信號與系統

作者：郭改枝、俞宗佐、郭瑛

定價：39元

印次：1-1

ISBN：9787302337157

出版日期：2013.11.01

印刷日期：2013.10.17

本書主要介紹連續時間信號與系統的基本概念及時域分析方法、離散時間信號與系統及時域分析方法、三大變換(傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換)、系統的狀態變數分析法等內容。為了讓學生在學習信號與系統基本知識的同時，掌握計算機輔助分析的方法，本書加入了MATLAB實踐部分，使用MATLAB對每章講述的重點、難點內容進行形象、直觀的計算機模擬與模擬實現，從而加深對信號與系統基本原理、方法及應用的理解，為了幫助讀者掌握所學內容，提高分析和解決問題的能力，書中每章均附有習題，書後附有各章典型習題的參考答案。本書適合作為普通高等學校電子信息類專業和相近專業的本科生和工程碩士研究生的教材及非電子信息類專業碩士研究生教材，也可作為科技人員的參考書。

第1章信號與線性時不變系統

1．1信號與系統

1．1．1如何理解信號

1．1．2如何理解系統

1．2信號的描述及分類

1．2．1信號的分類

1．2．2常用信號

1．3信號的運算

1．3．1概念

1．3．2信號的其他運算

1．4奇異信號

1．4．1單位斜變信號

1．4．2單位階躍信號u(t)

1．4．3單位衝激信號δ(t)

1．4．4衝激偶信號 δ′(t)

1．5信號的分解

1．6系統模型及其分類

1．6．1系統模型

1．6．2系統的分類

1．6．3系統的聯結

1．7信號與系統的應用

1．8連續時間信號產生與運算的MATLAB實現

1．8．1MATLAB中連續時間信號的表示

1．8．2MATLAB中連續時間信號的運算

習題

第2章連續時間系統的時域分析

2．1系統分析方法

2．2微分方程的建立與求解

2．2．1微分方程的建立

2．2．2解微分方程

2．2．3常用到的概念

2．3起始點的跳變——從0-到0+狀態的轉換

2．3．1起始點的跳變——從0-到0+狀態的轉換

2．3．2幾個重要概念

2．3．3從0-到0+狀態的轉換

2．3．4確定初始備件的方法

2．3．5δ(t)函數匹配法(平衡法)確定初始條件

2．4零輸入響應和零狀態響應

2．4．1基本概念

2．4．2完全響應的求解過程

2．4．3線性特性

2．5衝激響應與階躍響應

2．5．1衝激響應h(t)

2．5．2階躍響應g(t)

2．6卷積

2．7卷積的性質

2．7．1卷積的性質

2．7．2卷積的應用

2．8信號的相關

2．8．1信號的自相關函數

2．8．2信號的互相關函數

2．8．3相關與卷積的關係

2．9用MATLAB實現連續時間系統的時域分析

2．9．1MATLAB中連續時間系統零狀態響應求解

2．9．2卷積的實現

習題

第3章離散信號與離散系統

3．1序列——離散時間信號

3．1．1概念

3．1．2離散時間信號的運算

3．1．3幾種典型序列

3．2離散系統的數學模型——常係數差分方程

3．3離散時間系統的特點

3．4離散時間系統的模擬

3．4．1離散時間系統運算單元

3．4．2離散時間系統的階數

3．5求解常係數的差分方程

3．5．1用迭代法(或稱遞推法)求解常係數差分方程

3．5．2用時域經典法(齊次解+特解)求解常係數差分方程

3．6離散時間系統的單位樣值(單位衝激)響應

3．6．1單位樣值響應的求解方法

3.6.2因果系統與穩定系統

3.7卷積(卷積和)

3.7.1序列的卷積和

3.7.2卷積和的計算

3.8離散信號的自相關函數

3.9離散時間信號與系統時域分析的MATLAB實現

3.9.1MATLAB中離散時間信號的表示

3.9.2離散時間信號的簡單時域變換

3.9.3離散系統的時域響應

3.9.4離散時間信號的卷積（卷積和）

習題

第4章信號的頻域分析——傅里葉變換

4.1周期信號的傅里葉級數分析

4.1.1三角函數形式的傅里葉級數

4.1.2指數形式的傅里葉級數

4.1.3函數的對稱性與傅里葉係數的關係

4.1.4傅里葉有限項級數與最小方均誤差

4.2典型周期信號的傅里葉級數

4.3傅里葉變換——非周期信號的頻譜分析方法

4.3.1定義的引出

4.3.2傅里葉變換的含義

4.3.3傅里葉變換存在的條件

4.4幾種典型非周期信號的傅里葉變換

4.4.1矩形脈衝信號

4.4.2單、雙邊指數信號

4.4.3符號函數sgn(t)

4.4.4升餘弦函數

4.5衝激函數和階躍函數的傅里葉變換

4.5.1衝激函數的傅里葉變換

4.5.2衝激偶函數的傅里葉變換

4.5.3階躍函數的傅里葉變換

4.6傅里葉變換的基本性質

4.6.1對稱性

4.6.2線性特性

4.6.3奇、偶、虛、實特性

4.6.4尺度變換特性——時頻展縮特性

4.6.5時移特性

4.6.6頻移特性

4.6.7微分特性

4.6.8積分特性——時域積分

4.6.9卷積特性

4.7周期信號的傅里葉變換

4.7.1正(余)弦信號的傅里葉變換

4.7.2其他周期信號的傅里葉變換

4.7.3周期性脈衝序列的傅里葉級數係數Fn與F[f0(t)]的關係

4.8抽樣信號的傅里葉變換

4.8.1時域抽樣

4.8.2頻域抽樣

4.9抽樣定理

4.10連續線性時不變系統的頻域分析方法

4.10.1系統在非周期信號激勵下的響應

4.10.2系統在周期信號激勵下的響應

4.11無失真傳輸

4.12理想低通濾波器的單位衝激響應

4.13理想低通濾波器的階躍響應

4.14調製與解調

4.14.1調製信號

4.14.2雙邊帶傳輸抑制載波

4.14.3單邊帶傳輸抑制載波

4.15激勵和響應的能量譜與功率譜

4.15.1能量有限信號和功率有限信號

4.15.2能量譜

4.15.3功率譜

4.15.4系統特性對激勵信號自相關函數的影響

4.15.5周期信號的功率譜

4.16佩利——維納準則和希爾伯特變換

4.16.1佩利——維納準則

4.16.2希爾伯特變換

4.17連續時間系統頻域分析的MATLAB實現

4.17.1連續時間信號的傅里葉變換與逆變換

4.17.2周期信號的頻譜

4.17.3非周期信號的頻譜

習題

第5章連續時間信號的復頻域分析

5.1引言

5.2拉普拉斯變換(LT)的定義及其收斂域

5.2.1由傅里葉變換引出拉普拉斯變換

5.2.2(單邊)拉氏變換的收斂域

5.2.3常用信號的拉氏變換

5.3拉氏變換的基本性質

5.3.1線性特性(疊加性)

5.3.2時域微分特性

5.3.3時域積分定理

5.3.4延時（時域平移）

5.3.5S域平移

5.3.6尺度變換

5.3.7初值定理

5.3.8終值定理

5.3.9S域微分定理

5.3.10S域積分定理

5.3.11時域卷積特性

5.4拉氏變換逆變換

5.4.1部分分式分解

5.4.2部分分式分解方法的幾種情況

5.4.3用留數定理求逆變換

5.5用拉氏變換法分析電路、S域元件模型

5.5.1對微分方程進行拉氏變化（LT）

5.5.2用“S域元件模型法”求解

5.6系統函數H(s)

5.6.1H(s)的概念

5.6.2H(s)的求法

5.7由H(s)的零、極點分佈決定系統的時域特性

5.7.1零、極點的概念

5.7.2由H(s)的極點分佈決定h(t)的函數特性

5.7.3H(s)零點分佈的情況隻影響到時域函數的幅度和相位

5.7.4H(s)，E(s)極點分佈與自由響應，強迫響應特徵的對應

5.8由系統函數零極點分佈決定頻響特性

5.8.1頻響特性

5.8.2頻響曲線

5.9線性系統的穩定性

5.9.1了解穩定性的含義

5.9.2穩定性的定義

5.9.3判斷穩定性的方法

5.10連續時間系統S域分析的MATLAB實現

5.10.1利用MATLAB求解拉氏變換及拉氏逆變換

5.10.2利用MATLAB實現部分分式的展開

5.10.3利用MATLAB得到系統函數H(s)的零極點圖

5.10.4利用MATLAB分析系統的頻率特性

習題

第6章Z變換、離散時間系統的Z域分析

6.1從連續信號抽樣的拉普拉斯變換到Z變換

6.2Z變換定義、典型序列的Z變換

6.2.1Z變換定義

6.2.2典型序列的Z變換

6.3Z變換的收斂域

6.3.1Z變換的收斂域定義

6.3.2級數收斂的充分必要條件

6.4逆Z變換

6.5Z變換的基本性質

6.6Z變換與拉普拉斯變換的關係

6.6.1z平面與s平面的映射關係

6.6.2Z變換與拉氏變換表達式的對應關係

6.7利用Z變換解差分方程

6.8離散時間系統的系統函數

6.8.1單位樣值響應與系統函數

6.8.2系統函數的零極點分佈對系統特性的影響

6.9離散時間系統信號流圖表示法及系統函數結構圖

6.9.1用信號流圖表示離散時間系統

6.9.2系統函數結構圖

6.10離散系統的Z域分析在MATLAB中的實現

6.10.1Z變換和逆Z變換的MATLAB實現

6.10.2用MATLAB實現部分分式的展開

6.10.3用MATLAB得到系統函數H(z)的零極點圖

6.10.4用MATLAB分析系統的頻率特性

習題

第7章系統的狀態變數分析

7.1狀態變數與狀態方程

7.1.1系統用狀態變數描述的基本術語

7.1.2系統的狀態變數描述

7.2連續時間系統狀態方程的建立

7.2.1根據電路圖列寫狀態方程

7.2.2由系統的模擬框圖或信號流圖建立狀態方程

7.2.3由微分方程或系統函數建立狀態方程

7.3離散時間系統狀態方程的建立

7.3.1由系統框圖或信號流圖建立狀態方程

7.3.2由差分方程或系統函數建立狀態方程

7.4連續時間系統狀態方程的求解

7.4.1時域解法

7.4.2變換域解法

7.5離散時間系統狀態方程的求解

7.5.1時域解法

7.5.2變換域解法

7.6系統的可控制性與可觀測性

7.7系統狀態變數分析的MATLAB實現

7.7.1用MATLAB實現系統微分方程到狀態方程的轉換

7.7.2用MATLAB由系統的狀態方程求系統函數

7.7.3用MATLAB求解連續系統狀態方程

7.7.4用MATLAB求解離散系統狀態方程

習題

附錄AMATLAB簡介

習題答案

參考文獻