信號與系統(tǒng)

前言

　　本書的第1版已出版、發(fā)行8年，本版為修訂的第2版。這次修訂的目的旨在適應(yīng)現(xiàn)代科技和教育改革深入發(fā)展的需要以及我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對培養(yǎng)高質(zhì)量人才的需求?！　⌒盘柵c系統(tǒng)課程，在我國理工科大學(xué)單獨設(shè)課，開始于1979年，到現(xiàn)在已有25年的歷史。25年的借鑒學(xué)習(xí)與實踐探索，25年的開拓創(chuàng)新與經(jīng)驗總結(jié)，使我們對這門課程在教學(xué)計劃中的地位與作用、性質(zhì)與任務(wù)有了日趨成熟的認(rèn)識；使我們對這門課程的內(nèi)容深度、新度、量度、廣度的理解和把握日趨明確，在處理與工程數(shù)學(xué)、電路基礎(chǔ)、數(shù)字信號處理、通信原理、自動控制理論等課程的分工方面更加協(xié)調(diào)與合理。隨著教學(xué)改革的深入和現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，我們的教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)理念也在發(fā)生著變化與變革。我們就是在這樣的大背景下對本書的第1版進行修訂的。　　與第1版相比，第2版保持了第1版重視基本內(nèi)容、基本概念、基本理論和基本方法，精選傳統(tǒng)內(nèi)容，適度反映新內(nèi)容，理論聯(lián)系實際，講究教學(xué)方法，適于自學(xué)和教學(xué)等特色和風(fēng)格。第2版更加重視了科技創(chuàng)新意識、科學(xué)研究與技術(shù)研究方法論的培養(yǎng)，更加重視了科學(xué)思想方法、智力發(fā)展和非智力素質(zhì)的培養(yǎng)，同時也增加了一些反映近年來國內(nèi)外教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)法研究的新成果?！　〉?版在宏觀結(jié)構(gòu)體系方面沒有變動，在具體內(nèi)容方面有所刪減、補充或加強。第一章加強了信號的時域特性、時域變換與時域運算的分析，加強了線性時不變系統(tǒng)性質(zhì)的應(yīng)用。第二章刪去了系統(tǒng)的自然頻率、求系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的杜阿密爾積分法、卷積積分的數(shù)值計算等內(nèi)容，加強了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及用卷積積分法求系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的分析，刪去了用時域經(jīng)典法求系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的分析。第三章將用完備的正交函數(shù)集表示信號改為打“*”號的內(nèi)容。第四章加強了理想低通濾波器響應(yīng)特性、抽樣信號與抽樣定理的分析。第五章降低了對拉普拉斯正、反變換求解的要求，加強了用拉普拉斯變換法求系統(tǒng)響應(yīng)的分析。第六章刪去了系統(tǒng)函數(shù)的分類一節(jié)，加強了系統(tǒng)函數(shù)的應(yīng)用、系統(tǒng)模擬、信號流圖及系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析。第七章加強了離散信號時域特性、時域變換與時域運算的分析，加強了用卷積和法求離散系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的分析。第八章降低了對z正、反變換求解的要求，加強了離散系統(tǒng)的z域分析及z域系統(tǒng)函數(shù)應(yīng)用的分析。第九章作了適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)，將狀態(tài)空間與狀態(tài)軌跡一節(jié)改為打“*”號的內(nèi)容，將狀態(tài)方程的數(shù)值解一節(jié)刪去。對各章中計算機分析與求解的內(nèi)容，全部用最新程序語言進行了重新編寫。第2版對各章的習(xí)題全部重新進行了精選，使習(xí)題的數(shù)量適中，質(zhì)量提高，使基本題、中等題、提高題的比例更加體現(xiàn)教學(xué)的基本要求。書后給出了各章習(xí)題的答案。各章習(xí)題的全部解答可參考西北工業(yè)大學(xué)出版社出版的與本書配套的《信號與系統(tǒng)導(dǎo)教·導(dǎo)學(xué)·導(dǎo)考》一書。

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校教材·電子信息系列：信號與系統(tǒng)（第2版）》是根據(jù)教育部頒布的高等工業(yè)學(xué)?！缎盘柵c系統(tǒng)課程教學(xué)基本要求》編寫的。全書內(nèi)容共九章：信號與系統(tǒng)的基本概念；連續(xù)系統(tǒng)時域分析；連續(xù)信號頻域分析；連續(xù)系統(tǒng)頻域分析；連續(xù)系統(tǒng)復(fù)頻域分析；復(fù)頻域系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)模擬；離散信號與系統(tǒng)時域分析；離散信號與系統(tǒng)z域分析；狀態(tài)變量法。每章后有習(xí)題。　　《高等學(xué)校教材·電子信息系列：信號與系統(tǒng)（第2版）》可作為高等工業(yè)學(xué)校電子、通信、自動化、自控、計算機、信號檢測、電力等專業(yè)本科生信號與系統(tǒng)課程的教材，也可供其他專業(yè)選用和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 信號與系統(tǒng)的基本概念1-1信號的定義與分類1-2基本的連續(xù)信號及其時域特性1-3信號時域變換1-4信號時域運算*1-5信號時域分解1-6系統(tǒng)的定義與分類1-7線性時不變系統(tǒng)的性質(zhì)1-8線性系統(tǒng)分析概論*1-9信號時域變換與時域運算的計算機求解習(xí)題第二章 連續(xù)系統(tǒng)時域分析2-1系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型——微分方程與傳輸算子2-2系統(tǒng)微分方程的解——系統(tǒng)的全響應(yīng)2-3系統(tǒng)零輸入響應(yīng)的求解2-4系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)2-5卷積積分2-6求系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)的卷積積分法*2-7卷積積分的計算機求解習(xí)題二第三章 連續(xù)信號頻域分析*3-1用完備正交函數(shù)集表示信號3-2非正弦周期函數(shù)展開成傅里葉級數(shù)3-3周期信號的頻譜3-4非周期信號的頻譜3-5傅里葉變換的基本性質(zhì)3-6周期信號的傅里葉變換3-7功率信號、能量信號及其功率譜與能量譜*3-8周期信號傅里葉系數(shù)的計算機求解習(xí)題三第四章 連續(xù)系統(tǒng)頻域分析4-1引言4-2系統(tǒng)對非正弦周期信號的響應(yīng)4-3系統(tǒng)對非周期信號的響應(yīng)4-4頻域系統(tǒng)函數(shù)4-5無失真?zhèn)鬏敿捌錀l件4-6理想低通濾波器及其響應(yīng)4-7抽樣信號與抽樣定理4-8調(diào)制與解調(diào)4-9周期信號通過線性系統(tǒng)的計算機求解習(xí)題四第五章 連續(xù)系統(tǒng)復(fù)頻域分析5-1拉普拉斯變換5-2電路基爾霍夫定律的復(fù)頻域形式5-3電路元件伏安關(guān)系的復(fù)頻域形式5-4復(fù)頻域阻抗與復(fù)頻域?qū)Ъ{5-5線性系統(tǒng)復(fù)頻域分析法習(xí)題五第六章 復(fù)頻域系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)模擬6-1復(fù)頻域系統(tǒng)函數(shù)6-2系統(tǒng)函數(shù)的一般表示式及其零、極點圖6-3系統(tǒng)函數(shù)的應(yīng)用6-4系統(tǒng)的模擬圖與框圖6-5系統(tǒng)的信號流圖與梅森公式6-6系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定*6～7系統(tǒng)頻率特性的計算機求解習(xí)題六第七章 離散信號與系統(tǒng)時域分析7-1離散信號及其時域特性7-2離散系統(tǒng)及其數(shù)學(xué)描述7-3離散系統(tǒng)時域分析的經(jīng)典法7-4離散系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)7-5離散系統(tǒng)的卷積和分析*7-6離散系統(tǒng)時域響應(yīng)的計算機求解習(xí)題七第八章 離散信號與系統(tǒng)z域分析8-1離散信號的z變換8-2z變換的基本性質(zhì)8-32反變換8-4離散系統(tǒng)z域分析8-5z域系統(tǒng)函數(shù)H（z）8-6H（z）的零、極點分析8-7離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性*8-8離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的計算機分析習(xí)題八第九章 狀態(tài)變量法9-1基本概念與定義9-2連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程與輸出方程的列寫9-3連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程與輸出方程的s域解法9-4連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程與輸出方程的時域解法*9-5狀態(tài)空間與狀態(tài)軌跡9-6離散系統(tǒng)狀態(tài)變量分析9-7由狀態(tài)方程判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性*9-8狀態(tài)向量的線性變換*9-9系統(tǒng)的可控性與可觀測性習(xí)題九習(xí)題參考答案（部分）參考文獻

章節(jié)摘錄

　　一、信號的定義　　廣義地說，信號就是隨時間和空間變化的某種物理量或物理現(xiàn)象。例如在通信工程中，一般將語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等統(tǒng)稱為消息，在消息中包含著一定的信息。通信就是從一方向另一方傳送消息，給對方以信息。但傳送消息必須借助于一定形式的信號（光信號、電信號等）才能傳送和進行各種處理。因而，信號是消息的載體，是消息的表現(xiàn)形式，是通信的客觀對象，而消息則是信號的內(nèi)容?！　∪粜盘柋憩F(xiàn)為電壓、電流、電荷、磁鏈，則稱為電信號，它是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的信號。本書將只涉及電信號?！　⌒盘柾ǔＪ菚r間變量￡的函數(shù)。信號隨時間變量￡變化的函數(shù)曲線稱為信號的波形?！　?yīng)當(dāng)注意，信號與函數(shù)在概念的內(nèi)涵與外延上是有區(qū)別的。信號一般是時間變量t的函數(shù)，但函數(shù)并不一定都是信號，信號是實際的物理量或物理現(xiàn)象，而函數(shù)則可能只是一種抽象的數(shù)學(xué)定義?！　”緯鴮π盘柵c函數(shù)兩個概念混用，不予區(qū)分。例如正弦信號也說成正弦函數(shù)，或者相反；凡提到函數(shù)，指的均是信號。　　信號的特性可從兩方面來描述，即時域特性與頻域特性。信號的時域特性指的是信號的波形，出現(xiàn)時間的先后，持續(xù)時間的長短，隨時間變化的快慢和大小，重復(fù)周期的大小等。信號時域特性的這些表現(xiàn)，反映了信號中所包含的信息內(nèi)容。信號頻域特性的內(nèi)涵，我們將在第三章中闡述。 　　……

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