信号与系统

第1章绪论1
1.1信号的描述与分类2
1.1.1信号的定义与描述2
1.1.2信号的分类和特性3
1.2系统的模型及分类10
1.2.1系统的数学模型11
1.2.2系统的连接13
1.2.3系统的分类15
1.2.4系统的特性17
1.3信号与系统分析方法概述21
1.3.1信号与系统分析方法22
1.3.2信号与系统理论的应用23
习题24
第2章连续信号与系统的时域分析26
2.1连续时间信号的时域描述26
2.1.1典型信号26
2.1.2奇异信号29
2.2连续时间信号的基本运算35
2.2.1连续信号的尺度变换、反转与平移36
2.2.2连续信号的相加、相乘、微分与积分37
2.3连续确定信号的时域分解38
2.3.1连续信号分解为直流分量与交流分量38
2.3.2连续信号分解为奇分量与偶分量38
2.3.3连续信号分解为实部分量与虚部分量38
2.3.4连续信号分解为冲激信号的线性组合39
2.3.5连续信号分解为正交信号集40
2.4连续线性非时变系统的描述及特点41
2.5连续时间LTI系统的响应43
2.5.1连续时间系统的零输入响应43
2.5.2连续时间系统的零状态响应48
2.5.3连续时间系统的冲激响应49
2.5.4连续信号卷积52
2.6冲激响应表示的系统特性56
2.6.1级联系统的冲激响应57
2.6.2并联系统的冲激响应57
2.6.3因果连续系统58
2.6.4稳定连续系统58
2.7连续信号与系统的MATLAB实现58
2.7.1连续信号的MATLAB表示58
2.7.2连续信号基本运算的MATLAB实现63
2.7.3利用MATLAB进行连续系统的时域分析64
习题66
第3章离散信号与系统的时域分析68
3.1离散时间信号的时域描述68
3.1.1离散时间信号的表示68
3.1.2典型离散信号70
3.2离散时间信号的基本运算72
3.2.1序列的反转、移位与尺度变换72
3.2.2序列的相加、相乘、差分与求和73
3.3离散确定信号的时域分解76
3.3.1离散信号分解为直流分量与交流分量76
3.3.2离散信号分解为奇分量与偶分量76
3.3.3离散信号分解为实部分量与虚部分量77
3.3.4离散信号分解为单位脉冲序列的线性组合77
3.3.5离散信号分解为正交信号集78
3.4离散时间LTI系统的响应78
3.4.1离散时间系统的零输入响应78
3.4.2离散时间系统的零状态响应83
3.4.3离散时间系统的单位样值响应85
3.4.4序列卷积和86
3.5单位样值响应表示的系统特性91
3.5.1级联系统91
3.5.2并联系统92
3.5.3因果离散系统92
3.5.4稳定离散系统93
3.6离散信号与系统的MATLAB实现93
3.6.1离散信号的MATLAB表示93
3.6.2离散信号基本运算的MATLAB实现94
3.6.3利用MATLAB进行离散系统的时域分析98
习题99
第4章连续信号与系统的频域分析101
4.1连续周期信号的频域分析101
4.1.1周期信号的Fourier级数表示101
4.1.2周期信号的频谱105
4.1.3连续Fourier级数的基本性质107
4.1.4连续周期信号的功率谱110
4.2连续非周期信号的频域分析111
4.2.1连续非周期信号的Fourier变换及其频谱111
4.2.2常见连续时间信号的频谱112
4.2.3连续时间Fourier变换的性质116
4.3连续时间LTI系统的频域分析125
4.3.1连续时间LTI系统的频率响应125
4.3.2连续非周期信号通过系统响应的频域分析127
4.3.3连续周期信号通过系统响应的频域分析128
4.3.4无失真传输系统129
4.3.5理想低通滤波器129
4.4连续信号的幅度调制与解调130
4.4.1连续信号幅度调制130
4.4.2同步解调131
4.4.3单边带幅度调制133
4.4.4频分复用134
4.5连续信号与系统的MATLAB频谱分析135
4.5.1利用MATLAB分析连续信号频谱135
4.5.2利用MATLAB分析连续系统的频率特性138
习题140
MATLAB习题146
第5章离散信号与系统的频域分析148
5.1离散周期信号的频域分析148
5.1.1离散周期信号的离散Fourier级数及其频谱148
5.1.2离散Fourier级数的基本性质151
5.2离散非周期信号的频域分析153
5.2.1离散信号的离散时间Fourier变换及其频谱153
5.2.2离散时间Fourier变换的基本性质155
5.3信号的时域抽样和频域抽样157
5.3.1信号的时域抽样157
5.3.2信号的频域抽样160
5.4离散时间LTI系统的频域分析161
5.4.1离散时间LTI系统的频率响应161
5.4.2离散非周期序列通过系统响应的频域分析162
5.4.3离散周期序列通过系统响应的频域分析163
5.4.4线性相位的离散LTI系统164
5.4.5离散数字滤波器164
5.4.6离散信号的幅度调制165
5.5离散信号与系统的MATLAB频谱分析168
5.5.1利用MATLAB分析离散信号频谱168
5.5.2利用MATLAB分析离散系统的频率特性169
习题171
MATLAB习题174
第6章连续时间信号与系统的复频域分析176
6.1连续时间信号的复频域分析176
6.1.1从Fourier变换到Laplace变换176
6.1.2单边Laplace变换的收敛域178
6.1.3常见信号的Laplace变换178
6.1.4单边Laplace变换的性质179
6.1.5Laplace逆变换188
6.2连续时间LTI系统的复频域分析192
6.2.1连续时间LTI系统的系统函数193
6.2.2连续时间LTI系统响应的复频域分析194
6.3连续时间LTI系统的系统函数与系统特性197
6.3.1系统函数的零极点分布197
6.3.2系统函数与系统的时域特性198
6.3.3系统函数与系统的稳定性198
6.3.4系统函数零极点与系统频率响应200
6.4连续时间系统的模拟202
6.4.1连续系统的连接202
6.4.2连续系统的模拟203
6.5连续时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现207
习题209
MATLAB习题212
第7章离散时间信号与系统的复频域分析213
7.1离散时间信号的复频域分析213
7.1.1单边z变换的定义与收敛域213
7.1.2常用序列的z变换215
7.1.3单边z变换的主要性质219
7.1.4逆z变换223
7.2离散时间LTI系统的复频域分析229
7.2.1离散时间LTI系统的系统函数229
7.2.2离散时间LTI系统响应的复频域分析231
7.3系统函数H(z)与系统特性233
7.3.1系统函数的零极点分布与单位抽样响应的特性233
7.3.2系统函数与系统稳定性234
7.3.3系统函数的零极点分布与系统频率响应236
7.4离散时间系统的模拟238
7.4.1离散系统的连接239
7.4.2离散系统的模拟240
7.5利用MATLAB进行离散系统的复频域分析242
习题245
MATLAB习题247
第8章系统的状态变量分析法248
8.1引言248
8.2连续时间系统的状态方程250
8.2.1连续时间系统状态方程的一般形式250
8.2.2由电路图建立状态方程252
8.2.3由微分方程建立状态方程253
8.2.4由系统模拟框图、信号流图或系统函数建立状态方程253
8.3连续时间系统状态方程的求解259
8.3.1状态方程的时域求解259
8.3.2状态方程的s域求解265
8.4离散时间系统的状态方程269
8.4.1离散时间系统状态方程的一般形式269
8.4.2由差分方程建立状态方程270
8.4.3由系统模拟框图、信号流图或系统函数建立状态方程271
8.5离散时间系统状态方程的求解272
8.5.1状态方程的时域求解272
8.5.2状态方程的z域求解275
8.6MATLAB在系统状态变量分析中的应用278
习题280
MATLAB习题283
附录1信号与系统公式性质一览表284
附录2常用连续傅里叶变换对、拉普拉斯变换对、z变换对一览表286
附录3双边拉普拉斯变换对与双边z变换对一览表289
附录4卷积积分一览表291
附录5卷积和一览表292
附录6关于δ(t)、δ(k)函数公式一览表293
参考文献294参考文献296