信號與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書第三版在宏觀結(jié)構(gòu)體系方面沒有變動(dòng)，在具體內(nèi)容方面有所修改、補(bǔ)充和加強(qiáng)。本書深入淺出而又系統(tǒng)全面地論述了信號與系統(tǒng)分析的基本理論和分析方法。全書共九章。內(nèi)容包括信號與系統(tǒng)的基本概念，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，連續(xù)時(shí)間傅里葉變換、連續(xù)時(shí)間信號的譜分析和時(shí)一頻分析，離散時(shí)間傅里葉變換、離散時(shí)間信號的譜分析，連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析，拉普拉斯變換、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析，Z變換、離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析，連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。

書籍目錄

第一章  信號與系統(tǒng)的基本概念  1.1  引言  1.2  信號的定義與描述  1.3  信號的分類  1.4  信號的基本運(yùn)算  1.5  基本連續(xù)時(shí)間信號  1.6  基本離散時(shí)間信號  1.7  系統(tǒng)的定義、描述與互聯(lián)  1.8  系統(tǒng)的特性與分類  1.9  線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析  習(xí)題第二章  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  2.1  引言  2.2  LTI系統(tǒng)的微分方程表示及響應(yīng)  2.3  零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)  2.4  單位沖激響應(yīng)  2.5  卷積積分  2.6  卷積積分的性質(zhì)  2.7  奇異函數(shù)  2.8  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬  習(xí)題第三章  離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.1  引言  3.2  離散時(shí)間系統(tǒng)的差分方程  3.3  差分方程的經(jīng)典解法  3.4  LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)  3.5  用抽樣序列表示任意序列  單位抽樣響應(yīng)  3.6  LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)  卷積和  3.7  卷積和的圖解  3.8  用單位抽樣響應(yīng)表示系統(tǒng)的性質(zhì)  3.9  反卷積及其應(yīng)用  3.10  離散時(shí)間系統(tǒng)的模擬  習(xí)題第四章  連續(xù)時(shí)間傅里葉變換  連續(xù)時(shí)間信號的譜分析和時(shí)-頻分析  4.1  引言  4.2  復(fù)指數(shù)函數(shù)的正交性  4.3  周期信號的表示  連續(xù)時(shí)間傅里葉級數(shù)  4.4  波形對稱性與傅里葉系數(shù)  4.5  周期信號的頻譜與功率譜  4.6  傅里葉級數(shù)的收斂性  吉伯斯現(xiàn)象  4.7  非周期信號的表示  連續(xù)時(shí)間傅里葉變換  4.8  傅里葉級數(shù)與傅里葉變換的關(guān)系  4.9  連續(xù)時(shí)間傅里葉變換的性質(zhì)與應(yīng)用  4.10  卷積定理及其應(yīng)用  4.11  相關(guān)  4.12  能量譜密度與功率譜密度  4.13  信號的時(shí)-頻分析和小波分析簡介  習(xí)題第五章  離散時(shí)間傅里葉變換  離散時(shí)間信號的譜分析  5.1  引言  5.2  連續(xù)時(shí)間信號的離散化  時(shí)域抽樣定理  5.3  頻域抽樣定理  5.4  周期的離散時(shí)間信號的表示  離散傅里葉級數(shù)  5.5  非周期離散時(shí)間信號的表示  離散時(shí)間傅里葉變換  5.6  離散傅里葉級數(shù)和離散時(shí)間傅里葉變換的關(guān)系  5.7  離散傅里葉變換  5.8  離散時(shí)間傅里葉變換的性質(zhì)  5.9  時(shí)域卷積定理及其應(yīng)用  5.10  周期卷積定理及其應(yīng)用  用DFT計(jì)算兩個(gè)有限長序列的卷積  5.11  周期相關(guān)定理及其應(yīng)用  5.12  頻域卷積定理及其應(yīng)用  5.13  離散時(shí)間傅里葉變換的性質(zhì)小結(jié)  習(xí)題第六章  連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析  6.1  引言  6.2  LTI系統(tǒng)對復(fù)指數(shù)信號的響應(yīng)  頻率響應(yīng)  6.3  互聯(lián)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)  級聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)  6.4  利用頻率響應(yīng)H(ω)或H(e)求系統(tǒng)對任意輸入的響應(yīng)  6.5  LTI系統(tǒng)頻率響應(yīng)的模和相位表示  無失真?zhèn)鬏? 6.6  波特圖  6.7  理想濾波器和可實(shí)現(xiàn)的非理想濾波器  6.8  希爾伯特變換  6.9  連續(xù)時(shí)間信號的離散時(shí)間處理  習(xí)題第七章  拉普拉斯變換  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析  7.1  引言  7.2  拉普拉斯變換  7.3  拉氏變換的性質(zhì)  7.4  常用函數(shù)的拉氏變換  7.5  拉普拉斯反變換  7.6  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析法  7.7  系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng)  7.8  系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)  7.9  系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)  7.10  系統(tǒng)的穩(wěn)定性  7.11  有源濾波器設(shè)計(jì)簡介  習(xí)題第八章  Z變換  離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析  8.1  引言  8.2  Z變換及其收斂域  8.3  Z變換的性質(zhì)  8.4  常用序列Z變換表  8.5  Z反變換  8.6  Z變換分析法  8.7  離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)  8.8  由零極點(diǎn)圖確定系統(tǒng)的頻率響應(yīng)  8.9  Z變換和拉氏變換的關(guān)系  8.10  Z變換在數(shù)字濾波中的應(yīng)用  習(xí)題第九章  連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析  9.1  引言  9.2  狀態(tài)變量與狀態(tài)空間方程  9.3  狀態(tài)空間方程的建立  9.4  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的解  9.5  離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的解  9.6  系統(tǒng)穩(wěn)定性  習(xí)題習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在極為廣泛的各種科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域中，人們經(jīng)常會(huì)遇到有關(guān)信號與系統(tǒng)的概念。例如在通信、雷達(dá)、電視與廣播、航空與宇航、電路設(shè)計(jì)、聲學(xué)、地震學(xué)、生物與醫(yī)學(xué)工程、能源產(chǎn)生與分配系統(tǒng)、化學(xué)過程控制及語音處理等方面都會(huì)見到或用到信號與系統(tǒng)的概念。舉例說，在電路中隨時(shí)間變化的電流或電壓是信號，電路本身是一個(gè)系統(tǒng)，而電路對輸入信號的響應(yīng)是輸出信號；在汽車中，駕駛員腳踩加速踏板產(chǎn)生壓力使汽車加速，這時(shí)加速踏板上的壓力是信號，汽車本身是一個(gè)系統(tǒng)，而汽車在油門板加壓下產(chǎn)生加速度是響應(yīng)，也就是輸出信號；在x光cT（計(jì)算機(jī)斷層）掃描機(jī)中，X光透射人體組織觀測體內(nèi)病變，這時(shí)透射人體的X光是信號，CT掃描機(jī)是系統(tǒng)，而觀測到的體內(nèi)病變（斷層圖像）是輸出信號。以上所提到的只是信號與系統(tǒng)概念極為廣泛應(yīng)用的少數(shù)幾個(gè)例子。　　需要指出，信號與系統(tǒng)概念的許多應(yīng)用已經(jīng)有了很長一段歷史，并從中產(chǎn)生出一整套分析信號與系統(tǒng)的基本方法和基本理論。而且，面對新技術(shù)的挑戰(zhàn)，信號與系統(tǒng)分析方法一直在不斷地演變和發(fā)展著。完全可以期望，隨著技術(shù)日益加速地進(jìn)步，會(huì)使日趨復(fù)雜的系統(tǒng)問題和信號處理問題得以更好地解決成為可能。因此，將來我們會(huì)看到信號與系統(tǒng)概念和分析方法能夠應(yīng)用到更為廣泛的領(lǐng)域中去?！　∥覀兩钋懈械叫盘柵c系統(tǒng)分析這一論題代表了科學(xué)家和工程師都必須關(guān)注的一整套知識，因此多年來《信號與系統(tǒng)》已成為培養(yǎng)信息工程及相關(guān)專業(yè)高級專門人才的一門重要課程。該課程主要討論信號與系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)或研究通信理論、電路理論、控制理論、信號處理與信號檢測等學(xué)科內(nèi)容奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　”菊聫男盘柵c系統(tǒng)的直觀概念、數(shù)學(xué)描述與表示人手，討論涉及有關(guān)信號與系統(tǒng)的某些基本概念，以使初學(xué)這門課程的學(xué)生初步地建立一個(gè)基礎(chǔ)，為后續(xù)章節(jié)進(jìn)一步分析信號與系統(tǒng)提供一個(gè)起點(diǎn)?！　?.2 信號的定義與描述1.信息、消息、信號要弄清信號的含義，應(yīng)先從信息和消息說起。消息是由符號、文字、數(shù)字或語言等組成的序列，一份電報(bào)、一句話、一段文字和報(bào)紙上登載的新聞都是消息。消息中所包含的事先不確定的內(nèi)容就是信息，換句話說，信息蘊(yùn)涵于不確定中，消息中不確定內(nèi)容愈多，則信息量就愈大。例如，在小孩子未出生之前，是男是女，各占一半，尚不能確定，如果這時(shí)醫(yī)生告訴你一定生男孩，醫(yī)生這句話（即消息）則很有信息。但在小孩出生之后，已經(jīng)知道是男孩，如果護(hù)士再來告訴你生的是男孩，這條消息就一點(diǎn)信息也沒有了。

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