信號與系統基礎及套用

內容簡介

本書較為系統地凳戲充講述了信號與系統的基本概念、信號與系統的基本分析理論、信號的離散傅立葉變換分析方法、數字濾波器的系統設計方法等主要內容，形成了一個信號與系統基礎理論及其套用的相對完整的知識體系。全書分為七章，第1-5章為基礎理論部分，以傅立葉變換、拉普拉斯變換和z變換三大變換為主線，先講連續後講離辨斷龍敬散，從時域和頻域兩方面介紹了信號和系統的基本分析理論。為了能夠做到學以致用，在理論基礎上，第6章剃市連對信號頻譜的離散傅立葉變換分析方法及其套用臘微整問題做了深入的探討，第7章對數字濾波器的離散時間系統設計方法及屑市舟其實現做了專門的闡述。同時，在每一章的後一節均給出部分MATLAB程式代碼實例，供讀者上機學習；在每一章的後還附有少量習題，供讀者練習。

圖書目錄

前言

本踏兵書符號體系一覽表

本書常用縮寫詞表

本書採用的時頻變換對符號表

第1 章　信號與系統基礎知識 1

內容提要 1

1. 1　信號與系統的定義 1

1. 1. 1　信號的定義 1

1. 1. 2　系統的定義 2

1. 1. 3　域的概念 4

1. 1. 4　本課程的性質和特點 6

1. 2　信號的分類及典型信號 7

1. 2. 1　信號的分類 7

1. 2. 2　典型的連續時間信號 10

1. 2. 3　典型的離散時間信號 13

1. 3　信號的基本時域運算 14

1. 3. 1　信號的相加和相乘 15

1. 3. 2　信號的微分和積分 15

1. 3. 3　信號的平移、翻轉和展縮 16

1. 3. 4　信號的簡單分解 17

1. 4　系統的分類及常用表示方法 19

1. 4. 1　系統的分類 19

1. 4. 2　系統的常用表示方法 22

1. 5　MATLAB 編程及上機實踐 27

1. 5. 1　MATLAB 軟體簡介 27

1. 5. 2　上機實踐舉例 31

習題一 32

第2 章　連續時間信號分析 35

內容提要 35

2. 1　連續時間周期信號的傅立葉級數 35

2. 1. 1　連續時間周期信號的傅立葉

級數表示 35

2. 1. 2　連續時間周期信號的頻譜與

功率譜 39

2. 1. 3　連續時間傅立葉級數的性質 41

2. 2　連續時間信號的傅立葉變換 42

2. 2. 1　傅立葉變換的導出與非周期

信號的頻譜 42

2. 2. 2　常見信號的傅立葉變換 44

2. 2. 3　連續時間傅立葉變換的性質 48

2. 3　MATLAB 編程及上機實踐 53

2. 3. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 53

2. 3. 2　上機實踐舉例 55

習題二 57

第3 章　連續時間系統分析 59

內容提要 59

3. 1　系統的罪蜜院催時域分析 59

3. 1. 1　微分方程的建立與求解 59

3. 1. 2　單位衝激回響的意義 63

3. 1. 3　卷積積分 64

3. 2　系統的頻域分析 66

3. 2. 1　系統頻率回響的定義 66

3. 2. 2　系統頻率回響與零狀態回響 67

3. 2. 3　正弦穩態回響 68

3. 3　拉普拉斯變換 69

3. 3. 1　拉普拉斯變換的定義及

收斂域 69

3. 3. 2　拉普拉斯變換的性質 71

3. 3. 3　拉普拉斯反變換 74

3. 4　系統的復頻域分析 76

3. 4. 1　微分方程的復頻域求解 76

3. 4. 2　系統函式 77

3. 4. 3　零極點圖及系統特性分析 78

3. 5　MATLAB 編程及上機實踐 81

3. 5. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 81

3. 5. 2　上機實踐舉例 81

習題三 84

第4 章　離散時間信號分析 86

內容提要 86

4. 1　離散時間傅立葉級數 86

4. 1. 1　周期信號的離散時間傅立葉

級數表示 86

4. 1. 2　離散時間周期信號的頻譜 87

4. 1. 3　離散時間傅立葉級數的性質 89

4. 2　離散時間傅立葉變換 93

Ⅷ

4. 2. 1 離散非周期信號的傅立葉變換 93

4. 2. 2　離散時間傅立葉變換的性質 96

4. 3　奈奎斯特抽樣定理 102

4. 3. 1　理想抽樣的數學模型 103

4. 3. 2　奈奎斯特抽樣定理 104

4. 3. 3　抽樣信號的重建 107

4. 3. 4　實際抽樣過程 108

4. 4　MATLAB 編程及上機實踐 110

4. 4. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 110

4. 4. 2　上機實踐舉例 111

習題四 113

第5 章　離散時間系統分析 115

內容提要 115

5. 1　離散時間系統的時域分析 115

5. 1. 1　差分方程的建立與求解 115

5. 1. 2　零輸入回響和零狀態回響 119

5. 1. 3　卷積和 121

5. 2　離散時間系統的頻域分析 125

5. 2. 1　系統頻率回響 125

5. 2. 2　正弦穩態回響 127

5. 2. 3　系統頻率回響的分析 127

5. 3　z 變換 129

5. 3. 1　z 變換的定義及收斂域 129

5. 3. 2　基本z 變換對 130

5. 3. 3　z 變換的性質 133

5. 3. 4　z 變換與拉普拉斯變換的關係 137

5. 3. 5　z 反變換 139

5. 4　離散時間系統的復頻域分析 142

5. 4. 1　差分方程的z 域求解 142

5. 4. 2　系統函式 145

5. 4. 3　零極點圖與系統特性分析 147

5. 5　MATLAB 編程及上機實踐 150

5. 5. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 150

5. 5. 2　上機實踐舉例 152

習題五 154

第6 章　離散傅立葉變換及套用 156

內容提要 156

6. 1　離散傅立葉變換 156

6. 1. 1　離散傅立葉變換的定義 156

6. 1. 2　離散傅立葉變換的性質 162

6. 1. 3　快速傅立葉變換 171

6. 2　離散傅立葉變換的套用 172

6. 2. 1　基於離散傅立葉變換的信號

頻譜分析 172

6. 2. 2　基於離散傅立葉變換的LTI

系統實現 181

6. 3　MATLAB 編程及上機實踐 184

6. 3. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 184

6. 3. 2　上機實踐舉例 185

習題六 189

第7 章　數字濾波器設計 190

內容提要 190

7. 1　數字濾波器的基本概念及分類 190

7. 1. 1　數字濾波器的基本概念 190

7. 1. 2　數字濾波器的分類 195

7. 2　IIR 數字濾波器設計 196

7. 2. 1　IIR 數字濾波器分類 196

7. 2. 2　IIR數字濾波器設計方法概述 200

7. 2. 3　模擬濾波器設計 201

7. 2. 4　模擬濾波器轉化為數字濾波器

的方法 210

7. 2. 5　IIR 數字濾波器的結構實現 215

7. 3　FIR 數字濾波器設計 219

7. 3. 1　FIR 數字濾波器的線性相位

特性 219

7. 3. 2　窗函式法設計FIR 數字

濾波器 224

7. 3. 3　FIR 數字濾波器的結構實現 233

7. 3. 4　IIR 數字濾波器與FIR 數字

濾波器的比較 234

7. 4　MATLAB 編程及上機實踐 236

7. 4. 1　與本章有關的MATLAB 函式

舉例 236

7. 4. 2　上機實踐舉例 240

習題七 244

附錄 246

附錄A　與本書有關的著名科學家簡介 246

附錄B　常用數學公式 247

附錄C　MATLAB 常用命令函式 252

附錄D　MATLAB 信號處理工具箱常用

函式 260

參考文獻 263

信號與系統基礎及套用

基本介紹

內容簡介

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