信號(hào)與系統(tǒng)（第2版）

目 錄
第1章 信號(hào)與系統(tǒng) （1）
1.1 信號(hào)與系統(tǒng)基本概念 （1）
1.1.1 信號(hào)的基本概念 （1）
1.1.2 系統(tǒng)的基本概念 （2）
1.2 信號(hào)的分類(lèi) （2）
1.2.1 確知信號(hào)與隨機(jī)信號(hào) （3）
1.2.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào) （3）
1.2.3 周期信號(hào)與非周期信號(hào) （6）
1.2.4 能量信號(hào)與功率信號(hào) （7）
1.3 信號(hào)的基本運(yùn)算 （8）
1.3.1 信號(hào)的加、減、乘 （8）
1.3.2 信號(hào)的平移 （9）
1.3.3 信號(hào)的反轉(zhuǎn) （10）
1.3.4 信號(hào)的尺度變換 （10）
1.4 沖激函數(shù)及其性質(zhì) （12）
1.4.1 沖激函數(shù)的定義 （12）
1.4.2 沖激函數(shù)的導(dǎo)數(shù) （13）
1.4.3 沖激函數(shù)的性質(zhì) （14）
1.5 系統(tǒng)的分類(lèi)及性質(zhì) （18）
1.5.1 系統(tǒng)的分類(lèi) （18）
1.5.2 系統(tǒng)的性質(zhì) （18）
1.6 系統(tǒng)的描述 （22）
1.6.1 連續(xù)系統(tǒng)的描述 （22）
1.6.2 離散系統(tǒng)的描述 （24）
1.7 LTI系統(tǒng)分析概述 （25）
習(xí)題一 （26）
第2章 LTI連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析 （30）
2.1 LTI連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng) （30）
2.1.1 LTI連續(xù)系統(tǒng)微分方程的經(jīng)典解 （30）
2.1.2 LTI連續(xù)系統(tǒng)的初始值 （34）
2.1.3 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng) （36）
2.2 LTI系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) （38）
2.2.1 單位沖激響應(yīng) （38）
2.2.2 單位階躍響應(yīng) （41）
2.3 卷積積分 （42）
2.3.1 卷積積分的概念 （42）
2.3.2 卷積積分的圖解法 （44）
2.4 卷積積分的性質(zhì) （46）
2.4.1 卷積的代數(shù)運(yùn)算 （47）
2.4.2 奇異函數(shù)的卷積特性 （48）
2.4.3 卷積的微積分特性 （49）
2.4.4 卷積的時(shí)移特性 （50）
2.5 相關(guān)函數(shù)的定義與性質(zhì) （52）
2.6 利用卷積分析通信系統(tǒng)多徑失真的消除方法 （54）
習(xí)題二 （56）
第3章 LTI離散系統(tǒng)的時(shí)域分析 （58）
3.1 LTI離散系統(tǒng)的響應(yīng) （58）
3.1.1 差分與差分方程 （58）
3.1.2 差分方程的經(jīng)典解 （59）
3.1.3 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng) （63）
3.2 LTI系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)和階躍響應(yīng) （65）
3.2.1 單位序列 （65）
3.2.2 單位序列響應(yīng) （66）
3.2.3 單位階躍響應(yīng) （67）
3.3 卷積和 （68）
3.3.1 卷積和的概念 （69）
3.3.2 卷積和的求解 （70）
3.3.3 卷積和的性質(zhì) （73）
習(xí)題三 （74）
第4章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 （76）
4.1 信號(hào)的正交分解 （76）
4.1.1 信號(hào)正交與正交函數(shù)集 （77）
4.1.2 信號(hào)的正交分解 （78）
4.2 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) （79）
4.2.1 三角型傅里葉級(jí)數(shù) （80）
4.2.2 指數(shù)型傅里葉級(jí)數(shù) （83）
4.2.3 周期信號(hào)的對(duì)稱(chēng)性與諧波特性 （85）
4.3 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的頻譜 （88）
4.3.1 周期信號(hào)的頻譜 （88）
4.3.2 周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn) （90）
4.3.3 周期信號(hào)的功率 （93）
4.4 連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)的頻譜―傅里葉變換 （94）
4.4.1 傅里葉變換與頻譜 （94）
4.4.2 常用信號(hào)的傅里葉變換 （96）
4.5 傅里葉變換的性質(zhì) （100）
4.6 能量譜和功率譜 （117）
4.6.1 能量譜 （117）
4.6.2 功率譜 （118）
4.7 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉變換 （121）
4.7.1 正、余弦信號(hào)的傅里葉變換 （121）
4.7.2 一般周期信號(hào)的傅里葉變換 （122）
4.7.3 周期信號(hào)的傅里葉系數(shù)與傅里葉變換 （123）
4.8 LTI連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析 （126）
4.8.1 系統(tǒng)的頻率響應(yīng) （126）
4.8.2 頻域分析法 （129）
4.8.3 無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件 （137）
4.8.4 理想低通濾波器的響應(yīng) （139）
4.8.5 調(diào)制與解調(diào) （141）
4.9 抽樣定理 （143）
4.9.1 信號(hào)的時(shí)域抽樣定理 （143）
4.9.2 周期脈沖抽樣 （149）
4.9.3 頻域抽樣 （150）
習(xí)題四 （151）
第5章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 （156）
5.1 拉普拉斯變換 （156）
5.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 （156）
5.1.2 收斂域 （157）
5.1.3 單邊拉普拉斯變換 （159）
5.1.4 常用信號(hào)的單邊拉普拉斯變換 （159）
5.1.5 單邊拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系 （161）
5.2 拉普拉斯變換的性質(zhì) （163）
5.3 拉普拉斯逆變換 （174）
5.4 LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 （180）
5.4.1 拉普拉斯變換求解微分方程 （180）
5.4.2 系統(tǒng)函數(shù) （184）
5.4.3 系統(tǒng)的s域框圖 （187）
5.4.4 電路的s域模型 （189）
5.5 雙邊拉普拉斯變換 （194）
5.5.1 雙邊拉普拉斯變換 （194）
5.5.2 雙邊拉普拉斯逆變換 （195）
5.5.3 雙邊信號(hào)作用下線(xiàn)性系統(tǒng)的響應(yīng) （195）
習(xí)題五 （196）
第6章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析 （200）
6.1 z變換 （200）
6.1.1 從拉普拉斯變換到z變換 （200）
6.1.2 收斂域 （201）
6.1.3 常用序列的z變換 （203）
6.1.4 s域與z域的關(guān)系 （205）
6.2 z變換的性質(zhì) （207）
6.3 逆z變換 （218）
6.3.1 冪級(jí)數(shù)展開(kāi)法 （218）
6.3.2 部分分式展開(kāi)法 （220）
6.4 LTI系統(tǒng)的z域分析 （225）
6.4.1 z變換求解差分方程 （225）
6.4.2 系統(tǒng)函數(shù) （228）
6.4.3 系統(tǒng)的z域框圖 （230）
習(xí)題六 （232）
第7章 系統(tǒng)函數(shù) （236）
7.1 連續(xù)系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 （236）
7.1.1 連續(xù)系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn) （236）
7.1.2 連續(xù)系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng) （238）
7.1.3 連續(xù)系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng) （241）
7.1.4 連續(xù)系統(tǒng)的因果性 （244）
7.1.5 連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 （245）
7.2 離散系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 （252）
7.2.1 離散系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn) （252）
7.2.2 系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng) （253）
7.2.3 離散系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng) （255）
7.2.4 離散系統(tǒng)的因果性、穩(wěn)定性 （260）
7.3 信號(hào)流圖 （263）
7.3.1 信號(hào)流圖中相關(guān)術(shù)語(yǔ)的定義 （264）
7.3.2 信號(hào)流圖的基本性質(zhì) （265）
7.3.3 梅森公式 （266）
7.3.4 梅森公式與系統(tǒng)模擬 （268）
習(xí)題七 （272）
第8章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析 （275）
8.1 狀態(tài)變量與狀態(tài)方程 （275）
8.1.1 狀態(tài)和狀態(tài)變量 （275）
8.1.2 狀態(tài)方程和輸出方程 （277）
8.2 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立和求解 （278）
8.2.1 由電路圖直接建立連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程 （279）
8.2.2 由輸入-輸出方程建立連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程 （280）
8.2.3 拉普拉斯變換法求解連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程 （283）
8.3 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立和求解 （285）
8.3.1 由輸入-輸出方程建立離散系統(tǒng)狀態(tài)方程 （285）
8.3.2 用z變換求解離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程 （287）
8.4 系統(tǒng)的可控制性和可觀(guān)測(cè)性 （289）
8.4.1 狀態(tài)矢量的線(xiàn)性變換 （289）
8.4.2 系統(tǒng)的可控制性和可觀(guān)測(cè)性 （292）
習(xí)題八 （298）
第9章 信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn) （301）
9.1 信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn) （301）
9.1.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)常用的連續(xù)信號(hào)波形 （301）
9.1.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)常用的離散信號(hào)波形 （308）
9.1.3 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號(hào)的基本運(yùn)算 （310）
9.2 LTI連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) （314）
9.2.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析仿真 （314）
9.2.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng) （317）
9.2.3 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) （319）
9.2.4 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)卷積積分 （320）
9.3 LTI離散系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) （321）
9.3.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析仿真 （321）
9.3.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)卷積和 （323）
9.4 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)頻域分析的MATLAB分析 （324）
9.4.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)周期信號(hào)的分解與合成 （324）
9.4.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)周期信號(hào)的頻譜分析 （326）
9.4.3 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)非周期信號(hào)的頻譜分析 （328）
9.4.4 利用MATLAB分析連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域特性 （329）
9.4.5 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號(hào)的時(shí)域抽樣 （330）
9.5 連續(xù)系統(tǒng)S域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) （332）
9.5.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)拉普拉斯變換 （332）
9.5.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)部分分式展開(kāi) （333）
9.5.3 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)拉普拉斯逆變換 （334）
9.5.4 利用MATLAB求解系統(tǒng)的零極點(diǎn)并繪制零極點(diǎn)分布圖 （336）
9.5.5 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)和頻率響應(yīng) （337）
9.6 離散系統(tǒng)z域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) （339）
9.6.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)z變換 （339）
9.6.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)部分分式展開(kāi) （340）
9.6.3 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)逆z變換 （341）
9.6.4 利用MATLAB求解系統(tǒng)的零極點(diǎn)并繪制零極點(diǎn)分布圖 （342）
9.6.5 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)LTI離散系統(tǒng)單位序列響應(yīng)和頻率響應(yīng) （343）
附錄一 常用三角函數(shù)公式 （346）
附錄二 常用幾種數(shù)列的求和公式 （347）
附錄三 卷積積分表 （348）
附錄四 卷積和表 （349）
附錄五 序列的z變換表 （350）
參考文獻(xiàn) （352）