信號與系統(tǒng)（下冊）

前言

　　21世紀科學技術(shù)的發(fā)展對信息技術(shù)教育提出了更高的要求，作為信息技術(shù)教育的重要課程，“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”的教學得到了業(yè)界高度的重視?！　∮捎凇靶盘柵c系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”是電子信息類本科生必修的主干課程，其教學內(nèi)容在理論和實踐上有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。本書是在總結(jié)長期的教學經(jīng)驗和吸納同類教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上，對“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”兩門課的內(nèi)容進行了歸納、整合而成的，本書集這兩門課程的精華于一體，去掉了以往兩本教材中的重疊部分，加強了重點部分，通過有機整合，科學地構(gòu)建了新的課程體系。具體來說，有以下4個特點：　　1.在教材內(nèi)容的組織上，將原有的《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》兩本教材進行重新梳理，歸納出信號分析－信號處理－系統(tǒng)分析－系統(tǒng)綜合這樣一條主線。如果在《信號與系統(tǒng)》中將信號和系統(tǒng)并行來寫，再把離散信號與系統(tǒng)放到數(shù)字信號處理中寫，這樣兩本書中就難免有重復(fù)部分，導(dǎo)致每本書在一個學期都難以完成。本書分為上、下兩冊，上冊講信號分析與處理（共5章），從物理意義和數(shù)學表達方面對各種信號進行了詳盡的分析；下冊講系統(tǒng)分析與綜合，以系統(tǒng)綜合為目的，闡述了系統(tǒng)的分析和設(shè)計，使讀者通過學習，掌握對實際信號進行數(shù)字分析、處理的方法。學生上一學期學信號，下一學期學系統(tǒng)，所學知識連貫，一氣呵成。由于信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理在同一套教材中，符號統(tǒng)一，變量的名稱統(tǒng)一，學生不易混淆?！　?.在教材體系上，本教材配備了同步的實踐教程。學生在學習理論的同時，通過加強實踐，能夠?qū)χR理解得更透徹。實踐教程既有基礎(chǔ)的驗證性實驗，又有綜合性、設(shè)計性實驗，從而全面提高學生的動手實踐能力。本教材還精心選編了大量的例題和習題，使之與正文有機結(jié)合，有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力?！　?.在輔助工具上，注重計算機仿真軟件的運用，從根本上將學生從簡單的習題計算轉(zhuǎn)移到基本概念、基本原理和基本方法的理解和應(yīng)用上，提高學習效率和效果。實踐教程引入了具有強大計算功能的Matlab軟件，給出了很多問題的Matlab求解方法?！　?.考慮到大學電類不同專業(yè)對信號與系統(tǒng)方面知識要求的不同，為適應(yīng)不同的教學要求和教學計劃，便于對本教材內(nèi)容進行剪裁，本教材內(nèi)容的安排既注重了課程體系的連貫性，又保持了一定的獨立性，同時，在內(nèi)容上注重與時俱進，將當前先進的信息和通信技術(shù)引入本教材。

內(nèi)容概要

本書根據(jù)當前信息和電子技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合高校教學改革的形勢和要求，綜合近10年來的教學實踐，整合原“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”兩門課程的教學內(nèi)容精心編寫而成。本書分上、下兩冊，上冊講述信號分析與處理，下冊講述系統(tǒng)分析與設(shè)計。與上冊相比，下冊重點強調(diào)了“離散”部分，主要分析了數(shù)字系統(tǒng)的時域、頻域特性，介紹了數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法。下冊的具體內(nèi)容是：系統(tǒng)及系統(tǒng)的時域分析、時域連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析、時域連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、時域離散系統(tǒng)的Z域分析、無限長沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計、有限長沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計、數(shù)字信號處理的硬件實現(xiàn)。    本書可作為普通高等學校電氣信息類專業(yè)本科生的教材，也可作為科技人員的參考書。

作者簡介

程耕國，1947年生，男，安徽績溪人。1982年1月畢業(yè)于武漢鋼鐵學院自動化系，1984年在武漢鋼鐵學院獲得碩士學位并留校任教，  1997年3月在日本東北大學獲得博士學位。武漢科技大學信息科學與工程學院教授、博士生導(dǎo)師。中國自動化學會專家咨詢工作委員會會員、南方九省電工理

書籍目錄

前言第6章　系統(tǒng)及系統(tǒng)的時域分析　6.1　系統(tǒng)的描述  　6.1.1　系統(tǒng)的數(shù)學模型　  6.1.2　系統(tǒng)的框圖表示　6.2　系統(tǒng)的性質(zhì)    6.2.1　線性    6.2.2　時不變性    6.2.3　因果性    6.2.4　穩(wěn)定性　6.3　連續(xù)系統(tǒng)的時域分析  　6.3.1　零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)　  6.3.2　沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)　  6.3.3　利用卷積積分求LTl連續(xù)系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)　6.4　離散系統(tǒng)的時域分析    6.4.1　零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)    6.4.2　單位序列響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)    6.4.3　利用卷積和求LTl離散系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)　6.5　系統(tǒng)的分類及LTl系統(tǒng)分析方法簡介　  6.6　小結(jié)　  6.7　習題　  參考文獻第7章　時域連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析　7.1　頻率響應(yīng)　7.2　周期信號激勵下系統(tǒng)的響應(yīng)    7.2.1　虛指數(shù)信號通過線性系統(tǒng)    7.2.2　正弦信號通過線性系統(tǒng)    7.2.3　非正弦周期信號通過線性系統(tǒng)  7.3　非周期信號激勵下系統(tǒng)的響應(yīng)  7.4　無失真?zhèn)鬏?   7.4.1　無失真?zhèn)鬏數(shù)亩x    7.4.2　無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件  7.5　理想低通濾波器的響應(yīng)　  7.5.1　理想低通濾波器的沖激響應(yīng)　  7.5.2　理想低通濾波器的階躍響應(yīng)　7.6　小結(jié)　7.7　習題　參考文獻第8章　時域連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析　8.1　連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析法  　8.1.1　微分方程的變換解　  8.1.2　系統(tǒng)函數(shù)　  8.1.3　電路的s域框圖　  8.1.4　系統(tǒng)的s域框圖　  8.1.5　信號流圖與梅森公式　8.2　系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性    8.2.1　系統(tǒng)函數(shù)的零點與極點    8.2.2　系統(tǒng)函數(shù)與時域響應(yīng)    8.2.3　系統(tǒng)函數(shù)與頻域響應(yīng)　8.3　LTl系統(tǒng)的穩(wěn)定性  　8.3.1　系統(tǒng)的穩(wěn)定性　  8.3.2　連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性準則　8.4　小結(jié)　8.5　習題　參考文獻第9章　時域離散系統(tǒng)的Z域分析　9.1　利用Z變換分析系統(tǒng)的頻域特性　  9.1.1　利用Z變換解差分方程　  9.1.2　頻率響應(yīng)與系統(tǒng)函數(shù)　  9.1.3　利用系統(tǒng)函數(shù)的極點分布分析系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性    9.1.4　利用系統(tǒng)的零、極點分布分析系統(tǒng)的頻率特性　9.2　幾種特殊的時域離散系統(tǒng)  　9.2.1　全通濾波器　  9.2.2　梳狀濾波器　  9.2.3　最小相位延時系統(tǒng)……第10章　無限長沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計第11章　有限長沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計第12章　數(shù)字信號處理的硬件實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第6章 系統(tǒng)及系統(tǒng)的時域分析　　所謂系統(tǒng)，是指相互依賴、相互作用的若干事物按一定規(guī)律組合而成的具有特定功能的整體。這種高度概括的定義有著極為豐富的內(nèi)涵，它不僅包括了諸如機械、電路等所有的物理系統(tǒng)，還包含了政治、經(jīng)濟領(lǐng)域等社會經(jīng)濟學系統(tǒng)。因此，研究系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，學習系統(tǒng)分析的基本方法具有重要意義?！　∪藗冊诜治鰧傩愿鳟惖母黝愊到y(tǒng)時，常常抽去具體系統(tǒng)的物理或社會含義，而把它們抽象為理想化的模型，將系統(tǒng)中運動、變化的各種量（電壓、電流、光強、力、位移、生物數(shù)量等）統(tǒng)稱為信號，宏觀地研究信號作用于系統(tǒng)的運動變化規(guī)律，揭示系統(tǒng)的一般性能，而不關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)部的各種細節(jié)。因此信號與系統(tǒng)的關(guān)系十分密切，有關(guān)它們的理論是相互滲透的?！　∠到y(tǒng)理論包括系統(tǒng)分析與系統(tǒng)綜合（設(shè)計）兩方面的內(nèi)容。系統(tǒng)分析是對已知的系統(tǒng)作各種特性的分析，而系統(tǒng)綜合則是根據(jù)需要去設(shè)計滿足性能要求的系統(tǒng)。綜合是分析的逆問題，它的解答不一定是唯一的。系統(tǒng)分析的方法很多，可以分為時域分析和變換域分析兩大類。時域分析法不涉及任何變換，直接求解方程，對系統(tǒng)的分析和計算全部在時間變量域內(nèi)進行。這種方法直觀，物理概念清楚，是學習各種變換域分析方法的基礎(chǔ)。本章主要討論系統(tǒng)的時域分析法，變換域分析法在本書的其他章節(jié)講解?！　　?/pre>








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