信号与系统 - 河南省“十四五”普通高等教育规划教材
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| 内容简介： |
本书系统地论述了信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法, 主要内容包括信号与系统的时域分析、频域分析、复频域分析，系统的状态变量分析，以及信号与系统分析的工程应用。本书采用连续和离散并行, 先时域后变换域的体系结构, 同时在信号与系统的分析中引入了MATLAB仿真工具，有助于读者培养与提升实践能力。
本书可作为高等学校电子信息类专业“信号与系统”课程的教材, 也可供相关工程技术人员参考。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第一篇 信号与系统的时域分析
第1章 信号与系统概述 2
1.1 信号与系统的概念与描述 2
1.1.1 信号的概念与描述 2
1.1.2 系统的概念与描述 5
1.2 信号与系统分析概述 9
1.2.1 信号与系统分析的内容与方法 9
1.2.2 信号与系统分析的应用 9
本章小结 10
习题1 10
第2章 信号的时域分析 12
2.1 信号的基本运算 12
2.1.1 信号的加法和乘法 12
2.1.2 信号的自变量变换 13
2.1.3 连续信号的微分与积分运算 17
2.1.4 离散信号的差分与求和运算 18
2.2 常用连续时间信号 20
2.2.1 典型普通信号 20
2.2.2 奇异函数 22
2.3 常用离散时间信号 29
2.4 信号的时域性质 32
2.4.1 周期信号与非周期信号 32
2.4.2 能量信号与功率信号 33
2.5 信号时域分析的MATLAB实现 35
2.5.1 MATLAB实现常见标准信号波形 35
2.5.2 MATLAB实现信号的时域运算和变换 39
本章小结 42
习题2 42
第3章 系统的时域分析 45
3.1 系统的分类及性质 45
3.1.1 连续系统与离散系统 45
3.1.2 即时系统与动态系统 45
3.1.3 线性系统与非线性系统 45
3.1.4 时不变系统与时变系统 47
3.1.5 因果系统与非因果系统 49
3.1.6 稳定系统与不稳定系统 49
3.2 连续LTI系统的时域经典分析法 50
3.2.1 微分方程的经典解法 50
3.2.2 0-和0+初始值 52
3.3 连续LTI系统的线性分析法 54
3.3.1 零输入响应的求解 54
3.3.2 零状态响应的求解 55
3.4 连续LTI系统的冲激响应和阶跃响应 56
3.4.1 冲激响应 56
3.4.2 阶跃响应 57
3.5 连续LTI系统的零状态响应——卷积积分 59
3.5.1 卷积积分的定义 59
3.5.2 卷积积分的解法 60
3.5.3 卷积积分的性质 64
3.6 离散LTI系统的经典时域分析法 69
3.6.1 迭代法 69
3.6.2 差分方程的经典解法 70
3.7 离散LTI系统的线性分析法 72
3.7.1 零输入响应的求解 72
3.7.2 零状态响应的求解 73
3.8 离散LTI系统的脉冲响应和阶跃响应 73
3.8.1 脉冲响应 73
3.8.2 阶跃响应 75
3.9 离散LTI系统的零状态响应——卷积和 75
3.9.1 卷积和的定义 75
3.9.2 卷积和的解法 76
3.9.3 卷积和的性质 79
3.10 基于冲激(脉冲)响应的系统特性分析 80
3.10.1 复合系统的冲激(脉冲)响应 80
3.10.2 因果性与稳定性的判定 81
3.11 系统时域分析的MATLAB实现 82
3.11.1 用MATLAB实现LTI连续系统的时域波形仿真 82
3.11.2 用MATLAB实现LTI连续系统的冲激响应 84
3.11.3 用MATLAB实现LTI连续系统的阶跃响应 87
3.11.4 用MATLAB实现离散系统的分析 88
3.11.5 用MATLAB求解卷积 90
本章小结 91
习题3 92
第二篇 信号与系统的频域分析
第4章 信号的频域分析 98
4.1 连续周期信号的傅里叶级数(CFS) 98
4.1.1 周期信号的傅里叶级数 98
4.1.2 信号的对称性与傅里叶系数的关系 102
4.2 连续周期信号的频谱 103
4.2.1 周期信号的频谱 103
4.2.2 周期矩形脉冲信号的频谱 104
4.2.3 周期信号的功率谱 106
4.3 连续非周期信号的频谱 108
4.3.1 连续时间信号的傅里叶变换 108
4.3.2 典型非周期信号的频谱 110
4.4 傅里叶变换的性质 117
4.5 离散时间信号的频谱 125
4.5.1 周期序列的离散傅里叶级数(DFS) 125
4.5.2 非周期序列的离散时间傅里叶变换(DTFT) 127
4.6 信号频域分析的MATLAB实现 128
4.6.1 非周期信号频域分析的MATLAB实现 128
4.6.2 周期信号频域分析的MATLAB实现 129
本章小结 132
习题4 132
第5章 系统的频域分析 136
5.1 LTI连续系统的频域分析 136
5.1.1 频率响应和连续信号通过系统的频域分析 136
5.1.2 连续周期信号通过系统响应的频域分析 139
5.2 无失真传输系统和理想低通滤波器 141
5.2.1 无失真传输系统 141
5.2.2 理想低通滤波器 142
5.3 采样定理 144
5.3.1 信号的采样 144
5.3.2 时域采样定理 147
5.3.3 信号的频域采样 148
5.4 调制、解调和复用传输 149
5.4.1 调制和解调 149
5.4.2 复用传输 152
5.5 离散时间LTI系统的频域分析 153
5.6 LTI系统频域分析的MATLAB实现 154
5.6.1 利用MATLAB分析连续时间系统的频域特性 154
5.6.2 信号时域采样的MATLAB实现 156
本章小结 158
习题5 158
第三篇 信号与系统的复频域分析
第6章 连续时间信号与系统的复频域分析 164
6.1 连续时间信号的复频域分析 164
6.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 164
6.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域 165
6.1.3 单边拉普拉斯变换 166
6.1.4 常用信号的拉普拉斯变换 167
6.1.5 拉普拉斯变换的基本性质 168
6.1.6 逆变换 176
6.1.7 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 181
6.2 LTI连续系统的复频域分析 183
6.2.1 拉普拉斯变换解微分方程 183
6.2.2 系统的s域框图 185
6.2.3 电路的s域模型 186
6.3 LTI连续系统的系统函数与系统特性 188
6.3.1 系统函数 188
6.3.2 系统函数的零极点 190
6.3.3 系统函数与单位冲激响应 191
6.3.4 系统函数与频率响应 192
6.3.5 因果性 194
6.3.6 稳定性 194
6.4 连续时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现 195
6.4.1 连续时间信号拉普拉斯变换的MATLAB实现 195
6.4.2 连续时间信号拉普拉斯逆变换的MATLAB实现 196
6.4.3 基于MATLAB的系统函数求解 197
6.4.4 基于MATLAB的系统函数分析 198
本章小结 201
习题6 201
第7章 离散时间信号与系统的复频域分析 205
7.1 离散时间信号的复频域分析 205
7.1.1 从拉普拉斯变换到z变换 205
7.1.2 z变换的定义 206
7.1.3 序列特性对收敛域的影响 207
7.1.4 z变换的性质 211
7.1.5 逆z变换 219
7.1.6 拉普拉斯变换、 傅里叶变换与z变换的关系 226
7.2 LTI离散系统的复频域分析 228
7.2.1 差分方程的变换解 228
7.2.2 系统的z域框图 230
7.3 LTI离散系统的系统函数与系统特性 232
7.3.1 系统函数 232
7.3.2 系统的零极点分布对系统频率响应特性的影响 233
7.3.3 系统的极点分布对离散系统因果稳定性的影响 236
7.4 离散时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现 237
7.4.1 离散时间信号z变换和逆z变换的MATLAB实现 237
7.4.2 基于MATLAB的系统频率响应函数求解与分析 240
7.4.3 基于MATLAB的系统因果稳定性分析 241
本章小结 242
习题7 243
第四篇 系统的状态变量分析
第8章 系统的状态变量分析 248
8.1 状态变量和状态方程 248
8.1.1 系统的状态和状态变量的概念 249
8.1.2 状态方程和输出方程 250
8.2 状态方程的建立 253
8.2.1 连续时间系统状态方程的建立 253
8.2.2 离散时间系统状态方程的建立 260
8.3 连续时间系统状态方程的求解 264
8.3.1 连续时间系统状态方程的时域解法 264
8.3.2 连续时间系统状态方程的s域解法 269
8.4 离散时间系统状态方程的求解 272
8.4.1 时域解法 273
8.4.2 z变换解法 276
8.5 状态矢量的线性变换及系统的稳定性 278
8.5.1 状态矢量的线性变换 278
8.5.2 由状态方程判断系统的稳定性 280
8.6 系统的可控制性和可观测性 282
8.6.1 系统的可控制性 283
8.6.2 系统的可观测性 286
本章小结 288
习题8 289
第五篇 信号与系统分析的工程应用
第9章 信号处理的应用 294
9.1 信号处理在新一代通信技术中的应用 294
9.1.1 新一代通信中的信号处理技术 294
9.1.2 MATLAB工具箱及应用实例 298
9.2 信号处理在生物医学中的应用 303
9.2.1 概述 303
9.2.2 信号数字化和频率域滤波在心电信号处理中的应用 303
9.2.3 信号处理在医学图像中的应用 313
9.3 信号处理在人工智能的应用 314
9.3.1 概述 314
9.3.2 音频信号处理在人工智能的应用 315
本章小结 318
习题9 318
参考文献 319
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
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| 其 它： |
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