信號與系統(tǒng)

內容概要

　　《信號與系統(tǒng)》討論確定性信號與系統(tǒng)分析的基本原理和方法?；谙到y(tǒng)的線性時不變性，從函數(shù)正交分解的角度討論信號與系統(tǒng)的特性，以及求解系統(tǒng)響應的問題。《信號與系統(tǒng)》分別討論信號基于時間及幅度兩個變量的正交分解而引出的信號與系統(tǒng)的分析問題，包括連續(xù)時間信號與系統(tǒng)時域分析、連續(xù)時間信號與系統(tǒng)實頻域分析、連續(xù)時間信號與系統(tǒng)復頻域分析、離散時間序列與系統(tǒng)時域分析以及離散時間信號與系統(tǒng)變換域分析。　　《信號與系統(tǒng)》力圖從學習者的角度出發(fā)，采用符合正常思維邏輯和規(guī)律的思路選材和行文。突出知識體系和結構關系的分析，加強在研究方法及思維規(guī)律方面的分析和闡述?！缎盘柵c系統(tǒng)》適用于通信、電子、計算機及自動控制等專業(yè)的本科生，也可供相關專業(yè)的研究生及科技人員參考。

作者簡介

　　熊慶旭，男，北京航空航天大學電子信息工程學院教授，博士生導師。1994年在北京大學電子學系獲理學博士學位。1997年從北京郵電大學信息工程學院博士后出站，任教于北京航空航天大學電子信息工程學院至今?！　≡鴱氖翲DTV、網(wǎng)絡可靠性、ATM網(wǎng)絡、分組交換機、無線網(wǎng)絡等領域的研究工作。主持參加國家自然科學基金、國家攻關、博士后基金以及國際合作項目等20多項。發(fā)表50多篇學術論文，分別被SCI、El、ISTP等收錄。曾獲中國電子學會年度優(yōu)秀論文第一名。申請發(fā)明專利兩項?！　∽?997年起主講“信號與系統(tǒng)”、“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡”、“矩陣理論”課程。北京市精品課程“信號與系統(tǒng)”負責人，國家級教學團隊核心成員。獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎、北京市優(yōu)秀教師、北京航空航天大學優(yōu)秀主講教師以及北京市優(yōu)秀教學成果獎等獎項。主持參與教育部、北京市重大、重點項目，中國高等教育學會以及北京市高等教育研究會重點規(guī)劃項目等1O項教學研究及改革項目，研究提出了國內首個立體化教學軟件包建設模式、評估體系及驗收標準，獲高等教育出版社優(yōu)秀成果獎。擔任全國普通高校本科教學工作水平評估第一批專家組成員，北京市第五、六屆青年教師教學基本功競賽評委。

書籍目錄

第一章 信號與系統(tǒng)概論1.1 引言1.2 信號的描述與分類1.2.1 信號的描述1.2.2 信號的分類1.3 信號的運算1.3.1 信號的幅度運算1.3.2 信號的時間運算1.4 基本信號1.4.1 指數(shù)類信號1.4.2 奇異信號1.5 系統(tǒng)的描述1.6 系統(tǒng)的特性與分類1.7 本章小結習題第二章 連續(xù)時間系統(tǒng)時域分析2.1 引言2.2 常系數(shù)線性微分方程2.2.1 常系數(shù)線性微分方程的求解2.2.2 起始狀態(tài)的跳變2.3 零輸入響應與零狀態(tài)響應2.4 單位沖激響應2.5 信號的時間軸分解2.6 卷積及其性質和計算2.6.1 卷積的定義2.6.2 卷積的性質2.6.3 卷積的計算2.7 基于單位沖激響應的系統(tǒng)特性分析2.7.1 LTI系統(tǒng)的因果性2.7.2 LTI系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.8 本章小結習題第三章 連續(xù)時間信號實頻域分析3.1 引言3.2 信號的正交分解——變換3.2.1 相關系數(shù)及正交函數(shù)3.2.2 信號的正交分解3.2.3 完備正交函數(shù)集3.2.4 帕塞瓦爾定理3.2.5 基于信號自身的正交分解3.3 周期信號基于ejwt函數(shù)的正交分解——傅里葉級數(shù)3.3.1 三角函數(shù)形式的傅里葉級數(shù)3.3.2 指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉級數(shù)3.3.3 指數(shù)函數(shù)形式與三角函數(shù)形式傅里葉級數(shù)的關系3.4 函數(shù)的對稱性與傅里葉級數(shù)3.5 非周期信號基于ejwt函數(shù)的正交分解——傅里葉變換3.5.1 指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉變換3.5.2 三角函數(shù)形式的傅里葉變換3.5.3 傅里葉變換存在的條件3.5.4 基本信號的傅里葉變換3.5.5 討論3.6 傅里葉變換的性質3.6.1 基于傅里葉變換定義的性質3.6.2 基于信號時間變量運算的性質3.6.3 基于信號幅度變量運算的性質3.6.4 基于信號頻域運算的性質3.6.5 基于卷積運算的性質3.6.6 傅里葉變換性質的應用3.7 周期信號的傅里葉變換3.7.1 傅里葉級數(shù)與傅里葉變換的一般性關系3.7.2 典型周期信號的傅里葉變換3.7.3 基于卷積關系的周期信號傅里葉變換3.8 時域抽樣定理3.8.1 抽樣信號及其頻譜3.8.2 矩形脈沖抽樣3.8.3 理想沖激抽樣3.8.4 信號帶寬3.8.5 抽樣定理3.8.6 抽樣信號的恢復3.9 本章小結習題第四章 連續(xù)時間系統(tǒng)實頻域分析4.1 引言4.2 系統(tǒng)頻率響應4.2.1 系統(tǒng)頻率響應的定義4.2.2 利用頻率響應計算系統(tǒng)響應4.3 無失真系統(tǒng)4.4 理想低通濾波器4.4.1 濾波器及其分類4.4.2 理想低通濾波器的頻率響應4.4.3 理想低通濾波器的單位沖激響應4.4.4 理想低通濾波器的單位階躍響應4.4.5 理想低通濾波器對矩形脈沖的響應4.4.6 其他理想濾波器4.5 系統(tǒng)的因果性4.5.1 佩利-維納準則4.5.2 希爾伯特變換4.6 相關函數(shù)4.6.1 相關函數(shù)4.6.2 相關和卷積的關系4.6.3 相關定理4.7 激勵與響應的譜關系4.7.1 能量譜與功率譜4.7.2 LTI系統(tǒng)激勵與響應的譜關系4.8 實用性抽樣系統(tǒng)分析模型4.8.1 抽樣系統(tǒng)分析模型4.8.2 零階抽樣保持4.8.3 一階保持抽樣4.9 幅度調制與解調4.9.1 幅度調制4.9.2 調幅解調4.9.3 頻分復用4.10本章小結習題第五章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)復頻域分析5.1 引言5.2 信號的復指數(shù)函數(shù)正交分解——拉普拉斯變換5.2.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換5.2.2 拉普拉斯變換的收斂域5.2.3 拉普拉斯變換的物理意義5.2.4 基本信號的拉普拉斯變換5.3 拉普拉斯變換的性質5.3.1 基于信號時間運算的性質5.3.2 基于信號幅度運算的性質5.3.3 基于信號s域運算的性質5.3.4 基于信號卷積運算的性質5.3.5 基于拉普拉斯變換定義的性質5.3.6 拉普拉斯變換性質的應用5.4 拉普拉斯逆變換5.4.1 部分分式分解法5.4.2 F（s）的兩種特殊情況5.4.3 留數(shù)法（圍線積分法）5.4.4 雙邊拉普拉斯變換及其逆變換5.5 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系5.6 利用拉普拉斯變換求解連續(xù)時間系統(tǒng)響應5.6.1 利用拉普拉斯變換求解常系數(shù)線性微分方程5.6.2 電路元件的s域模型5.6.3 利用電路元件的s域模型求解系統(tǒng)響應5.7 系統(tǒng)單位沖激響應的拉普拉斯變換——系統(tǒng)函數(shù)5.7.1 系統(tǒng)函數(shù)5.7.2 基于H（s）的系統(tǒng)響應分析5.8 連續(xù)時間系統(tǒng)的結構框圖5.8.1 基本系統(tǒng)關系框圖5.8.2 最簡系統(tǒng)框圖5.9 s域零極點分布與時域特性的關系5.10 s域系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷5.10.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性與零、極點階數(shù)的關系5.10.2 由H（s）分母多項式的系數(shù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.10.3 勞斯準則5.11 復頻域與頻域相結合的系統(tǒng)特性分析5.11.1 利用H（s）零極點分布幾何法確定H（w）特性5.11.2 全通系統(tǒng)5.11.3 最小相移系統(tǒng)5.11.4 一般系統(tǒng)基于全通系統(tǒng)及最小相移系統(tǒng)的分解5.12 本章小結習題第六章 離散時間信號與系統(tǒng)時域分析6.1 引言6.2 離散時間序列6.2.1 離散序列的描述6.2.2 常用的基本序列6.2.3 離散信號的基本運算6.3 離散時間系統(tǒng)6.3.1 離散時間系統(tǒng)的描述方式6.3.2 一般差分方程6.3.3 離散時間系統(tǒng)的分類6.4 常系數(shù)線性差分方程的求解6.5 零輸入響應與零狀態(tài)響應6.5.1 零輸入響應6.5.2 零狀態(tài)響應6.6 系統(tǒng)單位樣值響應6.6.1 單位樣值響應6.6.2 單位樣值響應的求解6.7 卷積和6.7.1 卷積和的定義6.7.2 卷積和的計算6.7.3 卷積和的性質6.8 本章小結習題第七章 離散時間信號與系統(tǒng)變換域分析7.1 引言7.2 z變換7.2.1 z變換的定義7.2.2 z變換的收斂域7.2.3 z平面與s平面的關系7.2.4 典型序列的z變換7.3 z變換的性質7.3.1 基于序列時間運算的性質7.3.2 基于序列幅度運算的性質7.3.3 基于z域運算的性質7.3.4 基于卷積運算的性質7.3.5 基于z變換定義的性質7.3.6 z變換性質的應用7.4 逆z變換7.4.1 冪級數(shù)系數(shù)7.4.2 部分分式分解法7.4.3 圍線積分法7.5 利用z變換求解離散系統(tǒng)響應7.6 單位樣值響應的z變換——離散系統(tǒng)函數(shù)7.6.1 離散時間系統(tǒng)函數(shù)7.6.2 通過系統(tǒng)函數(shù)零極點分布確定單位樣值響應7.6.3 最筒離散系統(tǒng)框圖7.7 離散系統(tǒng)的因果性及穩(wěn)定性7.7.1 離散系統(tǒng)因果性的z域體現(xiàn)7.7.2 離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的z域體現(xiàn)7.8 序列的傅里葉變換7.8.1 序列傅里葉變換的定義7.8.2 序列傅里葉變換的性質7.9 離散系統(tǒng)的頻率響應7.9.1 離散時間系統(tǒng)頻率響應7.9.2 頻率響應的幾何作圖法7.10 利用離散系統(tǒng)實現(xiàn)對模擬信號的濾波7.11 本章小結習題附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　就認識的一般規(guī)律而言，人們總是首先感受到某種現(xiàn)象的存在，然后對其進行細致地觀察。通過對觀察結果的不斷總結提煉，得到一系列的規(guī)律，最后在此基礎上進一步凝練出具有相對獨立性的基本概念。所謂相對獨立性就是一個基本概念不能被其他基本概念或基本概念的組合所替代，最典型的例子就是物理學中的量綱。“米”是不能被“秒”所替代的，因為其對應的概念分別是距離和時間?？梢哉f，基本概念是科學研究最高水平的結晶，是建立一門學科的基礎，但通常也是最抽象、最難以理解和掌握的?！　∫谳^短的時間里學習和掌握一門學科的知識和規(guī)律，并能夠加以初步應用，不可能完全按照一般的認識過程來重復，而往往是從基本概念開始，從該學科觀察和處理的基本對象的描述開始，因此我們首先討論信號的定義及其描述方式?！　∷^信號就是信息的載體。信號通常表現(xiàn)為某種物理量的變化，例如常見的電壓、電流、電荷量以及磁通量等。人們最早對客觀現(xiàn)象的描述方式是圖形，其后才出現(xiàn)了文字，例如我國的《九章算術》?！　?hellip;…

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