信號與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書全面系統(tǒng)地論述了信號與線性時不變系統(tǒng)分析的基本概念、基本理論和基本分析方法及其應(yīng)用。本書在第一版的基礎(chǔ)上，增加了大量Matlab程序，系統(tǒng)地論述了如何用Mat—lab對信號與系統(tǒng)進行分析和仿真。全書共9章，內(nèi)容包括：信號與系統(tǒng)的基本概念，LTI系統(tǒng)的時域分析，連續(xù)時間信號與系統(tǒng)傅里葉分析，離散時間信號與系統(tǒng)傅里葉分析，調(diào)制與采樣，s域分析，z變換，系統(tǒng)理論，狀態(tài)變量分析。    全書在取材上注重內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的完整性，著重于信號分析和系統(tǒng)分析，加強了與信號處理和系統(tǒng)設(shè)計等領(lǐng)域的聯(lián)系，增加了一些在工程上有著廣泛應(yīng)用背景的基本概念和基本分析方法，尤其是著名仿真軟件的引入。同時，在取材上也體現(xiàn)了課程應(yīng)用領(lǐng)域的演變，課程教學(xué)和內(nèi)，容安排上的發(fā)展，注重經(jīng)典理論與新技術(shù)的融合。教材內(nèi)容適用于不同學(xué)時的教學(xué)課程，可根據(jù)不同學(xué)時和教學(xué)要求，靈活組合授課內(nèi)容。    本書可作為通信工程專業(yè)、信息工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、自控類和計算機專業(yè)等工科或理科信號與系統(tǒng)課程的教材，也可以供從事信息獲取、處理、傳輸?shù)认嚓P(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)和工作的研究生、教師和科技工作者參考。

書籍目錄

1  信號與系統(tǒng)的基本概念  1.O  引言  1.1  信號與系統(tǒng)的基本概念    1.1.1  信號的描述與信號的分類    1.1.2  系統(tǒng)的表示與分類  1.2  基本的連續(xù)時間信號    1.2.1  連續(xù)時間復(fù)指數(shù)信號與正弦信號    1.2.2  奇異信號    1.2.3  其他連續(xù)時間信號  1.3  基本的離散時間信號    1.3.1  單位脈沖序列和單位階躍序列及其相關(guān)序列    1.3.2  離散時間復(fù)指數(shù)信號與正弦信號  1.4  信號的組合運算與自變量變換    1.4.1  信號的組合運算    1.4.2  信號的自變量變換  1.5  系統(tǒng)的描述    1.5.1  系統(tǒng)的模型    1.5.2  系統(tǒng)的互聯(lián)  1.6  系統(tǒng)的基本性質(zhì)    1.6.1  線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)    1.6.2  時變系統(tǒng)和時不變系統(tǒng)    1.6.3  增量線性系統(tǒng)    1.6.4  記憶系統(tǒng)與無記憶系統(tǒng)    1.6.5  因果性與因果系統(tǒng)    1.6.6  可逆性與可逆系統(tǒng)    1.6.7  系統(tǒng)的穩(wěn)定性  習(xí)題12　LTI系統(tǒng)的時域分析  2.0  引言  2.1  連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的時域分析    2.1.1  信號的脈沖分解：用＆（￡）表示連續(xù)時間信號    2.1.2  連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的卷積積分與單位沖激響應(yīng)    2.1.3  卷積積分的圖示法    2.1.4  卷積積分的性質(zhì)  2.2  離散時間LTI系統(tǒng)的時域分析    2.2.1  離散時間信號的脈沖分解：用&[N]表示離散時間信號    2.2.2  離散時間LTI系統(tǒng)的卷積和與單位脈沖響應(yīng)    2.2.3  卷積和的性質(zhì)  2.3  單位沖激／脈沖響應(yīng)與LTI系統(tǒng)性質(zhì)    2.3.1  LTI系統(tǒng)的可逆性與可逆系統(tǒng)    2.3.2  LTI系統(tǒng)的穩(wěn)定性    2.3.3  LTI系統(tǒng)的因果性    2.3.4  LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)    2.3.5  LTI系統(tǒng)的特征函數(shù)  2.4  LTI系統(tǒng)的微分、差分方程描述    2.4.1  連續(xù)時間LTI系統(tǒng)微分方程描述及其經(jīng)典解法    2.4.2  離散時間LTI系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其差分方程的經(jīng)典求解  2.5  LTI系統(tǒng)的響應(yīng)分解：零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)  2.6  LTI系統(tǒng)的框圖表示  2.7  LTI系統(tǒng)的Matlab求解與仿真    2.7.1  連續(xù)時間LTI系統(tǒng)的求解    2.7.2  離散時間LTI系統(tǒng)的求解    2.7.3  卷積計算    2.7.4  LTI系統(tǒng)的仿真  習(xí)題23　連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析  3.0  引言  3.1  連續(xù)時間周期信號的諧波復(fù)指數(shù)信號表示：連續(xù)時間傅里葉級數(shù)    3.1.1  連續(xù)時間傅里葉級數(shù)    3.1.2  典型周期信號的傅里葉級數(shù)展開    3.1.3  連續(xù)時間傅里葉級數(shù)的收斂與周期信號傅里葉級數(shù)的近似表示　……4　離散時間信號與系統(tǒng)的頻域分析5　采樣與調(diào)制6　信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析7　z變換8　系統(tǒng)理論9　狀態(tài)變量分析部分習(xí)題答案參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.0　引言　　隨著以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的計算機技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的高度發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們已進入了信息化時代，這是一個通過信息的流通、信息的積累、信息的處理以及信息的利用導(dǎo)致經(jīng)濟社會形態(tài)均發(fā)生質(zhì)的變化的社會。通過信息高速公路連接的四通八達的網(wǎng)絡(luò)，高速的信息處理系統(tǒng)及高度可靠的信息管理系統(tǒng)為各種社會團體和個人提供多種多樣的信息服務(wù)，滿足了各種人群的生產(chǎn)經(jīng)濟、社會活動、生活質(zhì)量提高的需要?，F(xiàn)在，生活在信息化時代的人們無論誰，無論在何地，無論在何時，都與信號與系統(tǒng)息息相關(guān)：從個人電腦、手機、家用電器、汽車，到銀行的自動取款機、公交車的刷卡機、超市收銀員的掃描儀等無一不是信號與系統(tǒng)的典型例子。今天人們已經(jīng)充分認(rèn)識到信息是現(xiàn)代社會中與能源、材料同樣重要的、人們生存發(fā)展必不可少的三大資源之一。信息像其他資源一樣，要使它產(chǎn)生經(jīng)濟或社會效益，形成人們的有形或無形資產(chǎn)，需要一個完整的運作環(huán)節(jié)，那就是采集和生成信息、處理和加工信息、存儲和管理信息、傳送和交換以及操作和應(yīng)用信息等。廣義地說信息是以一定的規(guī)則組織在一起的事實的集合。信息的表現(xiàn)形態(tài)有數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像四種，但它不能直接傳送，必須將它轉(zhuǎn)換成易傳輸和處理的信號，因此信號與信息不同，它是信息的載體。神舟6號宇宙飛船上的宇航員在太空遨游時傳回地面的太空情景圖像、聲音等都是由宇航員用攝像機把太空的各種信息轉(zhuǎn)換成可以遠距離傳送的電信號，再經(jīng)過專門的發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送，這些電信號通過一定的通信頻道后，最后由地面的接收系統(tǒng)把它們轉(zhuǎn)換成人們可看見的電視信號、可聽見的聲音信號?？梢娦畔⑹且啃盘杹頂y帶的?！　⌒盘栍懈鞣N不同的表現(xiàn)形式，如古代傳送烽火的光信號，擊鼓鳴金的聲信號，無線電廣播和電視發(fā)射的電磁波信號等。在各種信號中電信號是最便于存儲、傳輸、處理和再現(xiàn)的，應(yīng)用也最廣泛，在實際應(yīng)用中，常通過各類傳感器將各種物理量如聲波、光波強度、機械運動的位移或速度等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘??！　∮嘘P(guān)信號和系統(tǒng)分析的概念和方法在很多科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域起著極其重要的作用。盡管在通信、航空與宇航、生物工程、化學(xué)過程控制與語音等方面各個領(lǐng)域中信號與系統(tǒng)的物理性質(zhì)各不相同，但這些系統(tǒng)都具有兩個基本的相同點，一是作為一個或幾個獨立變量函數(shù)的信號都包含了有關(guān)某些現(xiàn)象特性的信息，二是系統(tǒng)總是會對給定的信號產(chǎn)生出另一種期待的響應(yīng)信號?！　⌒盘柡拖到y(tǒng)的分析方法不僅可用于已有系統(tǒng)的分析，還可用于系統(tǒng)的設(shè)計，有時還需要從設(shè)計的系統(tǒng)中提取信號中某些特定的信息，例如可從一組以往的經(jīng)濟數(shù)據(jù)來預(yù)測它將來的趨勢和其他一些特性，從而對走向做出判斷。此外，這種分析方法還可用于改變或控制某一已知系統(tǒng)的性能。如通過安裝各種傳感器來檢測化工廠內(nèi)某生產(chǎn)線上溫度、濕度、化學(xué)成分等物理信號，然后控制系統(tǒng)根據(jù)測得的這些傳感器信號大小調(diào)節(jié)像流速和溫度這些物理量以控制正在進行的化學(xué)過程?！　”菊聦Ρ菊n程要用到的有關(guān)信號與系統(tǒng)的基本概念如信號、系統(tǒng)分類、常用基本信號、系統(tǒng)的模型、線性時不變系統(tǒng)（Linear Time Invariant System，LTIS）的性質(zhì)作簡要的敘述。

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