信號與系統(tǒng)

前言

　　信息科學(xué)與技術(shù)研究的核心內(nèi)容是信息的獲取、傳輸（存儲）與處理等。信號是信息的載體，系統(tǒng)是信息處理的手段。因此，研究信號與系統(tǒng)的基本理論與方法的教材，應(yīng)跟蹤信息技術(shù)發(fā)展趨勢，積極吸收國內(nèi)外最新教研成果。國際知名的出版公司Springer近期出版的《信號與系統(tǒng)（MATLAB版）》一書，將“信號與系統(tǒng)”、“信號處理”和“MATLAB仿真方法”進(jìn)行了整合，為我們進(jìn)行“信號與系統(tǒng)”課程體系改革和教學(xué)內(nèi)容更新提供了的參考。與現(xiàn)有的“信號與系統(tǒng)”教材相比，該書有如下三個特點(diǎn)：　　1.在觀念上，整合了“信號與系統(tǒng)”的基本內(nèi)容和“信號處理”的核心內(nèi)容，并將“理論聯(lián)系實(shí)際”和“少而精”的思想融入教材中，對教材的體系和內(nèi)容進(jìn)行了科學(xué)的組織，體現(xiàn)了教材不僅是人類知識的載體，也是人類思維方法和認(rèn)知過程的載體，符合認(rèn)知規(guī)律?！　?.在體系上，形成了信號與系統(tǒng)、信號處理的新體系。它有兩個特點(diǎn)：首先，突出信號分析是系統(tǒng)分析和信號處理的基礎(chǔ)，較好地實(shí)現(xiàn)了信號、系統(tǒng)和處理的有機(jī)結(jié)合，原理、方法和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合；其次，將連續(xù)時間信號與系統(tǒng)和離散時間信號與系統(tǒng)并行介紹，大大節(jié)省了講授這兩種相似內(nèi)容所需的時間和篇幅，而且可使讀者通過比較這兩種信號與系統(tǒng)，知其一便知其二，加深對二者間聯(lián)系的理解。　　3.在內(nèi)容上，體現(xiàn)經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合、基本理論與工程技術(shù)相結(jié)合、解析方法與計算機(jī)輔助方法相結(jié)合的特點(diǎn)，突出理論與方法中所蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)概念、物理概念和工程概念，體現(xiàn)基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。例如，在信號分析中，以全新的方式闡述了信號的取樣（包括上取樣、下取樣、欠取樣和過取樣）與重建問題；在信號與系統(tǒng)分析和濾波器設(shè)計及應(yīng)用中，大量使用了MATLAB仿真軟件。這樣的內(nèi)容安排，能同時滿足我國通信、電子信息工程、生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)和自動化、電機(jī)、計算機(jī)等專業(yè)（即兩種組課方案鄭君里、谷源濤，“信號與系統(tǒng)課程歷史變革與進(jìn)展”\[J\]，電氣電子教學(xué)學(xué)報，Vol.34，No.2，2012年4月。）的基本要求?！　”緯赡暇┼]電大學(xué)鄭寶玉教授主持翻譯，并負(fù)責(zé)全書通稿和審校。除主持者外，為本書提供初稿和做出貢獻(xiàn)的還有：陳守寧、魏浩、元超、張卉、劉宇、解培中、孔凡坤、朱艷、吉曉東、褚御芝等。此外，趙生妹教授對本書譯稿的部分內(nèi)容提出了修改意見。在本書翻譯過程中，電子出版社的同仁給予了大力支持和幫助，責(zé)任編輯付出了辛勤的勞動和汗水，在此表示衷心的感謝。　　由于譯者水平有限，書中難免有欠妥之處，望讀者不吝賜教。

內(nèi)容概要

楊編寫的《信號與系統(tǒng)(MATLAB版)》系統(tǒng)地介紹了離散時間信號分析和處理的基本概念、基本分析方法和處理技術(shù)。全書共8章，內(nèi)容包括信號與系統(tǒng)概論、連續(xù)時間傅里葉分析與離散時間傅里葉分析、z變換、取樣與重建、連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)、模擬與數(shù)字濾波器設(shè)計、系統(tǒng)狀態(tài)空間分析。書中還介紹了目前國際流行的MATLAB仿真軟件及典型應(yīng)用實(shí)例。
全書構(gòu)思新穎、概念清晰、內(nèi)容精練、論述嚴(yán)謹(jǐn)，反映了信號與系統(tǒng)領(lǐng)域中的基本內(nèi)容。每章附有習(xí)題，附錄詳盡給出了各種變換表、常用數(shù)學(xué)公式、MATLAB程序及信號處理與通信用MATLAB和Simulink模塊等，便于讀者查閱。
《信號與系統(tǒng)(MATLAB版)》可作為高等學(xué)校電子信息工程、通信工程、自動化、生物醫(yī)學(xué)工程、計算機(jī)等專業(yè)的本科生教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)科技人員自學(xué)參考使用。

作者簡介

作者:(韓)Won Y. Yang[等]

書籍目錄

第1章  信號與系統(tǒng)
  1.1  信號
  1.2  系統(tǒng)
  1.3  由微分/差分方程描述的系統(tǒng)
  1.4  反卷積與相關(guān)
  1.5  小結(jié)
  習(xí)題
第2章  連續(xù)時間傅里葉分析
  2.1  周期信號的連續(xù)時間傅里葉級數(shù)(CTFS)
  2.2  非周期信號的連續(xù)時間傅里葉變換
  2.3  周期信號的(廣義)傅里葉變換
  2.4  連續(xù)時間傅里葉變換舉例
  2.5  連續(xù)時間傅里葉變換的性質(zhì)
  2.6  極坐標(biāo)表示和CTFT的圖形
  2.7  小結(jié)
  習(xí)題
第3章  離散時間傅里葉分析
  3.1  離散時間傅里葉變換(DTFT)
  3.2  離散時間傅里葉變換的性質(zhì)
  3.3  DTFT的極坐標(biāo)表示和作圖
  3.4  離散傅里葉變換(DFT)
  3.5  CTFS，CTFT，DTFT和DFT的關(guān)系
  3.6  快速傅里葉變換(FFT)
  3.7  DFT結(jié)果的解釋
  3.8  信號運(yùn)算對DFT頻譜的影響
  3.9  短時傅里葉變換-譜圖
  3.10  小結(jié)
  習(xí)題
第4章  z變換
  4.1  z變換的定義
  4.2  z變換的性質(zhì)
  4.3  z反變換
  4.4  應(yīng)用z變換分析LTI系統(tǒng)
  4.5  z變換的幾何計算
  4.6  對稱序列的z變換
  4.7  小結(jié)
  習(xí)題
第5章  取樣和重建
  5.1  數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換
  5.2  模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換
  5.3  取樣
  5.4  重建和內(nèi)插
  5.5  取樣保持(S/H)運(yùn)算
  5.6  小結(jié)
  習(xí)題
第6章  連續(xù)時間系統(tǒng)和離散時間系統(tǒng)
  6.1  離散時間等效的定義
  6.2  輸入響應(yīng)不變法
  6.3  離散化方法
  6.4  離散時間等效系統(tǒng)的時間和頻率響應(yīng)
  6.5  s平面極點(diǎn)與z平面極點(diǎn)的關(guān)系
  6.6  星號變換和脈沖轉(zhuǎn)移函數(shù)
  習(xí)題
第7章  模擬濾波器和數(shù)字濾波器
  7.1  模擬濾波器設(shè)計
  7.2  數(shù)字濾波器的設(shè)計
  7.3  如何使用SPTool
  習(xí)題
第8章  LTI系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
  8.1  狀態(tài)空間描述—狀態(tài)方程和輸出方程
  8.2  LTI狀態(tài)方程的解
  8.3  轉(zhuǎn)移函數(shù)和特征方程
  8.4  連續(xù)時間狀態(tài)方程的離散化
  8.5  狀態(tài)空間描述—相似變換
  8.6  小結(jié)
  習(xí)題
附錄A  拉普拉斯變換
附錄B  各種變換表
附錄C  復(fù)數(shù)、向量和矩陣的運(yùn)算
附錄D  有用的公式
附錄E  MATLAB
附錄F  Simulink
參考文獻(xiàn)
MATLAB函數(shù)索引
示例索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   步驟4：在信號瀏覽器（Signal Browser）中從時域比較原始信號和濾波后的信號。 ?在Signals列表中單擊，選擇（同時按住Shift全部選擇或者按住Ctrl依次選擇）信號sig1和sig2。 ?單擊Signals列表下面的View鍵打開信號瀏覽（Signal Browser）窗，在時域里查看兩個信號。 ?如果需要，可以單擊Select Trace鍵選擇其中一個顯示的信號，然后單擊Line Properties鍵改變顏色或者線型。 ?也可單擊Play_Selected_Signal鍵播放已選的信號?？梢詥螕鬡ertical_Markers鍵利用垂線標(biāo)記選擇想要播放的信號部分。如果想要打印信號（或者頻譜），可單擊Print鍵。 步驟5：在譜（Spectrum）中從頻域比較原始信號和濾波后的信號。 ?在SPTool（SP工具）窗的Signal列表中單擊選擇信號“sig1（vector）”。 ?單擊Spectra列表下的Creat鍵，創(chuàng)建sig1對應(yīng)的功率譜密度spect1，打開Spectrum Viewer窗（如圖7.29（b1）所示）。注意此時功率譜密度還未計算和顯示。 ?在參數(shù)（Parameters）部分，可以設(shè)計一些參數(shù)，比如：頻譜分析方法（Welch），快速傅里葉變長度（Nfft= 1024），窗口長度（Nwind =1024），窗口類型（hanning）和重疊長度（512）。 ?在頻譜觀察（Spectrum Viewer）窗中單擊Apply鍵，計算并顯示功率譜密度spect1。 ?對濾波器輸出信號sig2也通過以上三個步驟創(chuàng)建另一個功率譜密度，比如spect2。對Parameters部分，在Inherit_from區(qū)域PSD列表中選擇spect1（如圖7.29（b2）所示），這樣即可繼承spect1中所有的頻譜分析參數(shù)。 ?可以在Spectra列表中按住Shift鍵單擊選中spect1和spect2，單擊Spectra列表下的View鍵恢復(fù)頻譜觀察（Spectrum Viewer）并同時顯示兩個頻譜。 ?可以選擇File/Export菜單，打開Export_from_SPTool，從中導(dǎo)出信號、濾波器和頻譜。 步驟6：保存濾波器設(shè)計及信號分析結(jié)果。 可用如下方式將設(shè)計的濾波器和信號分析結(jié)果導(dǎo)出到磁盤（以MAT文件的形式）或MATLAB工作區(qū)加以保存。

圖書封面

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