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信號(hào)與系統(tǒng)分析 版權(quán)信息
- ISBN：9787121254468
- 條形碼：9787121254468 ; 978-7-121-25446-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
信號(hào)與系統(tǒng)分析 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書為工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材，主要研究確定性信號(hào)在時(shí)域和變換域中的表示方法和特性，線性時(shí)不變系統(tǒng)在時(shí)域和變換域中的描述和特性，以及信號(hào)通過線性時(shí)不變系統(tǒng)傳輸與處理的時(shí)域分析和變換域分析，重點(diǎn)是變換域分析。 全書共10章。第1章介紹信號(hào)與系統(tǒng)的概念、特性以及信號(hào)的運(yùn)算與變換。第2章介紹連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和求解方法，并引入沖激響應(yīng)和卷積積分的概念。第3章介紹連續(xù)時(shí)間傅里葉變換的基本理論和方法。第4章介紹連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析，并討論傅里葉變換在濾波、調(diào)制和傳輸中的應(yīng)用。第5章介紹拉普拉斯變換及其在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。第6章介紹連續(xù)時(shí)間信號(hào)的抽樣與量化。第7章介紹離散時(shí)間系統(tǒng)的求解方法、抽樣響應(yīng)與線性卷積和。第8章介紹離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析。第9章介紹離散信號(hào)的傅里葉變換的基本理論和方法。第10章介紹連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析。本書提供配套多媒體電子課件等。
信號(hào)與系統(tǒng)分析 目錄
目 錄
第1章 信號(hào)與系統(tǒng)概述 1
1.1 引言 1
1.2 信息、信號(hào)和系統(tǒng) 1
1.3 信號(hào)的描述和分類 2
1.3.1 確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào) 2
1.3.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào) 3
1.3.3 實(shí)信號(hào)與復(fù)信號(hào) 4
1.3.4 周期信號(hào)與非周期信號(hào) 4
1.3.5 能量信號(hào)與功率信號(hào) 5
1.3.6 普通信號(hào)與奇異信號(hào) 6
1.3.7 一維信號(hào)與多維信號(hào) 6
1.3.8 因果信號(hào)與反因果信號(hào) 6
1.4 典型連續(xù)時(shí)間信號(hào)及其基本性質(zhì) 7
1.4.1 正弦型信號(hào) 7
1.4.2 指數(shù)信號(hào) 7
1.4.3 矩形脈沖和三角脈沖 8
1.4.4 抽樣信號(hào) 9
1.4.5 符號(hào)信號(hào) 10
1.4.6 鐘形脈沖信號(hào) 10
1.5 奇異信號(hào)及其基本性質(zhì) 10
1.5.1 單位斜變信號(hào) 10
1.5.2 單位階躍信號(hào) 11
1.5.3 單位沖激信號(hào) 12
1.6 典型離散時(shí)間信號(hào)及其基本性質(zhì) 16
1.6.1 單位采樣序列 (n) 16
1.6.2 單位階躍序列u(n) 17
1.6.3 矩形序列RN(n) 17
1.6.4 正弦序列 18
1.6.5 實(shí)指數(shù)序列 18
1.6.6 復(fù)指數(shù)序列 18
1.6.7 周期序列 19
1.7 信號(hào)的基本運(yùn)算 20
1.7.1 相加和相乘 20
1.7.2 信號(hào)的時(shí)移 21
1.7.3 信號(hào)的反褶 21
1.7.4 信號(hào)的尺度變換 22
1.7.5 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的微分和離散時(shí)間信號(hào)的差分運(yùn)算 25
1.7.6 連續(xù)時(shí)間信號(hào)積分和離散時(shí)間序列累加運(yùn)算 25
1.7.7 信號(hào)的對(duì)稱 26
1.8 信號(hào)的分解 27
1.8.1 直流分量和交流分量 27
1.8.2 偶分量和奇分量 27
1.8.3 脈沖分量 28
1.8.4 實(shí)部分量和虛部分量 29
1.9 系統(tǒng)模型及分類 30
1.9.1 系統(tǒng)模型 30
1.9.2 系統(tǒng)的分類 34
1.10 線性時(shí)不變系統(tǒng)的性質(zhì) 37
1.10.1 線性性質(zhì) 37
1.10.2 時(shí)不變性質(zhì) 38
1.10.3 微分特性 38
1.10.4 積分特性 38
1.10.5 頻率保持性 38
1.11 線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析方法 39
習(xí)題 40
第2章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析 43
2.1 引言 43
2.2 經(jīng)典時(shí)域解法 43
2.2.1 微分方程的建立與求解 43
2.2.2 從0到0+狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 47
2.3 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng) 49
2.3.1 零輸入響應(yīng) 49
2.3.2 零狀態(tài)響應(yīng) 50
2.3.3 零輸入線性和零狀態(tài)線性 51
2.4 沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) 52
2.4.1 沖激響應(yīng) 52
2.4.2 階躍響應(yīng) 54
2.5 卷積積分 56
2.5.1 卷積積分的定義 56
2.5.2 卷積積分的計(jì)算——圖解法 57
2.5.3 卷積運(yùn)算的性質(zhì) 59
2.5.4 利用卷積積分計(jì)算線性時(shí)不變系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 62
2.6 基于單位沖激響應(yīng)的系統(tǒng)特性分析 65
2.6.1 有記憶和無記憶線性時(shí)不變系統(tǒng) 65
2.6.2 線性時(shí)不變系統(tǒng)的可逆性 65
2.6.3 線性時(shí)不變系統(tǒng)的因果性 65
2.6.4 線性時(shí)不變系統(tǒng)的穩(wěn)定性 66
2.7 相關(guān) 66
2.7.1 相關(guān)的概念 66
2.7.2 相關(guān)函數(shù)及其性質(zhì) 68
2.7.3 相關(guān)與卷積的關(guān)系 71
習(xí)題 72
第3章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻域分析 76
3.1 引言 76
3.2 正交函數(shù)集與信號(hào)的正交分解 76
3.2.1 矢量的正交分解 77
3.2.2 信號(hào)的正交分解 77
3.2.3 帕塞瓦爾定理 80
3.3 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 80
3.3.1 三角函數(shù)形式周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 80
3.3.2 指數(shù)函數(shù)形式周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 82
3.3.3 周期信號(hào)的功率譜 84
3.3.4 周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)的收斂性與傅里葉級(jí)數(shù)的近似 85
3.3.5 傅里葉級(jí)數(shù)系數(shù)與函數(shù)對(duì)稱性的關(guān)系 86
3.4 周期矩形脈沖信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 89
3.4.1 周期矩形脈沖信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 89
3.4.2 周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜圖 90
3.4.3 頻譜結(jié)構(gòu)與波形參數(shù)之間的關(guān)系 91
3.5 非周期信號(hào)的傅里葉變換 93
3.5.1 非周期信號(hào)傅里葉變換表示式的導(dǎo)出 93
3.5.2 三角函數(shù)形式的傅里葉變換 95
3.5.3 傅里葉變換存在的條件 95
3.5.4 典型非周期信號(hào)的傅里葉變換 95
3.6 連續(xù)時(shí)間信號(hào)傅里葉變換的性質(zhì)及應(yīng)用 102
3.6.1 線性性質(zhì) 102
3.6.2 奇偶虛實(shí)性 103
3.6.3 尺度變換特性 105
3.6.4 對(duì)偶性 107
3.6.5 時(shí)移特性 109
3.6.6 頻移特性 111
3.6.7 時(shí)域微分特性 112
3.6.8 時(shí)域積分特性 113
3.6.9 頻域微分特性 118
3.6.10 頻域積分特性 119
3.6.11 時(shí)域卷積特性 119
3.6.12 頻域卷積特性 121
3.6.13 帕塞瓦爾（Parseval）定理 121
3.7 周期信號(hào)的傅里葉變換 123
3.7.1 指數(shù)、正弦、余弦信號(hào)的傅里葉變換 123
3.7.2 一般周期信號(hào)的傅里葉變換 124
3.7.3 傅里葉變換與傅里葉級(jí)數(shù)系數(shù)的關(guān)系 125
習(xí)題 128
第4章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析 133
4.1 引言 133
4.2 系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù) 133
4.3 非周期信號(hào)通過線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析法 135
4.4 周期信號(hào)通過系統(tǒng)的頻域分析法 139
4.5 無失真?zhèn)鬏?143
4.6 理想低通濾波器 148
4.6.1 理想低通濾波器的頻率特性和沖激響應(yīng) 150
4.6.2 理想低通濾波器的階躍響應(yīng) 152
4.6.3 理想低通濾波器對(duì)矩形脈沖的響應(yīng) 154
4.7 佩利維納準(zhǔn)則和實(shí)際濾波器 156
4.7.1 系統(tǒng)的物理可實(shí)現(xiàn)性和佩利維納準(zhǔn)則 156
4.7.2 實(shí)際濾波器 157
4.8 調(diào)制與解調(diào) 158
4.8.1 調(diào)制的性質(zhì) 158
4.8.2 連續(xù)時(shí)間正弦幅度調(diào)制 159
4.8.3 正弦幅度調(diào)制的解調(diào) 160
習(xí)題 162
第5章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)頻域分析 165
5.1 引言 165
5.2 拉普拉斯變換 165
5.2.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 165
5.2.2 拉普拉斯變換的物理意義 167
5.2.3 拉普拉斯變換的收斂性 167
5.2.4 常用信號(hào)的單邊拉普拉斯變換 168
5.3 單邊拉普拉斯變換的性質(zhì) 170
5.3.1 線性性質(zhì) 170
5.3.2 時(shí)移特性 170
5.3.3 s域平移特性 173
5.3.4 時(shí)域微分特性 173
5.3.5 時(shí)域積分特性 174
5.3.6 s域微分特性 177
5.3.7 s域積分特性 178
5.3.8 尺度變換特性 178
5.3.9 初值定理 179
5.3.10 終值定理 179
5.3.11 時(shí)域卷積定理 181
5.3.12 s域卷積定理 181
5.4 拉普拉斯逆變換 183
5.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系 188
5.6 線性時(shí)不變系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 192
5.6.1 基本信號(hào)est激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng) 192
5.6.2 一般信號(hào)x(t)激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng) 193
5.6.3 系統(tǒng)常系數(shù)微分方程的復(fù)頻域解 194
5.7 系統(tǒng)函數(shù) 197
5.7.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義 197
5.7.2 系統(tǒng)的s域方框圖表示 199
5.8 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 202
5.8.1 系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn) 202
5.8.2 系統(tǒng)函數(shù)零、極點(diǎn)分布與系統(tǒng)沖激響應(yīng)h(t)模式的關(guān)系 203
5.8.3 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與系統(tǒng)響應(yīng)模式的關(guān)系 207
5.8.4 系統(tǒng)函數(shù)零、極點(diǎn)分布與系統(tǒng)頻響特性的關(guān)系 210
5.9 系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性 216
5.9.1 系統(tǒng)的因果性 216
5.9.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 216
習(xí)題 221
第6章 從連續(xù)到離散的過渡：抽樣與量化 227
6.1 引言 227
6.2 時(shí)域抽樣定理 227
6.2.1 抽樣的時(shí)域表示 228
6.2.2 矩形脈沖序列的抽樣 229
6.2.3 沖激序列抽樣 230
6.2.4 時(shí)域抽樣定理 230
6.3 信號(hào)重建 233
6.3.1 理想內(nèi)插 233
6.3.2 零階保持內(nèi)插 234
6.3.3 線性內(nèi)插 237
6.4 信號(hào)重建中的實(shí)際困難 238
6.5 采樣定理的應(yīng)用 240
6.6 頻域抽樣定理 241
6.6.1 頻域抽樣 242
6.6.2 頻域抽樣定理 242
6.7 信號(hào)的截?cái)嗯c時(shí)窗 243
6.8 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的量化 246
習(xí)題 248
第7章 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析 250
7.1 引言 250
7.2 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的模型 250
7.2.1 常系數(shù)差分方程的建立 250
7.2.2 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的框圖模型 253
7.3 常系數(shù)差分方程的時(shí)域解法 254
7.3.1 常系數(shù)差分方程的經(jīng)典解法 254
7.3.2 常系數(shù)差分方程的迭代解法 257
7.3.3 離散時(shí)間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng) 258
7.4 線性卷積和與單位樣值響應(yīng) 259
7.4.1 線性卷積和 259
7.4.2 單位樣值響應(yīng) 262
7.4.3 互聯(lián)LTI系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng) 265
7.4.4 單位樣值響應(yīng)與LTI系統(tǒng)性質(zhì)的關(guān)系 266
7.5 離散相關(guān) 269
7.5.1 相關(guān)函數(shù)的定義 269
7.5.2 相關(guān)函數(shù)和線性卷積的關(guān)系 269
7.5.3 相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) 270
7.5.4 相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用 270
習(xí)題 272
第8章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析 275
8.1 引言 275
8.2 z變換 275
8.2.1 z變換的定義 275
8.2.2 z變換的收斂域 276
8.2.3 常用序列的z變換 279
8.3 z反變換 282
8.3.1 部分分式展開法 282
8.3.2 冪級(jí)數(shù)展開法（長(zhǎng)除法） 283
8.3.3. 圍線積分法（留數(shù)法） 284
8.4 z變換的性質(zhì) 285
8.5 z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系 291
8.6 離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析 293
8.6.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù) 293
8.6.2 利用z變換求解差分方程 294
8.6.3 因果穩(wěn)定系統(tǒng)的零、極點(diǎn)分析 296
8.6.4 離散時(shí)間系統(tǒng)的z域框圖 297
習(xí)題 300
第9章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 303
9.1 引言 303
9.2 離散時(shí)間傅里葉變換（DTFT） 303
9.2.1 離散傅里葉級(jí)數(shù)（DFS） 303
9.2.2 離散時(shí)間傅里葉變換 305
9.3 序列傅里葉變換的性質(zhì) 306
9.4 常用序列的傅里葉變換 310
9.5 DTFT與z變換、連續(xù)時(shí)間傅里葉變換（CTFT）的關(guān)系 313
9.5.1 DTFT與z變換的關(guān)系 313
9.5.2 DTFT與連續(xù)時(shí)間傅里葉變換的關(guān)系 314
9.5.3 4種傅里葉變換的比較 314
9.6 離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析 315
9.6.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 315
9.6.2 信號(hào)對(duì)離散時(shí)間系統(tǒng)的響應(yīng) 317
9.6.3 由零、極點(diǎn)分布圖分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 320
習(xí)題 322
第10章 狀態(tài)空間分析 324
10.1 引言 324
10.2 狀態(tài)變量與狀態(tài)方程 324
10.2.1 狀態(tài)與狀態(tài)變量的概念 324
10.2.2 狀態(tài)方程和輸出方程 326
10.3 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 327
10.3.1 由電路圖直接建立狀態(tài)方程 327
10.3.2 由輸入輸出方程建立狀態(tài)方程 329
10.4 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 333
10.5 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解 335
10.5.1 用拉普拉斯變換法求解狀態(tài)方程 335
10.5.2 用時(shí)域法求解狀態(tài)方程 338
10.6 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解 340
10.6.1 用時(shí)域法求解離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程 341
10.6.2 用z變換法求解離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程 342
10.7 線性系統(tǒng)的可控制性和可觀測(cè)性 346
10.7.1 線性系統(tǒng)的可控制性 346
10.7.2 線性系統(tǒng)的可觀測(cè)性 347
習(xí)題 348
參考文獻(xiàn) 351
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信號(hào)與系統(tǒng)分析 作者簡(jiǎn)介
王明泉，教授，中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院科研副院長(zhǎng)。中國(guó)科協(xié)專家，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無損檢測(cè)分會(huì)射線檢測(cè)專業(yè)委員會(huì)委員，山西省省委聯(lián)系的高級(jí)專家，全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽山西賽區(qū)專家組組長(zhǎng)，山西省青年科技工作者協(xié)會(huì)第四屆會(huì)員，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所兼職博導(dǎo)。
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