信號與系統(第二版)（簡體書）

本書全面系統地論述了信號與線性時不變系統分析的基本概念、基本理論和基本分析方法及其應用。本書在第一版的基礎上，增加了大量Matlab程序，系統地論述了如何用Mat—lab對信號與系統進行分析和仿真。全書共9章，內容包括：信號與系統的基本概念，LTI系統的時域分析，連續時間信號與系統傅里葉分析，離散時間信號與系統傅里葉分析，調制與采樣，s域分析，z變換，系統理論，狀態變量分析。全書在取材上注重內容和結構的完整性，著重于信號分析和系統分析，加強了與信號處理和系統設計等領域的聯系，增加了一些在工程上有著廣泛應用背景的基本概念和基本分析方法，尤其是著名仿真軟件的引入。同時，在取材上也體現了課程應用領域的演變，課程教學和內，容安排上的發展，注重經典理論與新技術的融合。教材內容適用于不同學時的教學課程，可根據不同學時和教學要求，靈活組合授課內容。本書可作為通信工程專業、信息工程專業、電子信息工程專業、自控類和計算機專業等工科或理科信號與系統課程的教材，也可以供從事信息獲取、處理、傳輸等相關專業學習和工作的研究生、教師和科技工作者參考。

1 信號與系統的基本概念
1．0 引言
1．1 信號與系統的基本概念
1．1．1 信號的描述與信號的分類
1．1．2 系統的表示與分類
1．2 基本的連續時間信號
1．2．1 連續時間復指數信號與正弦信號
1．2．2 奇異信號
1．2．3 其他連續時間信號
1．3 基本的離散時間信號
1．3．1 單位脈衝序列和單位階躍序列及其相關序列
1．3．2 離散時間復指數信號與正弦信號
1．4 信號的組合運算與自變量變換
1．4．1 信號的組合運算
1．4．2 信號的自變量變換
1．5 系統的描述
1．5．1 系統的模型
1．5．2 系統的互聯
1．6 系統的基本性質
1．6．1 線性系統和非線性系統
1．6．2 時變系統和時不變系統
1．6．3 增量線性系統
1．6．4 記憶系統與無記憶系統
1．6．5 因果性與因果系統
1．6．6 可逆性與可逆系統
1．6．7 系統的穩定性
習題1

2 LTI系統的時域分析
2．0 引言
2．1 連續時間LTI系統的時域分析
2．1．1 信號的脈衝分解：用＆（￡）表示連續時間信號
2．1．2 連續時間LTI系統的捲積積分與單位衝激響應
2．1．3 卷積積分的圖示法
2．1．4 卷積積分的性質
2．2 離散時間LTI系統的時域分析
2．2．1 離散時間信號的脈衝分解：用&[N]表示離散時間信號
2．2．2 離散時間LTI系統的捲積和與單位脈衝響應
2．2．3 卷積和的性質
2．3 單位衝激/脈衝響應與LTI系統性質
2．3．1 LTI系統的可逆性與可逆系統
2．3．2 LTI系統的穩定性
2．3．3 LTI系統的因果性
2．3．4 LTI系統的單位階躍響應
2．3．5 LTI系統的特徵函數
2．4 LTI系統的微分、差分方程描述
2．4．1 連續時間LTI系統微分方程描述及其經典解法
2．4．2 離散時間LTI系統的數學模型及其差分方程的經典求解
2．5 LTI系統的響應分解：零狀態響應和零輸入響應
2．6 LTI系統的框圖表示
2．7 LTI系統的Matlab求解與仿真
2．7．1 連續時間LTI系統的求解
2．7．2 離散時間LTI系統的求解
2．7．3 卷積計算
2．7．4 LTI系統的仿真
習題2

3 連續時間信號與系統的頻域分析
3．0 引言
3．1 連續時間週期信號的諧波復指數信號表示：連續時間傅里葉級數
3．1．1 連續時間傅里葉級數
3．1．2 典型週期信號的傅里葉級數展開
3．1．3 連續時間傅里葉級數的收斂與週期信號傅里葉級數的近似表示
3．2 非週期信號的複指數信號的表示：連續時間傅里葉變換
3．2．1 非週期信號的傅里葉變換的導出
3．2．2 連續時間傅里葉變換的收斂性
3．2．3 典型連續時間信號的傅里葉變換對
3．3 連續時間週期信號的傅里葉變換
3．4 連續時間傅里葉變換的性質
3．4．1 線性性質
3．4．2 時移性質
3．4．3 頻移性質
3．4．4 共軛性及共軛對稱性
3．4．5 微分與積分
3．4．6 時間與頻率的尺度變換
3．4．7 對偶性
3．4．8 帕斯瓦爾(Paseval)定理
3．4．9 時域卷積性質
3．4．10 調製性質(頻域卷積)
3．5 連續時間LTI系統的頻域分析
3．5．1 連續時間LTI系統的頻率響應
3．5．2 連續時間LTI系統的零狀態響應的頻域求解
3．5．3 用線性常係數微分方程表徵的LTI系統
3．5．4 週期信號激勵下的系統響應
3．5．5 電路系統的頻域求解
3．5．6 信號的不失真傳輸
3．5．7 信號的濾波與理想濾波器
3．5．8 利用Matlab實現頻域的數值求解
習題3

4 離散時間信號與系統的頻域分析
4．0 引言
4．1 離散時間週期信號的諧波表示：離散時間傅里葉級數(DFS)
4．2 離散時間非週期信號的複指數表示：離散時間傅里葉變換(DTFT)
4．2．1 離散時間傅里葉變換的導出
4．2．2 離散時間傅里葉變換的收斂性
4．2．3 典型離散時間非週期信號的傅里葉變換對
4．3 離散時間週期信號的傅里葉變換
4．4 離散時間傅里葉變換的性質
4．4．1 離散時間傅里葉變換的周期性
4．4．2 線性性質
4．4．3 時域平移與頻域平移性質
4．4．4 共軛與共軛對稱性
4．4．5 時域差分與累加
4．4．6 時域擴展
4．4．7 頻域微分
4．4．8 時域卷積和性質
4．4．9 調製性質
4．4．10 帕斯瓦爾定理
4．5 對偶性
4．5．1 離散傅里葉級數的對偶性
4．5．2 離散時間傅里葉變換與連續時間傅里葉級數之間的對偶性
4．6 離散時間LTI系統的頻域分析
4．6．1 離散時間LTI系統的頻率響應
4．6．2 離散時間LTI系統的零狀態響應的頻域求解
4．6．3 用線性常係數差分方程表徵的LTI系統
4．6．4 離散時間信號的濾波與理想濾波器
4．7 基於Matlab的離散時間信號與LTI系統分析
4．7．1 離散時間週期信號傅里葉級數的計算
4．7．2 絕對可和序列的頻譜計算與顯示
4．7．3 根據差分方程計算系統的頻率響應
習題4

5 採樣與調製
5．0 引言
5．1 連續時間信號的時域採樣定理
5．1．1 衝激串採樣：採樣定理
5．1．2 用樣值序列重建或表示連續時間信號
5．1．3 零階保持採樣
5．2 信號的欠採樣
5．3 離散時間信號的時域採樣定理
5．3．1 脈衝串採樣
5．3．2 離散時間信號的抽取與內插
5．4 連續時間系統的離散時間實現
5．5 正弦載波幅度調製
5．5．1 雙邊帶正弦載波幅度調製(DSB)與同步解調
5．5．2 頻分複用
5．6 脈衝幅度調製(PAM)
5．6．1 自然採樣與時分複用(TDM)
5．6．2 平頂採樣形式的脈衝幅度調製
5．7 希爾伯特變換與信號的正交表示
5．8 離散時間信號正弦幅度調製
習題5

6 信號與系統的複頻域分析
6．0 引言
6．1 拉普拉斯變換
6．1．1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換
6．1．2 拉氏變換的收斂域
6．1．3 拉氏變換的幾何表示：零極點圖
6．1．4 χ(t)的時域特性與其拉氏變換χ(s)收斂域的關係
6．2 常用信號的拉氏變換對
6．3 雙邊拉氏變換的性質
6．4 週期信號與抽樣信號的拉氏變換
6．5 拉氏反變換
6．6 單邊拉氏變換及性質
6．7 連續時間LTI系統的複頻域分析
6．7．1 系統函數
6．7．2 S域的元件模型
6．7．3 全響應的求解
6．7．4 系統函數代數屬性和方框圖表示
6．8 用Matlab實現連續時間信號與系統的複頻域分析
習題6

7 Z變換
7．0 引言
7．1 雙邊Z變換
7．2 Z變換的收斂域
7．3 Z變換的幾何表示：零極點圖
7．4 Z變換的性質
7．5 常用信號的Z變換對
7．6 Z反變換
7．6．1 冪級數展開法(長除法)
7．6．2 部分分式展開法
7．6．3 圍線積分法(留數法)
7．7 單邊Z變換
7．8 單邊Z變換的性質
7．9 LTI系統的Z域分析
7．9．1 系統函數與系統性質
7．9．2 線性常係數差分方程的Z域求解
7．9．3 系統函數的方框圖表示
7．10 利用Matlab進行Z域分析舉例
習題7

8 系統理論
8．0 引言
8．1 系統函數與時域特性
8．1．1 連續時間LTI系統
8．1．2 離散時間LTI系統
8．2 系統函數與穩定係統的頻域特性
8．2．1 連續時間LTI系統
8．2．2 離散時間LTI系統
8．2．3 二階系統
8．3 理想濾波器的逼近與頻率變換
8．3．1 巴特沃思濾波器
8．3．2 頻率變換
8．4 因果系統的穩定性準則
8．4．1 因果連續時間系統的穩定性準則
8．4．2 因果離散時間系統的穩定性準則
8．5 線性反饋系統的根軌跡分析法
8．5．1 線性反饋系統
8．5．2 閉環極點方程
8．5．3 根軌蹟的端點：K=0和|K|=+∞時的閉環極點
8．5．4 角判據：根軌蹟的相角條件
8．5．5 根軌蹟的性質
8．6 奈奎斯特穩定性判據
8．6．1 圍線映射的基本性質
8．6．2 連續時間LTI反饋系統的奈奎斯特判據
8．6．3 離散時間LTI反饋系統的奈奎斯特判據
8．7 基於Matlab的系統頻率響應與穩定性分析方法
8．7．1 波特圖
8．7．2 奈奎斯特圖
8．7．3 根軌跡
習題8

9 狀態變量分析
9．0 引言
9．1 系統的狀態與狀態變量
9．2 系統的信號流圖表示
9．3 連續時間系統狀態方程的建立
9．3．1 由電路圖直接建立狀態方程
9．3．2 由微分方程來建立狀態方程
9．3．3 由系統函數來建立狀態方程
9．4 連續時間系統狀態方程的求解
9．4．1 用拉氏變換求解狀態變量與輸出響應
9．4．2 狀態方程的時域解法
9．5 離散時間系統狀態方程的建立
9．5．1 由差分方程來建立狀態方程
9．5．2 由系統函數來建立狀態方程
9．6 離散時間系統狀態方程的求解
9．7 由狀態方程判斷系統的穩定性
9．8 狀態矢量的線性變換
9．9 系統的可控制性和可觀察性
9．10 利用Matlab進行狀態空間分析舉例
習題9
部分習題答案
參考文獻