信號(hào)分析與處理

前言

　　自動(dòng)化學(xué)科有著光榮的歷史和重要的地位，20世紀(jì)50年代我國政府就十分重視自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展和自動(dòng)化專業(yè)人才的培養(yǎng)。五十多年來，自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重大作用，如航空、航天等，“兩彈一星”的偉大工程就包含了許多自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的成果。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)也改變了我國工業(yè)整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫(yī)藥等領(lǐng)域都要用到自動(dòng)化手段，在國防工業(yè)中自動(dòng)化的作用更是巨大的。現(xiàn)在，世界上有很多非?；钴S的領(lǐng)域都離不開自動(dòng)化技術(shù)，比如機(jī)器人、月球車等。另外，自動(dòng)化學(xué)科對(duì)一些交叉學(xué)科的發(fā)展同樣起到了積極的促進(jìn)作用，例如網(wǎng)絡(luò)控制、量子控制、流媒體控制、生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等學(xué)科就是在系統(tǒng)論、控制論、信息論的影響下得到不斷的發(fā)展。在整個(gè)世界已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代的背景下，中國要完成工業(yè)化的任務(wù)還很重，或者說我們正處在后工業(yè)化的階段。因此，國家提出走新型工業(yè)化的道路和“信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化”的科學(xué)發(fā)展觀，這對(duì)自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)前所未有的戰(zhàn)略機(jī)遇?！　C(jī)遇難得，人才更難得。要發(fā)展自動(dòng)化學(xué)科，人才是基礎(chǔ)、是關(guān)鍵。高等學(xué)校是人才培養(yǎng)的基地，或者說人才培養(yǎng)是高等學(xué)校的根本。作為高等學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和教師始終要把人才培養(yǎng)放在第一位，具體對(duì)自動(dòng)化系或自動(dòng)化學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和教師來說，要時(shí)刻想著為國家關(guān)鍵行業(yè)和戰(zhàn)線培養(yǎng)和輸送優(yōu)秀的自動(dòng)化技術(shù)人才?！　∮绊懭瞬排囵B(yǎng)的因素很多，涉及教學(xué)改革的方方面面，包括如何拓寬專業(yè)口徑、優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃、增強(qiáng)教學(xué)柔性、強(qiáng)化通識(shí)教育、提高知識(shí)起點(diǎn)、降低專業(yè)重心、加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)、強(qiáng)調(diào)專業(yè)實(shí)踐等，其中構(gòu)建融會(huì)貫通、緊密配合、有機(jī)聯(lián)系的課程體系，編寫有利于促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教材尤為重要。清華大學(xué)吳澄院士領(lǐng)導(dǎo)的《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材》編審委員會(huì)，根據(jù)自動(dòng)化學(xué)科對(duì)自動(dòng)化技術(shù)人才素質(zhì)與能力的需求，充分吸取國外自動(dòng)化教材的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，在全國范圍內(nèi)，以招標(biāo)方式，組織編寫了這套自動(dòng)化專業(yè)系　　列教材，這對(duì)推動(dòng)高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)具有重要的意義。這套系列教材的建設(shè)有新思路、新機(jī)制，適應(yīng)了高等學(xué)校教學(xué)改革與發(fā)展的新形勢(shì)，立足創(chuàng)建精品教材，重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)中的作用，采用了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，以激勵(lì)和推動(dòng)教材建設(shè)。在此，我謹(jǐn)向參與本系列教材規(guī)劃、組織、編寫的老師致以誠摯的感謝，并希望該系列教材在全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用?！　〗淌凇　?005年10月于教育部　　信號(hào)分析與處理（第2版）　　序　　《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材》編審委員會(huì)在對(duì)國內(nèi)外部分大學(xué)有關(guān)自動(dòng)化專業(yè)的教材做深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，廣泛聽取了各方面的意見，以招標(biāo)方式，組織編寫了一套面向全國本科生（兼顧研究生）、體現(xiàn)自動(dòng)化專業(yè)教材整體規(guī)劃和課程體系、強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)和理論聯(lián)系實(shí)際的系列教材，自2006年起將陸續(xù)面世。全套系列教材共50多本，涵蓋了自動(dòng)化學(xué)科的主要知識(shí)領(lǐng)域，大部分教材都配置了包括電子教案、多媒體課件、習(xí)題輔導(dǎo)、課程實(shí)驗(yàn)指示書等立體化教材配件。此外，為強(qiáng)調(diào)落實(shí)“加強(qiáng)實(shí)踐教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才”的教學(xué)改革思想，還特別規(guī)劃的一組專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程，包括《自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教程》、《運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)教程》、《過程控制實(shí)驗(yàn)教程》、《檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》和《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》等?！　∽詣?dòng)化科學(xué)技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，面對(duì)的是各種各樣錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)，控制對(duì)象可能是確定性的、也可能是隨機(jī)性的，控制方法可能是常規(guī)控制、也可能需要優(yōu)化控制。這樣的學(xué)科專業(yè)人才應(yīng)該具有什么樣的知識(shí)結(jié)構(gòu)，又應(yīng)該如何通過專業(yè)教材來體現(xiàn)，這正是“系列教材編審委員會(huì)”規(guī)劃系列教材時(shí)所面臨的問題。為此，設(shè)立了《自動(dòng)化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)研究》專項(xiàng)研究課題，成立了由清華大學(xué)蕭德云教授負(fù)責(zé)，包括清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和東北大學(xué)等多所院校參與的聯(lián)合研究小組，對(duì)自動(dòng)化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究，提出了按“控制理論與工程、控制系統(tǒng)與技術(shù)、系統(tǒng)理論與工程、信息處理與分析、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、軟件基礎(chǔ)與工程、專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)”等知識(shí)板塊構(gòu)建的課程體系結(jié)構(gòu)。以此為基礎(chǔ)，組織規(guī)劃了一套涵蓋幾十門自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的系列教材。從基礎(chǔ)理論到控制技術(shù)、從系統(tǒng)理論到工程實(shí)踐、從計(jì)算機(jī)技術(shù)到信號(hào)處理、從設(shè)計(jì)分析到課程實(shí)驗(yàn)，涉及的知識(shí)單元多達(dá)數(shù)百個(gè)、知識(shí)點(diǎn)幾千個(gè)，介入的學(xué)校50多所、參與的教授120多人，是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。從編制招標(biāo)要求、公布招標(biāo)公告，到組織投標(biāo)和評(píng)審，最后商定教材大綱，凝聚著全國百余名教授的心血，為的是編寫出版一套具有一定規(guī)模、富有特色的、既考慮研究型大學(xué)又考慮應(yīng)用型大學(xué)的自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新型系列教材?！　∪欢?，如何進(jìn)一步構(gòu)建完善的自動(dòng)化專業(yè)教材體系結(jié)構(gòu)？如何建設(shè)基礎(chǔ)知識(shí)與最新知識(shí)有機(jī)融合的教材？如何充分利用現(xiàn)代技術(shù)，適應(yīng)現(xiàn)代大學(xué)生的接受習(xí)慣，改變教材單一形態(tài)，建設(shè)數(shù)字化、電子化、網(wǎng)絡(luò)化等多元形態(tài)、開放性的“廣義教材”？等等，這些都還有待我們進(jìn)行更深入的研究?！　”咎紫盗薪滩牡某霭?，對(duì)更新自動(dòng)化專業(yè)的知識(shí)體系、改善教學(xué)條件、創(chuàng)造個(gè)性化的教學(xué)環(huán)境，一定會(huì)起到積極的作用。但是由于受各方面條件所限，本套教材從整體結(jié)構(gòu)到每本書的知識(shí)組成都可能存在許多不當(dāng)甚至謬誤之處，還望使用本套教材的廣大教師、學(xué)生及各界人士不吝批評(píng)指正?！　≡菏俊　?005年10月于清華大學(xué)　　信號(hào)分析與處理（第2版）　　序　　當(dāng)今是信息時(shí)代，在科學(xué)研究、生產(chǎn)建設(shè)和工程實(shí)踐中，信號(hào)處理技術(shù)，特別是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，正在發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)我國的具體情況，“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”成為發(fā)展工業(yè)的一種策略，這極大地拓寬了自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展空間，也對(duì)自動(dòng)化人才培養(yǎng)提出了以信息技術(shù)為主要特點(diǎn)的新要求。自動(dòng)化專業(yè)是以信息為基礎(chǔ)，以控制為核心，立足于系統(tǒng)。而信號(hào)是信息的表現(xiàn)形式，各種信號(hào)分析與處理的方法有助于信息的提取和利用。在生產(chǎn)過程中，各種被測(cè)和被控量都含有噪聲，同時(shí)又隱藏著一些信息，通過分析和處理，可以濾除測(cè)量噪聲，為控制提供更為準(zhǔn)確和有效的信息。在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方面，隨著實(shí)時(shí)性和控制算法復(fù)雜度的提高，部分單片機(jī)正在被數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）所取代，而信號(hào)分析與處理方面的知識(shí)正是這種器件的理論基礎(chǔ)。為此，我們根據(jù)應(yīng)用型大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)課程體系的要求，考慮到總學(xué)時(shí)數(shù)的減少，將“信號(hào)與系統(tǒng)”中的信號(hào)部分內(nèi)容以及“數(shù)字信號(hào)處理”中的部分內(nèi)容融合，形成“信號(hào)分析與處理”這本教材。本書是普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，是作者在多年從事數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)和科學(xué)研究的基礎(chǔ)上編寫的。本書重視理論聯(lián)系實(shí)際，注重介紹信號(hào)處理的典型應(yīng)用實(shí)例，介紹基于MATLAB語言的信號(hào)處理方法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。考慮到學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教材內(nèi)容的完整性，在離散信號(hào)分析中簡(jiǎn)要介紹了拉普拉斯變換和　　z變換。為了滿足學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的需要，在有些章節(jié)增加了思考題和上機(jī)練習(xí)題。本書的最后一章是總結(jié)和應(yīng)用實(shí)例?！　【w論包括信號(hào)的定義和分類、信號(hào)采集與處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介、信號(hào)分析與處理的目的和內(nèi)容、信號(hào)分析與處理的發(fā)展和應(yīng)用，以及MATLAB簡(jiǎn)介。　　第1章介紹連續(xù)信號(hào)時(shí)域分析中信號(hào)的描述、基本運(yùn)算、分解和卷積；頻域分析中周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)、非周期信號(hào)的傅里葉變換；復(fù)頻域分析中拉普拉斯變換的基本概念、性質(zhì)以及分析方法；連續(xù)時(shí)間信號(hào)的相關(guān)分析?！　〉?章介紹離散時(shí)間信號(hào)分析的基本理論：離散時(shí)間信號(hào)——序列的表示、常用序列和序列的運(yùn)算；采樣定理與實(shí)現(xiàn)；序列的z變換及逆z變換、z變換的基本性質(zhì)；離散系統(tǒng)描述與分析；離散時(shí)間信號(hào)的相關(guān)分析?！　〉?章討論序列的傅里葉變換（DTFT）；離散傅里葉變換（DFT）產(chǎn)生及其物理意義，離散傅里葉變換的一些性質(zhì)；DFT在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題和解決的辦法；快速傅里葉變換（FFT）的原理、實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用。　　第4章介紹濾波器的定義、基本原理，以及濾波器的分類與技術(shù)指標(biāo)；巴特沃斯和切比雪夫Ⅰ型模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)方法，以及由低通到高通、帶通及帶阻濾波器的頻率變換方法；無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器和有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法；利用窗口法和切比雪夫逼近法設(shè)計(jì)出具有線性相位的FIR數(shù)字濾波器；濾波器設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題?！　〉?章討論隨機(jī)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)分析及其應(yīng)用；隨機(jī)信號(hào)功率譜估計(jì)，包括功率譜密度的定義、性質(zhì)、與自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系、估計(jì)方法和應(yīng)用；互譜分析；譜估計(jì)中的幾個(gè)重要問題，包括預(yù)處理、頻譜泄漏與窗函數(shù)之間的關(guān)系、譜估計(jì)的基本步驟以及頻譜校正方法；隨機(jī)信號(hào)通過線性移不變系統(tǒng)的行為?！　⌒盘?hào)分析與處理（第2版）　　前言　　第6章首先采用流程圖的方式，對(duì)前面幾章的內(nèi)容進(jìn)行概括性的梳理和總結(jié)，以便讀者從宏觀上把握本書的主要內(nèi)容；然后，介紹用信號(hào)分析與處理方法準(zhǔn)確提取出頻率、幅值和相位差信息的應(yīng)用實(shí)例，以便讀者熟悉信號(hào)處理方法的應(yīng)用過程?！　”緯牡?版作為《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材》之一于2006年出版。清華大學(xué)胡廣書教授擔(dān)任主審。胡廣書教授仔細(xì)審閱了書稿，在全書的體系結(jié)構(gòu)和具體的細(xì)節(jié)敘述方面都提出了許多指導(dǎo)性的意見。本書的第1版出版后，被國內(nèi)一些高校選作教材，使用效果良好。為了讓讀者更好地掌握信號(hào)分析與處理的理論知識(shí)和提高實(shí)際動(dòng)手能力，我們對(duì)第1版進(jìn)行修訂，在2.2節(jié)“采樣定理及實(shí)現(xiàn)”中充實(shí)了等效時(shí)間采樣方面的內(nèi)容。在第4章“濾波器設(shè)計(jì)”中增加4.5節(jié)“濾波器設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題”?？紤]到第6章“自適應(yīng)濾波器”一般不講授，所以，改成“總結(jié)和應(yīng)用”，先對(duì)全書的內(nèi)容進(jìn)行提綱挈領(lǐng)的總結(jié)，以便讀者對(duì)信號(hào)分析與處理有較為完整的把握；再從處理信號(hào)頻率、幅值和相位差的角度，介紹數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例?！　”窘滩牡木w論，1.5節(jié)，2.2節(jié)、2.3節(jié)、2.5節(jié)和2.6節(jié)，第5章和第6章由徐科軍編寫；2.1節(jié)、2.2節(jié)和2.7節(jié)，第3章和4.1節(jié)、4.2節(jié)、4.3節(jié)、4.4節(jié)和　　4.6節(jié)由黃云志編寫；1.1節(jié)至1.4節(jié)和1.6節(jié)由林逸榕編寫；　　4.5節(jié)由陳強(qiáng)編寫；全書由徐科軍統(tǒng)稿。此外，黃云志、陳強(qiáng)和甘敏對(duì)第1版中出現(xiàn)的印刷和書寫錯(cuò)誤進(jìn)行了更正。　　由于編者水平有限，書中可能存在不妥之處，歡迎讀者批評(píng)指正?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
　　《信號(hào)分析與處理（第2版）》主要介紹信號(hào)分析與處理的基本原理、方法和應(yīng)用。全書共分為6章，內(nèi)容包括： 信號(hào)的基本知識(shí)、連續(xù)時(shí)間信號(hào)分析、離散時(shí)間信號(hào)分析、離散傅里葉變換和快速傅里葉變換、模擬濾波器簡(jiǎn)介和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、隨機(jī)信號(hào)分析，以及總結(jié)和應(yīng)用?！缎盘?hào)分析與處理（第2版）》大部分章節(jié)附有習(xí)題和上機(jī)練習(xí)題，并附有部分習(xí)題的答案和提示，有助于讀者加深對(duì)《信號(hào)分析與處理（第2版）》的理解?！　　缎盘?hào)分析與處理（第2版）》可作為自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)等工科專業(yè)的本科生教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)教師和工程技術(shù)人員參考。



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緒論 0.1信號(hào)的定義及分類 0.1.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào) 0.1.2能量信號(hào)與功率信號(hào) 0.1.3確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào) 0.2信號(hào)分析與處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介 0.3信號(hào)分析與處理的目的和內(nèi)容 0.4信號(hào)分析與處理的發(fā)展和應(yīng)用 0.5MATLAB簡(jiǎn)介 第1章連續(xù)時(shí)間信號(hào)分析 1.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域分析 1.1.1連續(xù)信號(hào)的時(shí)域描述 1.1.2連續(xù)信號(hào)的基本運(yùn)算 1.1.3連續(xù)信號(hào)的時(shí)域分解 1.1.4連續(xù)信號(hào)的卷積 1.2周期信號(hào)的頻率分解 1.2.1周期信號(hào)的描述 1.2.2傅里葉級(jí)數(shù) 1.2.3周期信號(hào)的頻域分析 1.2.4傅里葉級(jí)數(shù)的性質(zhì) 1.3非周期信號(hào)的頻譜 1.3.1從傅里葉級(jí)數(shù)到傅里葉變換 1.3.2傅里葉變換的性質(zhì) 1.4連續(xù)時(shí)間信號(hào)的復(fù)頻域分析 1.4.1拉普拉斯變換 1.4.2拉普拉斯變換的性質(zhì) 1.4.3系統(tǒng)函數(shù) 1.5連續(xù)信號(hào)的相關(guān)分析 1.5.1相關(guān)函數(shù)的定義 1.5.2相關(guān)與卷積的關(guān)系 1.5.3相關(guān)定理 1.6與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB函數(shù) 小結(jié) 習(xí)題和上機(jī)練習(xí) 參考文獻(xiàn) 第2章離散時(shí)間信號(hào)分析 2.1離散時(shí)間信號(hào) 2.1.1序列的表示 2.1.2序列的運(yùn)算 2.2采樣定理及其實(shí)現(xiàn) 2.2.1采樣過程 2.2.2采樣定理 2.2.3頻率混疊 2.2.4采樣方式 2.3離散時(shí)間信號(hào)的相關(guān)分析 2.3.1離散時(shí)間信號(hào)的相關(guān)分析 2.3.2離散時(shí)間信號(hào)的互相關(guān)函數(shù) 2.4離散時(shí)間信號(hào)的z域分析 2.4.1z變換及其收斂域 2.4.2z反變換 2.4.3z變換的性質(zhì) 2.5離散系統(tǒng)描述與分析 2.5.1離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 2.5.2差分方程的描述 2.5.3離散卷積的描述 2.6物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 2.6.1因果系統(tǒng) 2.6.2穩(wěn)定系統(tǒng) 2.6.3物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定義 2.7與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB函數(shù) 小結(jié) 習(xí)題和上機(jī)練習(xí) 參考文獻(xiàn) 第3章離散傅里葉變換和快速傅里葉變換 3.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換 3.1.1時(shí)間連續(xù)頻率離散的傅里葉變換 3.1.2時(shí)間連續(xù)頻率連續(xù)的傅里葉變換 3.2離散傅里葉變換及性質(zhì) 3.2.1序列的傅里葉變換 3.2.2離散傅里葉變換 3.2.3離散傅里葉變換的性質(zhì) 3.2.4離散傅里葉變換在應(yīng)用中的問題 3.3快速傅里葉變換 3.3.1FFT的基本思想 3.3.2時(shí)間抽取基—2FFT算法 3.3.3頻率抽取基—2FFT算法 3.3.4快速傅里葉逆變換 3.3.5快速傅里葉變換的應(yīng)用 3.4與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB函數(shù) 小結(jié) 習(xí)題和上機(jī)練習(xí) 參考文獻(xiàn) 第4章數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 4.1濾波器概述 4.1.1基本原理 4.1.2濾波器的分類 4.1.3濾波器的技術(shù)要求 4.2典型模擬濾波器的設(shè)計(jì) 4.2.1巴特沃斯低通濾波器 4.2.2切比雪夫低通濾波器 4.2.3模擬濾波器的頻率變換 4.3IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 4.3.1IIR濾波器設(shè)計(jì)的基本條件 4.3.2雙線性變換法 4.3.3用頻率變換法設(shè)計(jì)其他類型的數(shù)字濾波器 4.4FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 4.4.1FIR濾波器的特性 4.4.2FIR濾波器設(shè)計(jì)的窗口法 4.4.3FIR濾波器設(shè)計(jì)的切比雪夫逼近法 4.5濾波器設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題 4.5.1模擬濾波器與數(shù)字濾波器 4.5.2簡(jiǎn)單形式的濾波器 4.5.3FIR與IIR濾波器 4.6與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB函數(shù) 4.6.1與IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)相關(guān)的MATLAB函數(shù) 4.6.2與FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)相關(guān)的MATLAB函數(shù) 小結(jié) 習(xí)題和上機(jī)練習(xí) 參考文獻(xiàn) 第5章隨機(jī)信號(hào)分析 5.1隨機(jī)信號(hào)簡(jiǎn)介 5.1.1平穩(wěn)隨機(jī)過程 5.1.2各態(tài)遍歷隨機(jī)過程 5.1.3非平穩(wěn)隨機(jī)過程 5.2隨機(jī)信號(hào)的相關(guān)分析 5.2.1隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)及其應(yīng)用 5.2.2隨機(jī)信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)及其應(yīng)用 5.3隨機(jī)信號(hào)的功率譜估計(jì) 5.3.1隨機(jī)信號(hào)的功率譜密度 5.3.2功率譜密度的性質(zhì) 5.3.3功率譜密度與自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系 5.3.4功率譜估計(jì)的方法 5.3.5功率譜估計(jì)的應(yīng)用 5.3.6互譜密度及其估計(jì) 5.4譜估計(jì)中的幾個(gè)問題 5.4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理 5.4.2頻譜泄漏與窗函數(shù) 5.4.3譜估計(jì)的基本步驟 5.4.4頻譜校正方法 5.5平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)通過線性系統(tǒng) 5.6與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB函數(shù) 小結(jié) 習(xí)題和上機(jī)練習(xí) 參考文獻(xiàn) 第6章總結(jié)和應(yīng)用 6.1總結(jié) 6.1.1主要內(nèi)容 6.1.2信號(hào)分類 6.1.3數(shù)據(jù)采集 6.1.4傅里葉變換 6.1.5頻域分析 6.1.6時(shí)域分析 6.1.7數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 6.2應(yīng)用 6.2.1頻率測(cè)量 6.2.2幅值測(cè)量 6.2.3相位差測(cè)量 小結(jié) 參考文獻(xiàn) 部分習(xí)題答案和提示 附錄A常用信號(hào)的傅里葉變換 附錄B常用信號(hào)的拉普拉斯變換 附錄C常用序列的z變換 附錄Dz變換的主要性質(zhì)


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：   由于復(fù)指數(shù)信號(hào)est的指數(shù)因子s＝σ＋jΩ為復(fù)數(shù)（其中s為復(fù)頻率，式中σ為復(fù)指數(shù)信號(hào)est包絡(luò)的增長(zhǎng)或衰減的系數(shù)），則由歐拉公式得 est＝e（σ＋jΩ）t＝eσtcos（Ωt）＋jeσtsin（Ωt） 可見，復(fù)指數(shù)信號(hào)est的波形隨復(fù)頻率s的不同取值而變化。 當(dāng)s＝0，即σ＝Ω＝0時(shí)，est＝1，則信號(hào)為直流信號(hào)；當(dāng)s＝σ，即σ≠0且Ω＝0時(shí)，est＝eσt就成為一個(gè)單調(diào)增長(zhǎng)（σ〉0）或單調(diào)衰減（σ〈0）的實(shí)指數(shù)信號(hào)，如圖1.1.9（a）所示；當(dāng)s＝j(luò)Ω，即σ＝0且Ω≠0時(shí)，est＝ejΩt＝cos（Ωt）＋jsin（Ωt），其實(shí)部是一個(gè)等幅余弦信號(hào)，虛部是一個(gè)等幅正弦信號(hào)，其實(shí)部波形如圖1.1.9（b）所示。在σ≠0且Ω≠0的一般情況下，est的實(shí)部是一個(gè)增幅（σ〉0）或減幅（σ〈0）的余弦信號(hào)，虛部是一個(gè)增幅（σ〉0）或減幅（σ〈0）的正弦信號(hào)，兩種不同σ的實(shí)部波形如圖1.1.9（c）和（d）所示。




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《普通高等教育"十一五"國家級(jí)規(guī)劃教材?全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材:信號(hào)分析與處理(第2版)》是由清華大學(xué)出版社出版發(fā)行的，主要介紹了信號(hào)分析與處理的基本原理、方法和應(yīng)用，可作為自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)等工科專業(yè)的本科生教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)教師和工程技術(shù)人員參考。





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