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信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo)

包郵 信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo)

出版社:清華大學(xué)出版社出版時間:2022-09-01
開本: 16開 頁數(shù): 324
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信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo) 版權(quán)信息

信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo) 本書特色

1、 內(nèi)容完整系統(tǒng)。介紹信號與系統(tǒng)理論課程的所有重要知識點的仿真實現(xiàn),通過仿真結(jié)果分析常見問題,比較不同實現(xiàn)方法的運算效率等。 2、軟件和硬件結(jié)合。借助編程快速驗證原理,再配套一定的硬件實驗,將軟件仿真的靈活性、可擴(kuò)展性與硬件實現(xiàn)的實踐性結(jié)合,優(yōu)勢互補(bǔ)。 3、基礎(chǔ)和拓展結(jié)合。既提供一般驗證性實驗加深知識點理解,也提供進(jìn)階方案,攜手科研團(tuán)隊打造10個典型信號處理綜合實驗。 4、讀者體驗友好。精心制作17個教學(xué)視頻,包括編程講解(Simulink、GUI等)、硬件實驗演示和結(jié)果分析等,以及20個動圖、38個GUI程序。 5、開放源代碼。提供仿真實現(xiàn)的所有源代碼,以及基本實驗、進(jìn)階實驗的原始數(shù)據(jù)和完整實現(xiàn)代碼。 6、配套資源豐富。提供教學(xué)大綱、教學(xué)課件、GUI、源代碼、實驗報告模板、等教學(xué)資源,可掃描前言下方二維碼下載。

信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo) 內(nèi)容簡介

本書采用篇章式結(jié)構(gòu),與理論課程緊密相關(guān)。本書分為仿真基礎(chǔ)篇、仿真實現(xiàn)篇、基本實驗篇和進(jìn)階實驗篇四部分。仿真基礎(chǔ)篇主要介紹MATLAB軟件的編程原理和技巧,包括第1~3章。仿真實現(xiàn)篇主要介紹信號與系統(tǒng)課程重要知識點的仿真實現(xiàn),包括第4~8章。基本實驗篇主要介紹11個仿真實驗和4個硬件實驗,包括第9~11章。進(jìn)階實驗篇主要介紹10個具有明確科研背景的綜合及設(shè)計性實驗,對應(yīng)第12章。第13章為拓展閱讀。 本書可作為“MATLAB編程與工程應(yīng)用”課程的教材、“信號與系統(tǒng)”課程的配套實驗教材,也可作為本科畢業(yè)設(shè)計和信號處理領(lǐng)域工程實踐的參考書。

信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo) 目錄

仿真基礎(chǔ)篇


第1章MATLAB入門及計算


1.1簡介


1.2幫助系統(tǒng)


1.3變量、數(shù)據(jù)類型和顯示


1.4標(biāo)點符號和常用控制命令


1.5數(shù)組創(chuàng)建和編址尋訪


1.5.1數(shù)組的創(chuàng)建


1.5.2數(shù)組元素編址


1.5.3數(shù)組元素尋訪


1.6數(shù)組和矩陣運算


1.6.1運算符


1.6.2函數(shù)


1.7隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生和統(tǒng)計分析


1.8多項式計算


1.8.1多項式的表示和求值


1.8.2多項式求根


1.8.3多項式的乘除


1.8.4多項式擬合


1.9符號計算


1.9.1符號變量和符號表達(dá)式的創(chuàng)建


1.9.2符號表達(dá)式的計算


第2章MATLAB程序設(shè)計及繪圖


2.1M文件


2.1.1腳本文件


2.1.2函數(shù)文件


2.2程序控制


2.2.1循環(huán)結(jié)構(gòu)


2.2.2選擇結(jié)構(gòu)


2.2.3其他命令


2.3常見錯誤類型


2.4良好的編程習(xí)慣


2.5二維繪圖


2.5.1繪圖函數(shù)


2.5.2軸系形態(tài)和標(biāo)識


2.5.3多次疊繪和多子圖


2.6三維繪圖


2.6.1曲線圖


2.6.2曲面圖


2.7圖形窗編輯


第3章Simulink及GUI


3.1Simulink簡介和啟動


3.2Simulink基本模塊


3.2.1Sources庫


3.2.2Sinks庫


3.3Simulink實例


3.4GUI簡介


3.5GUI啟動


3.6GUI設(shè)計步驟


3.6.1分析需求


3.6.2完成布局


3.6.3修改控件屬性


3.6.4保存GUI


3.7回調(diào)函數(shù)編寫


3.8GUI運行


仿真實現(xiàn)篇



第4章信號與系統(tǒng)的時域分析


4.1連續(xù)時間基本信號產(chǎn)生


4.1.1復(fù)指數(shù)信號


4.1.2單位階躍信號



4.1.3單位沖激信號


4.1.4斜坡信號


4.1.5門信號


4.1.6三角信號


4.1.7抽樣信號


4.1.8周期矩形脈沖信號


4.1.9周期三角信號


4.2離散時間基本信號產(chǎn)生


4.2.1復(fù)指數(shù)序列


4.2.2單位階躍序列


4.2.3單位樣值序列


4.2.4矩形序列


4.3信號的基本運算


4.3.1信號的相加和相乘


4.3.2信號的翻轉(zhuǎn)、展縮和平移


4.3.3離散時間信號的差分與累加


4.3.4連續(xù)時間信號的微分與積分


4.3.5信號的奇偶分解


4.4系統(tǒng)的分類


4.4.1線性系統(tǒng)


4.4.2時不變系統(tǒng)


4.5連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析


4.5.1系統(tǒng)的表示


4.5.2連續(xù)時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)


4.5.3連續(xù)時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)


4.5.4連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)


4.5.5卷積積分


4.6離散時間線性時不變系統(tǒng)的時域分析


4.6.1離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)


4.6.2離散時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)


4.6.3離散時間系統(tǒng)的全響應(yīng)


4.6.4離散時間系統(tǒng)的樣值響應(yīng)與階躍響應(yīng)


4.6.5卷積和與解卷積


第5章連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析


5.1周期信號的傅里葉級數(shù)


5.1.1傅里葉級數(shù)的計算



5.1.2周期信號的頻譜


5.1.3周期信號的分解


5.1.4周期信號的合成


5.2非周期信號的傅里葉變換


5.2.1傅里葉變換的符號函數(shù)求解


5.2.2傅里葉變換的數(shù)值計算


5.3傅里葉變換性質(zhì)


5.3.1奇偶特性


5.3.2展縮特性


5.3.3時移特性


5.3.4頻移特性


5.4連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)


5.5正弦信號通過系統(tǒng)的響應(yīng)


5.6無失真?zhèn)鬏?


5.6.1無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)


5.6.2信號的無失真?zhèn)鬏?


5.7理想與實際濾波器


5.7.1理想濾波器


5.7.2實際濾波器


5.7.3利用Simulink實現(xiàn)信號的濾波


5.8時域抽樣和恢復(fù)


5.8.1信號的時域抽樣


5.8.2抽樣信號的頻譜


5.8.3時域抽樣定理


5.8.4抽樣信號的恢復(fù)


第6章離散時間信號與系統(tǒng)的頻域分析


6.1周期序列的傅里葉級數(shù)


6.1.1傅里葉級數(shù)的計算


6.1.2快速傅里葉變換


6.1.3周期序列的頻譜


6.2非周期序列的傅里葉變換


6.2.1離散時間傅里葉變換


6.2.2離散時間傅里葉反變換


6.2.3離散時間傅里葉變換的展縮性質(zhì)


6.3幾種傅里葉變換的關(guān)系


6.4離散時間系統(tǒng)的頻域分析


6.4.1離散時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)


6.4.2正弦序列通過系統(tǒng)的響應(yīng)


6.4.3實際濾波器


第7章連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析


7.1信號的拉普拉斯變換


7.1.1符號函數(shù)求解單邊拉普拉斯變換


7.1.2符號函數(shù)求解單邊拉普拉斯反變換


7.1.3部分分式展開法求解拉普拉斯反變換


7.2連續(xù)時間系統(tǒng)的零極點分析


7.2.1連續(xù)時間系統(tǒng)函數(shù)的零極點


7.2.2零極點分布對因果系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的影響


7.2.3零極點分布對穩(wěn)定系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響


7.3連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬


7.3.1級聯(lián)實現(xiàn)


7.3.2并聯(lián)實現(xiàn)


7.4連續(xù)時間系統(tǒng)的響應(yīng)


7.4.1指數(shù)信號通過系統(tǒng)的響應(yīng)


7.4.2利用狀態(tài)方程求解系統(tǒng)全響應(yīng)


第8章離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析


8.1序列的z變換


8.1.1符號函數(shù)求解單邊z變換


8.1.2符號函數(shù)求解單邊z反變換


8.1.3部分分式展開法求解z反變換


8.2離散時間系統(tǒng)的零極點分析


8.2.1離散時間系統(tǒng)函數(shù)的零極點



8.2.2零極點分布對因果系統(tǒng)單位樣值響應(yīng)的影響


8.2.3零極點分布對穩(wěn)定系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響


8.3離散時間系統(tǒng)的響應(yīng)


8.3.1指數(shù)序列通過系統(tǒng)的響應(yīng)



8.3.2利用z變換求解差分方程


基本實驗篇



第9章仿真實驗


9.1信號的產(chǎn)生與可視化


9.2信號的基本運算


9.3卷積積分與卷積和


9.4連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析


9.5離散時間系統(tǒng)的時域分析


9.6連續(xù)時間周期信號的頻域分析


9.7連續(xù)時間非周期信號的頻域分析


9.8連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析


9.9離散時間信號與系統(tǒng)的頻域分析


9.10連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析


9.11離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析


第10章實驗箱及示波器


10.1實驗箱總體介紹


10.2實驗箱主要模塊


10.2.1S2信號源及頻率計模塊


10.2.2S3抽樣定理及濾波器模塊


10.2.3S4數(shù)字信號處理模塊


10.2.4S5模塊


10.3雙蹤示波器總體介紹


10.3.1主要技術(shù)指標(biāo)


10.3.2各按鍵用途及使用方法


10.4示波器的典型應(yīng)用




第11章硬件實驗


11.1周期矩形脈沖信號的分解與合成


11.2信號的無失真?zhèn)鬏?


11.3信號的濾波


11.4信號的抽樣與恢復(fù)


進(jìn)階實驗篇



第12章拓展實驗


12.1音樂合成


12.2雙音多頻信號識別


12.3信號的短時傅里葉變換


12.4語音信號降噪


12.5回聲消除


12.6幅度調(diào)制與解調(diào)


12.7雷達(dá)信號的發(fā)射與接收


12.8雷達(dá)測距


12.9雷達(dá)測速


12.10地雜波對消


第13章擴(kuò)展閱讀


13.1MATLAB的發(fā)展歷程


13.2MATLAB的替代方案


13.2.1SCILAB


13.2.2Octave


13.3沖激信號背后的故事


13.3.1狄拉克生平


13.3.2狄拉克δ函數(shù)的誕生


13.4拉普拉斯變換的前世今生


13.5雷達(dá)發(fā)展簡史


13.5.1雷達(dá)起源與發(fā)展


13.5.2中國雷達(dá)發(fā)展歷程


13.6我國著名雷達(dá)專家


13.6.1申仲義: 我國雷達(dá)事業(yè)創(chuàng)始人之一


13.6.2保錚: “雷達(dá)裁判長”


13.6.3劉永坦: “海防長城”鑄造者


13.6.4郭桂蓉: 精確制導(dǎo)武器自動目標(biāo)識別領(lǐng)域的著名專家


附錄本書用到的主要MATLAB函數(shù)


參考文獻(xiàn)



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信號與系統(tǒng)仿真教程及實驗指導(dǎo) 作者簡介

安成錦,國防科技大學(xué)副教授。“信號處理系列課程”教學(xué)團(tuán)隊骨干成員、國防科技大學(xué)“信號與系統(tǒng)”“信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)”“MATLAB編程及工程應(yīng)用”“信號與系統(tǒng)課程實驗”等課程負(fù)責(zé)人,電子科學(xué)學(xué)院教學(xué)委專家、督導(dǎo)組專家、首批核心骨干教師。長期從事信號處理方面的教學(xué)和科研工作。獲湖南省教學(xué)成果一等獎1項(排名1)。獲全國高等學(xué)校青年教師“信號與系統(tǒng)”教學(xué)比賽一等獎、校教學(xué)能手比賽一等獎、校級教學(xué)質(zhì)量新星、校級優(yōu)秀教師(兩次)。出版譯著一部,教材兩部,獲軟件著作權(quán)9項。主持和參與多項國家自然科學(xué)基金、軍口863等科研項目,2次榮立三等功。 王雪瑩,國防科技大學(xué)副教授。長期從事信號分析和處理相關(guān)的教學(xué)和科研工作,承擔(dān)“信號與系統(tǒng)”“信號與系統(tǒng)課程實驗”等課程教學(xué)。近5年來發(fā)表SCI源刊論文近10篇。承擔(dān)/參與國家自然科學(xué)基金2項、裝備預(yù)先研究類項目5項。獲軍隊科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎1項,獲電工電子基礎(chǔ)課實驗案例設(shè)計競賽中南賽區(qū)二等獎1項、湖南省信息化教學(xué)比賽三等獎1項,2次榮立三等功。 吳京,國防科技大學(xué)教授、碩士生導(dǎo)師。長期從事信號與信息處理教學(xué)和科研工作,軍隊育才獎金獎獲得者,校級教學(xué)名師。國防科技大學(xué)信號處理系列課程教學(xué)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人,國家精品課程、國家精品資源共享課、湖南省線下一流課程、湖南省線上一流課程負(fù)責(zé)人。以第一作者出版教材6部,其中省優(yōu)秀教材一部。

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