信號與系統(tǒng)（第2版）

第1章緒論

1.1信號和系統(tǒng)

1.1.1信息、信號和系統(tǒng)

1.1.2信號與系統(tǒng)問題

1.2系統(tǒng)分析和綜合、信號分析和處理

1.2.1系統(tǒng)分析和綜合

1.2.2信號分析和處理

1.3信號與系統(tǒng)的內容體系


第2章信號和系統(tǒng)的數(shù)學描述及性質

2.1引言

2.2信號的數(shù)學描述和分類

2.2.1信號的數(shù)學描述

2.2.2信號的分類

2.3系統(tǒng)的數(shù)學描述和分類

2.3.1系統(tǒng)的數(shù)學模型和描述方法

2.3.2系統(tǒng)的分類

2.4信號的基本運算和變換、基本系統(tǒng)

2.4.1信號的基本運算及其實現(xiàn)的基本系統(tǒng)

2.4.2自變量變換導致的信號變換及其實現(xiàn)的基本系統(tǒng)

2.5基本的連續(xù)時間和離散時間信號

2.5.1單位階躍和單位沖激信號

2.5.2復指數(shù)信號和正弦信號

2.6信號的時域特性和主要特征

2.6.1信號的周期性、周期信號和非周期信號

2.6.2信號的時域對稱特性

2.6.3信號的大小、能量和功率

2.7信號的正交和相關函數(shù)

2.7.1信號的相關系數(shù)和正交

2.7.2信號的相關函數(shù)和相關序列

2.8系統(tǒng)的相互連接與系統(tǒng)的等價和等效

2.8.1系統(tǒng)的基本連接方式

2.8.2系統(tǒng)的等價和等效

2.9系統(tǒng)的性質

2.9.1無記憶性和記憶性

2.9.2因果性、非因果和反因果

2.9.3穩(wěn)定性

2.9.4可逆性和逆系統(tǒng)

2.9.5時不變性

2.9.6線性性質和增量線性系統(tǒng)

2.10線性時不變系統(tǒng)、用微分方程和差分方程描述的系統(tǒng)

習題


第3章LTI系統(tǒng)的時域分析和信號卷積

3.1引言

3.2用時移單位沖激的線性組合表示信號的方法

3.3連續(xù)時間和離散時間LTI系統(tǒng)的卷積關系

3.3.1卷積和與卷積積分

3.3.2卷積的計算方法

3.4卷積的性質及其在LTI系統(tǒng)分析中的作用

3.4.1卷積的代數(shù)運算規(guī)則

3.4.2涉及單位沖激的卷積和卷積的時移性質

3.4.3卷積積分的微分和積分性質、卷積和的差分和疊加性質

3.4.4卷積與相關函數(shù)的關系

3.5卷積的收斂和周期卷積

3.5.1卷積積分與卷積和的收斂問題

3.5.2周期卷積

3.6LTI系統(tǒng)的特性和單位沖激響應之間的關系

3.6.1LTI系統(tǒng)的單位沖激響應

3.6.2單位沖激響應表征的LTI系統(tǒng)性質

3.6.3LTI系統(tǒng)互聯(lián)的單位沖激響應

3.7LTI系統(tǒng)的單位階躍響應

3.7.1用單位階躍信號分析LTI系統(tǒng)

3.7.2LTI系統(tǒng)的單位階躍響應

3.8奇異函數(shù)及其在信號與系統(tǒng)理論和方法中的作用

3.8.1奇異函數(shù)

3.8.2奇異函數(shù)的離散時間對偶和LTI系統(tǒng)卷積關系的一般化

習題


第4章用微分方程和差分方程描述的系統(tǒng)

4.1引言

4.2系統(tǒng)看作遞歸系統(tǒng)和非遞歸系統(tǒng)的級聯(lián)

4.3經(jīng)典的時域分析方法： 微分方程和差分方程的解法

4.3.1線性常系數(shù)微分方程所描述系統(tǒng)的方程解法

4.3.2線性常系數(shù)差分方程所描述系統(tǒng)的方程解法

4.3.3線性常系數(shù)差分方程的遞推算法

4.4用微分方程和差分方程描述的因果系統(tǒng)： 零狀態(tài)響應和零輸入響應

4.4.1實際因果系統(tǒng)的增量LTI系統(tǒng)結構

4.4.2起始條件轉換到初始條件

4.4.3零輸入響應和零狀態(tài)響應

4.5用微分方程和差分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的單位沖激響應

4.5.1單位沖激響應的求法

4.5.2離散時間FIR系統(tǒng)和IIR系統(tǒng)

4.5.3微分方程和差分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可逆性

4.6用微分方程和差分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的直接實現(xiàn)結構

4.6.1系統(tǒng)的模擬和仿真

4.6.2差分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的直接實現(xiàn)結構

4.6.3微分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的直接實現(xiàn)結構

4.7實際動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述

4.7.1連續(xù)時間和離散時間因果動態(tài)線性系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述

4.7.2因果動態(tài)線性系統(tǒng)狀態(tài)變量描述的直接編寫法

習題


第5章信號和系統(tǒng)的頻域表示法

5.1引言

5.2LTI系統(tǒng)對復正弦信號的響應

5.3周期信號的頻域表示法： 連續(xù)和離散傅里葉級數(shù)

5.3.1連續(xù)和離散傅里葉級數(shù)

5.3.2連續(xù)和離散傅里葉級數(shù)的收斂

5.3.3周期信號和序列的頻譜

5.3.4LTI系統(tǒng)對周期輸入的響應

5.4非周期函數(shù)和序列的頻域表示法： 連續(xù)和離散時間傅里葉變換

5.4.1連續(xù)和離散時間傅里葉變換

5.4.2傅里葉變換的收斂

5.4.3連續(xù)時間和離散時間傅里葉變換的典型例子

5.4.4非周期信號的頻譜和LTI系統(tǒng)的頻率響應

5.4.5傅里葉變換的極坐標表示與波特圖

5.5周期信號和奇異函數(shù)及其離散時間對偶的傅里葉變換

5.5.1周期信號和序列的傅里葉變換表示

5.5.2奇異函數(shù)及其離散時間對偶的傅里葉變換

5.6有限長序列的離散傅里葉變換（DFT）表示法

5.7快速傅里葉變換（FFT）

5.7.1快速傅里葉變換（FFT）算法

5.7.2FFT算法的矩陣表示

習題


第6章傅里葉變換和傅里葉級數(shù)的性質及其揭示的時域和頻域間的關系

6.1引言

6.2線性性質

6.3卷積性質

6.3.1時域卷積性質

6.3.2頻域卷積性質

6.4時移和頻移性質

6.4.1時移性質

6.4.2頻移性質

6.5時域的微分和差分與積分和累加性質、頻域的微分和積分性質

6.5.1連續(xù)時域的微分和積分、離散時域的差分和累加性質

6.5.2頻域的微分和差分與積分和累加性質

6.6抽樣和抽樣定理

6.6.1連續(xù)時間的時域和頻域抽樣定理

6.6.2離散時間的時域和頻域抽樣定理

6.7對稱性質

6.7.1傅里葉變換和級數(shù)的對稱性質

6.7.2時域和頻域上的對稱分布特性之間的關系

6.8尺度比例變換性質

6.8.1連續(xù)時間尺度比例變換性質、時寬帶寬乘積

6.8.2離散時間的尺度變換特性： 抽取和內插的頻域特性

6.9相關定理和帕什瓦爾定理、能量譜與功率譜

6.10希爾伯特變換

6.10.1因果時間函數(shù)和序列傅里葉變換的實部或虛部自滿性

6.10.2復解析信號——實信號的希爾伯特變換表示

6.11傅里葉變換和傅里葉級數(shù)的對偶性

6.11.1連續(xù)傅里葉變換的對偶性

6.11.2離散傅里葉級數(shù)（DFS）的對偶性

6.11.3離散傅里葉變換（DFT）的對偶性

6.11.4離散時間傅里葉變換和連續(xù)傅里葉級數(shù)之間的對偶性

習題


第7章信號與系統(tǒng)在通信系統(tǒng)和技術中的應用

7.1引言

7.2信號的無失真?zhèn)鬏敽吞幚?br />
7.3調制和解調

7.4正弦幅度調制和相干解調

7.5調幅和檢波

7.6單邊帶調制

7.7正弦幅度調制的其他應用

7.7.1混頻、交調和互調

7.7.2可變中心頻率的帶通濾波器

7.7.3實現(xiàn)低通和帶通濾波器之間的轉換

7.8脈沖載波調制和脈沖編碼調制

7.8.1脈沖幅度調制

7.8.2脈沖編碼調制

7.9多路復用

7.9.1頻分復用和時分復用

7.9.2正交復用和碼分復用

7.10信號設計

7.10.1頻帶限制條件下的信號波形設計

7.10.2匹配濾波器——相關接收條件下的信號設計

7.11均衡

7.11.1線性失真、符號間干擾和信號均衡

7.11.2頻域均衡

7.11.3時域均衡和橫向濾波器

習題


第8章信號和系統(tǒng)的復頻域表示法： 拉普拉斯變換和Z變換

8.1引言

8.2LTI系統(tǒng)對復指數(shù)信號的響應、頻域和復頻域

8.2.1復指數(shù)輸入和LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)

8.2.2連續(xù)時間和離散時間頻域和復頻域

8.3雙邊拉普拉斯變換和雙邊Z變換

8.3.1雙邊拉普拉斯變換和Z變換及其與傅里葉變換的關系

8.3.2拉普拉斯變換和Z變換的零、極點分布

8.3.3雙邊拉普拉斯變換和Z變換收斂域的性質

8.3.4反拉普拉斯變換和反Z變換

8.4雙邊拉普拉斯變換和雙邊Z變換的性質

8.4.1線性性質

8.4.2卷積性質

8.4.3時移和復頻移性質

8.4.4時域微分和差分及積分和累加性質、復頻域微分性質

8.4.5對稱性質

8.4.6尺度變換性質

8.4.7因果函數(shù)和序列的拉普拉斯變換和Z變換之初值和終值定理

8.5拉普拉斯變換和Z變換之間的類比關系

8.6單邊拉普拉斯變換和單邊Z變換

8.6.1單邊拉普拉斯變換和單邊Z變換的定義

8.6.2單邊拉普拉斯變換和單邊Z變換的性質

習題


第9章系統(tǒng)的變換域分析和綜合

9.1引言

9.2LTI系統(tǒng)的變換域分析方法

9.2.1LTI系統(tǒng)的變換域分析

9.2.2LTI系統(tǒng)的變換域表示比其時域表示更容易得到

9.2.3用微分方程或差分方程描述的LTI系統(tǒng)的變換域分析

9.2.4變換域解卷積

9.2.5求反變換的部分分式展開法

9.3用微分方程或差分方程描述的因果系統(tǒng)的復頻域分析

9.4系統(tǒng)函數(shù)和頻率響應表征的LTI系統(tǒng)特性

9.4.1LTI系統(tǒng)的性質

9.4.2LTI系統(tǒng)互聯(lián)的系統(tǒng)函數(shù)和頻率響應

9.5系統(tǒng)函數(shù)與LTI系統(tǒng)時域和頻域特性的關系

9.5.1系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布和收斂域反映的時域特性

9.5.2系統(tǒng)函數(shù)的極點決定單位沖激響應組成分量的函數(shù)形式

9.5.3自由響應和強迫響應、暫態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應

9.5.4LTI系統(tǒng)的零、極點分布確定頻域特性、頻率響應的幾何求值

9.6一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)

9.6.1一階系統(tǒng)

9.6.2二階系統(tǒng)

9.7全通系統(tǒng)和最小相移系統(tǒng)

9.7.1全通函數(shù)和全通系統(tǒng)

9.7.2最小相移系統(tǒng)

9.8系統(tǒng)的信號流圖表示法

9.9LTI系統(tǒng)的級聯(lián)和并聯(lián)實現(xiàn)結構

9.9.1級聯(lián)實現(xiàn)結構

9.9.2并聯(lián)實現(xiàn)結構

9.10狀態(tài)變量描述的級聯(lián)和并聯(lián)編寫方法

9.10.1級聯(lián)規(guī)劃法

9.10.2并聯(lián)規(guī)劃法

9.11狀態(tài)變量描述的因果系統(tǒng)的復頻域分析

9.11.1用狀態(tài)變量描述的因果LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)

9.11.2矢量微分方程和差分方程的變換域解法

9.12狀態(tài)矢量的線性變換

習題


第10章信號與系統(tǒng)在信號分析和處理中的應用

10.1引言

10.2連續(xù)時間和離散時間信號的分析和處理

10.3連續(xù)時間信號的離散時間（數(shù)字）分析和處理

10.3.1連續(xù)時間信號和離散時間信號的相互轉換

10.3.2連續(xù)時間信號的離散時間（數(shù)字）處理

10.4離散傅里葉變換（DFT）的應用

10.4.1信號加窗和窗函數(shù)

10.4.2利用FFT進行信號頻譜分析

10.4.3快速卷積算法及其應用

10.5濾波和濾波器

10.5.1濾波

10.5.2理想選擇性濾波器

10.5.3用微分方程和差分方程表示的頻率選擇性濾波器

10.6濾波器的設計和實現(xiàn)

10.6.1模擬濾波器

10.6.2無限沖激響應（IIR）數(shù)字濾波器

10.6.3有限沖激響應（FIR）數(shù)字濾波器

10.7不同類型濾波器之間的頻率變換

10.7.1連續(xù)時間（模擬）濾波器的頻率變換

10.7.2離散時間（數(shù)字）濾波器的頻率變換

10.8抽樣率的轉換和多抽樣率處理

10.8.1抽樣率轉換

10.8.2整數(shù)倍增抽樣和減抽樣

10.8.3有理比L/M的抽樣率轉換

10.8.4多抽樣率數(shù)字信號處理和多抽樣率系統(tǒng)

習題


第11章信號與系統(tǒng)在反饋和控制中的應用

11.1引言

11.2線性反饋系統(tǒng)的基本特性及其應用

11.2.1線性反饋系統(tǒng)的基本特性及有關應用

11.2.2反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

11.2.3控制或跟蹤系統(tǒng)

11.2.4抽樣數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)

11.3線性反饋系統(tǒng)的根軌跡分析法

11.3.1線性反饋系統(tǒng)的閉環(huán)極點方程和根軌跡

11.3.2根軌跡的模準則和輻角準則

11.3.3根軌跡的性質和作圖規(guī)則

11.4奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)

11.4.1圍線映射及其性質

11.4.2奈奎斯特圍線和奈奎斯特圖

11.4.3連續(xù)時間和離散時間線性反饋系統(tǒng)的奈奎斯特判據(jù)

11.5線性反饋系統(tǒng)的增益裕度和相位裕度

習題


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習題答案


參考文獻