)    7.6.3  系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)  7.7  離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定  7.8  傅里葉變換、拉普拉斯變換與Z變換的關(guān)系  習(xí)題第8章  系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析  8.1  引言  8.2  狀態(tài)變量與狀態(tài)方程    8.2.1  狀態(tài)與狀態(tài)變量    8.2.2  狀態(tài)方程與輸出方程  8.3  狀態(tài)方程的建立    8.3.1  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立    8.3.2  離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立  8.4  狀態(tài)方程的時(shí)域解法    8.4.1  連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的時(shí)域解法    8.4.2  離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的時(shí)域解法  8.5  狀態(tài)方程的變換域解法    8.5.1  用拉普拉斯變換法求解連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程    8.5.2  用Z變換法求解離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程  8.6  由狀態(tài)方程判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性    8.6.1  系統(tǒng)函數(shù)矩陣H(s)與連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性    8.6.2  系統(tǒng)函數(shù)矩陣H(z)與離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性  8.7  系統(tǒng)的可控性和可觀性    8.7.1  狀態(tài)矢量的線性變換    8.7.2  系統(tǒng)的可控制性    8.7.3  系統(tǒng)的可觀測性  習(xí)題第9章  MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用  9.1  引言  9.2  信號的產(chǎn)生與運(yùn)算    9.2.1  常用信號的MATLAB表示    9.2.2  用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號的基本運(yùn)算  9.3  LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  9.4  LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  9.5  連續(xù)信號的頻譜分析及連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析  9.6  LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的s域分析  9.7  LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析  9.8  系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析附錄  附錄A  常用數(shù)學(xué)表  附錄B  常用連續(xù)信號的卷積積分  附錄C  常用信號的卷積和  附錄D  常用周期信號的傅里葉系數(shù)表  附錄E  常用信號的傅里葉變換表  附錄F  奇異信號的頻譜  附錄G  常用右邊序列的Z變換表  附錄H  常用左邊序列的Z變換表習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　信號與系統(tǒng)的概念已經(jīng)深入到人們生活的各個方面，其理論和分析方法也幾乎滲透到各個科學(xué)領(lǐng)域中。例如，在通信、圖像處理、雷達(dá)、自動控制、集成電路、生物醫(yī)學(xué)、遙測遙感及聲學(xué)、地震學(xué)等領(lǐng)域和學(xué)科中，它都有廣泛應(yīng)用?！　⌒盘杹碓从诶∥摹皊ignum”一詞，它有多種表現(xiàn)形式。上課的鈴聲、火車的汽笛聲等是聲信號；古代傳送的烽火、十字路口的交通紅綠燈等是光信號；無線廣播和電視發(fā)射的信號屬于電磁波信號。此外，交警指揮的手勢、軍艦使用的旗語、計(jì)算機(jī)屏幕上的圖形文字等都是信號?！　∠到y(tǒng)（system）就是由若干個相互聯(lián)系、相互作用的實(shí)物按照一定的規(guī)律組合而成的具有某種特定功能的整體。在日常生活中，人們常用的手機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視、自動取款機(jī)、公交車的刷卡機(jī)等工具和設(shè)備都可以看成一個系統(tǒng)，它們傳送的語音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等都可以看成信號。　　信號與系統(tǒng)有著十分密切的聯(lián)系。在系統(tǒng)中，信號按照一定的規(guī)律變化，系統(tǒng)在輸入信號的驅(qū)動下對它進(jìn)行處理并產(chǎn)生輸出信號。常稱輸人信號為激勵，稱輸出信號為響應(yīng)，如圖1-1所示。例如，在電路（電路本身是一個系統(tǒng)）中，隨時(shí)間變化的電流或電壓是信號，電路對輸入信號的響應(yīng)是輸出信號；超市收銀員使用的掃描儀也是一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過紅外光掃描商品的條形碼得到商品的價(jià)格；一臺照相機(jī)也是一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)接收來自不同光源和物體反射回來的光信號而產(chǎn)生一幅照片?！　”緯饕懻撔盘柵c系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法，研究信號經(jīng)過系統(tǒng)傳輸或處理的一般規(guī)律，為進(jìn)一步研究通信理論、控制理論、信號處理和信號檢測等學(xué)科奠定必要的基礎(chǔ)?！　　?/pre>








圖書封面






評論、評分、閱讀與下載



還沒讀過(68)
勉強(qiáng)可看(497)
一般般(848)
內(nèi)容豐富(3518)
強(qiáng)力推薦(288)


 


    信號與系統(tǒng)分析 PDF格式下載