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信號與系統 版權信息
- ISBN：9787121490019
- 條形碼：9787121490019 ; 978-7-121-49001-9
- 裝幀：平塑
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
信號與系統 內容簡介
本書是為“信號與系統”課程編寫的配套教材, 采用連續系統與離散系統并行、先時域后變換域的體系結構。本書包括信號與系統緒論、連續系統的時域分析、離散系統的時域分析、連續系統的頻域分析、連續系統的s域分析、離散系統的z域分析、系統函數與系統模擬、系統的狀態變量分析基礎及附錄。各章均設置了知識點總結、重難點提示, 同時配有不同層次的習題以供選用。
信號與系統 目錄
第1章 信號與系統緒論 1
1.1 信號與系統理論的應用 1
1.1.1 信號與系統的定義和聯系 1
1.1.2 信號與系統的理論體系 3
1.1.3 信號與系統理論的主要應用 4
1.2 信號的分類與常見信號 5
1.2.1 信號的常用分類方法 5
1.2.2 常見信號的數學表示形式 8
1.3 信號的運算 10
1.3.1 信號的四則運算 10
1.3.2 連續信號的微分與積分 10
1.3.3 離散信號的差分與部分和 11
1.3.4 信號的反轉與平移 11
1.3.5 信號的尺度變換 13
1.3.6 信號反轉、平移和尺度變換的綜合 14
1.4 階躍函數和沖激函數 16
1.4.1 階躍函數和沖激函數的定義 16
1.4.2 利用階躍函數簡化分段函數的表示 18
1.4.3 沖激函數的性質 19
1.4.4 分段連續函數的求導法則 21
1.5 系統輸入/輸出方程與框圖 21
1.5.1 系統的常用分類方法 21
1.5.2 描述系統的多種常用形式簡介 22
1.5.3 系統的輸入/輸出方程 22
1.5.4 系統的框圖表示 23
1.6 系統特性的定義與判斷準則 25
1.6.1 系統線性的定義與判斷準則 25
1.6.2 系統時不變性的定義與判斷準則 26
1.6.3 系統因果性的定義與判斷準則 27
1.6.4 系統穩定性的定義與判斷準則 28
1.7 LTI系統的特點與應用 28
1.7.1 連續LTI系統的微分與積分性質 28
1.7.2 離散LTI系統的差分與部分和性質 29
1.7.3 LTI系統分析方法簡介 30
知識點總結（一） 31
重難點提示（一） 35
習題（一） 36
考研題選編（一） 41
第2章 連續系統的時域分析 44
2.1 LTI連續系統的響應 44
2.1.1 微分方程的經典解 44
2.1.2 關于0-和0+時刻的初始值 48
2.1.3 零輸入響應 51
2.1.4 零狀態響應 52
2.1.5 系統的全響應 54
2.2 沖激響應與階躍響應 58
2.2.1 沖激響應 58
2.2.2 階躍響應 59
2.2.3 階躍響應與沖激響應之間的關系 60
2.3 零狀態響應與卷積積分 62
2.3.1 卷積積分的數學定義 62
2.3.2 任意激勵下的零狀態響應 63
2.3.3 卷積積分的計算方法 65
2.3.4 時限信號的卷積積分 69
2.4 卷積積分的性質 70
2.4.1 卷積的代數運算 70
2.4.2 函數與沖激函數的卷積 73
2.4.3 卷積的微分與積分 76
2.4.4 系統基本單元的沖激響應與系統綜合 79
知識點總結（二） 81
重難點提示（二） 84
習題（二） 84
考研題選編（二） 87
第3章 離散系統的時域分析 90
3.1 LTI離散系統的響應 90
3.1.1 差分與差分方程 90
3.1.2 差分方程的經典解 92
3.1.3 差分方程的雙零解 95
3.1.4 系統的全響應 98
3.1.5 線性與時不變性的應用 100
3.2 單位序列響應與單位階躍響應 101
3.2.1 單位序列和單位階躍序列 101
3.2.2 單位序列響應 103
3.2.3 單位階躍響應 105
3.2.4 單位階躍響應與單位序列響應之間的關系 107
3.3 零狀態響應與卷積和 108
3.3.1 卷積和的數學定義 108
3.3.2 任意激勵下的零狀態響應 109
3.3.3 單位序列響應的物理意義 111
3.3.4 卷積和的計算方法 111
3.3.5 有限長序列的卷積和 113
3.4 卷積和的性質 114
3.4.1 卷積和的代數性質 114
3.4.2 序列與單位序列的卷積和 115
3.4.3 系統基本單元的單位序列響應與系統綜合 118
知識點總結（三） 119
重難點提示（三） 121
習題（三） 122
考研題選編（三） 125
第4章 連續系統的頻域分析 127
4.1 傅里葉級數 127
4.1.1 三角型傅里葉級數 127
4.1.2 指數型傅里葉級數 128
4.1.3 奇偶函數的傅里葉系數 130
4.1.4 信號的奇偶分量 132
4.1.5 周期信號的頻譜 132
4.1.6 周期矩形脈沖信號的頻譜 134
4.1.7 周期信號的功率 136
4.2 傅里葉變換 137
4.2.1 傅里葉變換與逆變換 137
4.2.2 常見信號的傅里葉變換 140
4.3 傅里葉變換的性質 146
4.3.1 線性性質 147
4.3.2 時移特性 147
4.3.3 尺度變換特性 148
4.3.4 對稱性 149
4.3.5 奇偶性 150
4.3.6 頻移特性 151
4.3.7 時域微分、積分特性（定理） 153
4.3.8 頻域微分、積分特性 156
4.3.9 卷積定理 157
4.3.10 Parseval定理 159
4.4 周期信號的傅里葉變換 160
4.4.1 正、余弦信號的傅里葉變換 160
4.4.2 一般周期信號的傅里葉變換 161
4.4.3 傅里葉系數與傅里葉變換 162
4.5 LTI系統的頻域分析 164
4.5.1 頻率響應函數 164
4.5.2 無失真傳輸 167
4.5.3 理想低通濾波器的響應 168
4.6 取樣定理 171
4.6.1 時域取樣定理 171
4.6.2 頻域取樣定理 175
知識點總結（四） 175
重難點提示（四） 180
習題（四） 180
考研題選編（四） 186
第5章 連續系統的s域分析 195
5.1 拉普拉斯變換 195
5.1.1 拉普拉斯變換的定義 195
5.1.2 拉普拉斯變換的物理意義 196
5.1.3 拉普拉斯變換的收斂域 196
5.1.4 常用信號的（單邊）拉普拉斯變換 197
5.2 拉普拉斯變換的基本性質 199
5.2.1 線性 199
5.2.2 時移（延時）特性 199
5.2.3 s域平移（復頻移）特性 200
5.2.4 尺度變換 200
5.2.5 時域微分 201
5.2.6 時域積分 202
5.2.7 s域微分 203
5.2.8 s域積分 204
5.2.9 時域卷積定理 204
5.2.10 復頻域卷積（時域相乘）定理 205
5.2.11 初值定理 206
5.2.12 終值定理 207
5.2.13 初值定理和終值定理的物理意義 208
5.3 拉普拉斯逆變換 209
5.3.1 拉普拉斯變換對 209
5.3.2 部分分式展開法 210
5.4 連續系統的拉普拉斯分析法 214
5.4.1 求解系統全響應 214
5.4.2 系統函數 216
5.4.3 系統的s域框圖 217
5.4.4 求解電路系統全響應 219
5.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系 222
知識點總結（五） 223
重難點提示（五） 228
習題（五） 229
考研題選編（五） 233
第6章 離散系統的z域分析 235
6.1 z變換 235
6.1.1 z變換的定義 235
6.1.2 z變換的收斂域 236
6.1.3 常見序列的z變換及其收斂域 237
6.2 z變換的性質 240
6.2.1 線性特性 240
6.2.2 移位（時移）特性 241
6.2.3 z域尺度變換特性 244
6.2.4 z域微分特性 245
6.2.5 z域積分特性 247
6.2.6 時域卷積定理 248
6.2.7 k域反轉性質 248
6.2.8 部分和性質 249
6.2.9 初值定理和終值定理 250
6.3 逆z變換 252
6.3.1 冪級數展開法 253
6.3.2 部分分式展開法 255
6.4 z域與s域的關系 261
6.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關系 261
6.4.2 z平面與s平面之間的映射關系 262
6.5 z域分析 264
6.5.1 用z變換求解差分方程 264
6.5.2 離散系統的系統函數 268
6.5.3 離散系統的z域框圖 271
6.5.4 離散系統的頻率響應 272
知識點總結（六） 277
重難點提示（六） 280
習題（六） 280
考研題選編（六） 287
第7章 系統函數與系統模擬 291
7.1 系統函數與系統響應特性 291
7.1.1 系統函數的定義與物理意義 291
7.1.2 系統函數的零點與極點 293
7.1.3 系統函數的零點與極點分布和時域響應特性 294
7.1.4 系統函數的零點與極點分布和頻域響應特性 296
7.2 利用系統函數判斷系統的因果性和穩定性 298
7.2.1 利用系統函數判斷系統的因果性 298
7.2.2 利用系統函數判斷系統的穩定性 298
7.3 信號流圖與梅森公式 301
7.3.1 信號流圖及相關術語 301
7.3.2 信號流圖的化簡 302
7.3.3 應用梅森公式求解系統函數 303
7.4 系統模擬 305
7.4.1 系統的直接實現 305
7.4.2 系統的級聯和并聯實現 307
7.4.3 應用系統的基本單元實現系統 310
知識點總結（七） 311
重難點提示（七） 313
習題（七） 314
考研題選編（七） 316
第8章 系統的狀態變量分析基礎 318
8.1 狀態變量與狀態方程 318
8.1.1 狀態與狀態變量的概念 318
8.1.2 狀態方程與輸出方程 320
8.2 連續及離散系統狀態方程的建立 322
8.2.1 由電路圖建立狀態方程 322
8.2.2 由系統的輸入/輸出方程建立狀態方程 324
8.3 連續系統狀態方程的求解 330
8.3.1 用拉普拉斯變換法求解連續系統狀態方程 330
8.3.2 由狀態方程求連續系統的系統函數 332
8.4 離散系統狀態方程的求解 334
8.4.1 用z變換法求解離散系統的狀態方程 334
8.4.2 用狀態方程求離散系統的系統函數 337
知識點總結（八） 338
重難點提示（八） 340
習題（八） 340
考研題選編（八） 345
附錄 348
附錄A：常用信號的卷積積分表 348
附錄B：常用序列的卷積和表 348
附錄C：數列求和公式表 349
附錄D：常用信號的傅里葉變換表 349
附錄E：傅里葉變換的主要性質 350
附錄F：常用信號的拉普拉斯變換表 351
附錄G：拉普拉斯變換的主要性質 352
附錄H：常用序列的z變換表 352
附錄I：z變換的主要性質 354
附錄J：信號與系統分析相關的常用專業英語詞匯 355
參考文獻 358
1.1 信號與系統理論的應用 1
1.1.1 信號與系統的定義和聯系 1
1.1.2 信號與系統的理論體系 3
1.1.3 信號與系統理論的主要應用 4
1.2 信號的分類與常見信號 5
1.2.1 信號的常用分類方法 5
1.2.2 常見信號的數學表示形式 8
1.3 信號的運算 10
1.3.1 信號的四則運算 10
1.3.2 連續信號的微分與積分 10
1.3.3 離散信號的差分與部分和 11
1.3.4 信號的反轉與平移 11
1.3.5 信號的尺度變換 13
1.3.6 信號反轉、平移和尺度變換的綜合 14
1.4 階躍函數和沖激函數 16
1.4.1 階躍函數和沖激函數的定義 16
1.4.2 利用階躍函數簡化分段函數的表示 18
1.4.3 沖激函數的性質 19
1.4.4 分段連續函數的求導法則 21
1.5 系統輸入/輸出方程與框圖 21
1.5.1 系統的常用分類方法 21
1.5.2 描述系統的多種常用形式簡介 22
1.5.3 系統的輸入/輸出方程 22
1.5.4 系統的框圖表示 23
1.6 系統特性的定義與判斷準則 25
1.6.1 系統線性的定義與判斷準則 25
1.6.2 系統時不變性的定義與判斷準則 26
1.6.3 系統因果性的定義與判斷準則 27
1.6.4 系統穩定性的定義與判斷準則 28
1.7 LTI系統的特點與應用 28
1.7.1 連續LTI系統的微分與積分性質 28
1.7.2 離散LTI系統的差分與部分和性質 29
1.7.3 LTI系統分析方法簡介 30
知識點總結（一） 31
重難點提示（一） 35
習題（一） 36
考研題選編（一） 41
第2章 連續系統的時域分析 44
2.1 LTI連續系統的響應 44
2.1.1 微分方程的經典解 44
2.1.2 關于0-和0+時刻的初始值 48
2.1.3 零輸入響應 51
2.1.4 零狀態響應 52
2.1.5 系統的全響應 54
2.2 沖激響應與階躍響應 58
2.2.1 沖激響應 58
2.2.2 階躍響應 59
2.2.3 階躍響應與沖激響應之間的關系 60
2.3 零狀態響應與卷積積分 62
2.3.1 卷積積分的數學定義 62
2.3.2 任意激勵下的零狀態響應 63
2.3.3 卷積積分的計算方法 65
2.3.4 時限信號的卷積積分 69
2.4 卷積積分的性質 70
2.4.1 卷積的代數運算 70
2.4.2 函數與沖激函數的卷積 73
2.4.3 卷積的微分與積分 76
2.4.4 系統基本單元的沖激響應與系統綜合 79
知識點總結（二） 81
重難點提示（二） 84
習題（二） 84
考研題選編（二） 87
第3章 離散系統的時域分析 90
3.1 LTI離散系統的響應 90
3.1.1 差分與差分方程 90
3.1.2 差分方程的經典解 92
3.1.3 差分方程的雙零解 95
3.1.4 系統的全響應 98
3.1.5 線性與時不變性的應用 100
3.2 單位序列響應與單位階躍響應 101
3.2.1 單位序列和單位階躍序列 101
3.2.2 單位序列響應 103
3.2.3 單位階躍響應 105
3.2.4 單位階躍響應與單位序列響應之間的關系 107
3.3 零狀態響應與卷積和 108
3.3.1 卷積和的數學定義 108
3.3.2 任意激勵下的零狀態響應 109
3.3.3 單位序列響應的物理意義 111
3.3.4 卷積和的計算方法 111
3.3.5 有限長序列的卷積和 113
3.4 卷積和的性質 114
3.4.1 卷積和的代數性質 114
3.4.2 序列與單位序列的卷積和 115
3.4.3 系統基本單元的單位序列響應與系統綜合 118
知識點總結（三） 119
重難點提示（三） 121
習題（三） 122
考研題選編（三） 125
第4章 連續系統的頻域分析 127
4.1 傅里葉級數 127
4.1.1 三角型傅里葉級數 127
4.1.2 指數型傅里葉級數 128
4.1.3 奇偶函數的傅里葉系數 130
4.1.4 信號的奇偶分量 132
4.1.5 周期信號的頻譜 132
4.1.6 周期矩形脈沖信號的頻譜 134
4.1.7 周期信號的功率 136
4.2 傅里葉變換 137
4.2.1 傅里葉變換與逆變換 137
4.2.2 常見信號的傅里葉變換 140
4.3 傅里葉變換的性質 146
4.3.1 線性性質 147
4.3.2 時移特性 147
4.3.3 尺度變換特性 148
4.3.4 對稱性 149
4.3.5 奇偶性 150
4.3.6 頻移特性 151
4.3.7 時域微分、積分特性（定理） 153
4.3.8 頻域微分、積分特性 156
4.3.9 卷積定理 157
4.3.10 Parseval定理 159
4.4 周期信號的傅里葉變換 160
4.4.1 正、余弦信號的傅里葉變換 160
4.4.2 一般周期信號的傅里葉變換 161
4.4.3 傅里葉系數與傅里葉變換 162
4.5 LTI系統的頻域分析 164
4.5.1 頻率響應函數 164
4.5.2 無失真傳輸 167
4.5.3 理想低通濾波器的響應 168
4.6 取樣定理 171
4.6.1 時域取樣定理 171
4.6.2 頻域取樣定理 175
知識點總結（四） 175
重難點提示（四） 180
習題（四） 180
考研題選編（四） 186
第5章 連續系統的s域分析 195
5.1 拉普拉斯變換 195
5.1.1 拉普拉斯變換的定義 195
5.1.2 拉普拉斯變換的物理意義 196
5.1.3 拉普拉斯變換的收斂域 196
5.1.4 常用信號的（單邊）拉普拉斯變換 197
5.2 拉普拉斯變換的基本性質 199
5.2.1 線性 199
5.2.2 時移（延時）特性 199
5.2.3 s域平移（復頻移）特性 200
5.2.4 尺度變換 200
5.2.5 時域微分 201
5.2.6 時域積分 202
5.2.7 s域微分 203
5.2.8 s域積分 204
5.2.9 時域卷積定理 204
5.2.10 復頻域卷積（時域相乘）定理 205
5.2.11 初值定理 206
5.2.12 終值定理 207
5.2.13 初值定理和終值定理的物理意義 208
5.3 拉普拉斯逆變換 209
5.3.1 拉普拉斯變換對 209
5.3.2 部分分式展開法 210
5.4 連續系統的拉普拉斯分析法 214
5.4.1 求解系統全響應 214
5.4.2 系統函數 216
5.4.3 系統的s域框圖 217
5.4.4 求解電路系統全響應 219
5.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系 222
知識點總結（五） 223
重難點提示（五） 228
習題（五） 229
考研題選編（五） 233
第6章 離散系統的z域分析 235
6.1 z變換 235
6.1.1 z變換的定義 235
6.1.2 z變換的收斂域 236
6.1.3 常見序列的z變換及其收斂域 237
6.2 z變換的性質 240
6.2.1 線性特性 240
6.2.2 移位（時移）特性 241
6.2.3 z域尺度變換特性 244
6.2.4 z域微分特性 245
6.2.5 z域積分特性 247
6.2.6 時域卷積定理 248
6.2.7 k域反轉性質 248
6.2.8 部分和性質 249
6.2.9 初值定理和終值定理 250
6.3 逆z變換 252
6.3.1 冪級數展開法 253
6.3.2 部分分式展開法 255
6.4 z域與s域的關系 261
6.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關系 261
6.4.2 z平面與s平面之間的映射關系 262
6.5 z域分析 264
6.5.1 用z變換求解差分方程 264
6.5.2 離散系統的系統函數 268
6.5.3 離散系統的z域框圖 271
6.5.4 離散系統的頻率響應 272
知識點總結（六） 277
重難點提示（六） 280
習題（六） 280
考研題選編（六） 287
第7章 系統函數與系統模擬 291
7.1 系統函數與系統響應特性 291
7.1.1 系統函數的定義與物理意義 291
7.1.2 系統函數的零點與極點 293
7.1.3 系統函數的零點與極點分布和時域響應特性 294
7.1.4 系統函數的零點與極點分布和頻域響應特性 296
7.2 利用系統函數判斷系統的因果性和穩定性 298
7.2.1 利用系統函數判斷系統的因果性 298
7.2.2 利用系統函數判斷系統的穩定性 298
7.3 信號流圖與梅森公式 301
7.3.1 信號流圖及相關術語 301
7.3.2 信號流圖的化簡 302
7.3.3 應用梅森公式求解系統函數 303
7.4 系統模擬 305
7.4.1 系統的直接實現 305
7.4.2 系統的級聯和并聯實現 307
7.4.3 應用系統的基本單元實現系統 310
知識點總結（七） 311
重難點提示（七） 313
習題（七） 314
考研題選編（七） 316
第8章 系統的狀態變量分析基礎 318
8.1 狀態變量與狀態方程 318
8.1.1 狀態與狀態變量的概念 318
8.1.2 狀態方程與輸出方程 320
8.2 連續及離散系統狀態方程的建立 322
8.2.1 由電路圖建立狀態方程 322
8.2.2 由系統的輸入/輸出方程建立狀態方程 324
8.3 連續系統狀態方程的求解 330
8.3.1 用拉普拉斯變換法求解連續系統狀態方程 330
8.3.2 由狀態方程求連續系統的系統函數 332
8.4 離散系統狀態方程的求解 334
8.4.1 用z變換法求解離散系統的狀態方程 334
8.4.2 用狀態方程求離散系統的系統函數 337
知識點總結（八） 338
重難點提示（八） 340
習題（八） 340
考研題選編（八） 345
附錄 348
附錄A：常用信號的卷積積分表 348
附錄B：常用序列的卷積和表 348
附錄C：數列求和公式表 349
附錄D：常用信號的傅里葉變換表 349
附錄E：傅里葉變換的主要性質 350
附錄F：常用信號的拉普拉斯變換表 351
附錄G：拉普拉斯變換的主要性質 352
附錄H：常用序列的z變換表 352
附錄I：z變換的主要性質 354
附錄J：信號與系統分析相關的常用專業英語詞匯 355
參考文獻 358
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信號與系統 作者簡介
周鵬，男，主要從事信號與信息處理等方面的教學和科學研究工作，主持、參與國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省重點研發計劃等研究課題27項，主持、參與省級、校級教學研究課題7項，發表論文50余篇，獲國家發明專利13項，獲軟件著作權10項。
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