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(nèi)容體系


第2章信號和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述及性質(zhì)

2.1引言

2.2信號的數(shù)學(xué)描述和分類

2.2.1信號的數(shù)學(xué)描述

2.2.2信號的分類

2.3系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和分類

2.3.1系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和描述方法

2.3.2系統(tǒng)的分類

2.4信號的基本運(yùn)算和變換、基本系統(tǒng)

2.4.1信號的基本運(yùn)算及其實(shí)現(xiàn)的基本系統(tǒng)

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

2.5基本的連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間信號

2.5.1單位階躍和單位沖激信號

2.5.2復(fù)指數(shù)信號和正弦信號

2.6信號的時(shí)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(shí)域?qū)ΨQ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(guān)函數(shù)

2.7.1信號的相關(guān)系數(shù)和正交

2.7.2信號的相關(guān)函數(shù)和相關(guān)序列

2.8系統(tǒng)的相互連接與系統(tǒng)的等價(jià)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(jià)和等效

2.9系統(tǒng)的性質(zhì)

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(shí)不變性

2.9.6線性性質(zhì)和增量線性系統(tǒng)

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

習(xí)題


第3章LTI系統(tǒng)的時(shí)域分析和信號卷積

3.1引言

3.2用時(shí)移單位沖激的線性組合表示信號的方法

3.3連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的卷積關(guān)系

3.3.1卷積和與卷積積分

3.3.2卷積的計(jì)算方法

3.4卷積的性質(zhì)及其在LTI系統(tǒng)分析中的作用

3.4.1卷積的代數(shù)運(yùn)算規(guī)則

3.4.2涉及單位沖激的卷積和卷積的時(shí)移性質(zhì)

3.4.3卷積積分的微分和積分性質(zhì)、卷積和的差分和疊加性質(zhì)

3.4.4卷積與相關(guān)函數(shù)的關(guān)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(yīng)之間的關(guān)系

3.6.1LTI系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)

3.6.2單位沖激響應(yīng)表征的LTI系統(tǒng)性質(zhì)

3.6.3LTI系統(tǒng)互聯(lián)的單位沖激響應(yīng)

3.7LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

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(yīng)

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(shí)間對偶和LTI系統(tǒng)卷積關(guān)系的一般化

習(xí)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(shí)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(yīng)和零輸入響應(yīng)

4.4.1實(shí)際因果系統(tǒng)的增量LTI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4.2起始條件轉(zhuǎn)換到初始條件

4.4.3零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)

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(yīng)

4.5.1單位沖激響應(yīng)的求法

4.5.2離散時(shí)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

4.6.3微分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的直接實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

4.7實(shí)際動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述

4.7.1連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)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(xí)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(fù)正弦信號的響應(yīng)

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(yīng)

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

5.4.1連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換

5.4.2傅里葉變換的收斂

5.4.3連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)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(yīng)

5.4.5傅里葉變換的極坐標(biāo)表示與波特圖

5.5周期信號和奇異函數(shù)及其離散時(shí)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(shí)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(xí)題


第6章傅里葉變換和傅里葉級數(shù)的性質(zhì)及其揭示的時(shí)域和頻域間的關(guān)系

6.1引言

6.2線性性質(zhì)

6.3卷積性質(zhì)

6.3.1時(shí)域卷積性質(zhì)

6.3.2頻域卷積性質(zhì)

6.4時(shí)移和頻移性質(zhì)

6.4.1時(shí)移性質(zhì)

6.4.2頻移性質(zhì)

6.5時(shí)域的微分和差分與積分和累加性質(zhì)、頻域的微分和積分性質(zhì)

6.5.1連續(xù)時(shí)域的微分和積分、離散時(shí)域的差分和累加性質(zhì)

6.5.2頻域的微分和差分與積分和累加性質(zhì)

6.6抽樣和抽樣定理

6.6.1連續(xù)時(shí)間的時(shí)域和頻域抽樣定理

6.6.2離散時(shí)間的時(shí)域和頻域抽樣定理

6.7對稱性質(zhì)

6.7.1傅里葉變換和級數(shù)的對稱性質(zhì)

6.7.2時(shí)域和頻域上的對稱分布特性之間的關(guān)系

6.8尺度比例變換性質(zhì)

6.8.1連續(xù)時(shí)間尺度比例變換性質(zhì)、時(shí)寬帶寬乘積

6.8.2離散時(shí)間的尺度變換特性： 抽取和內(nèi)插的頻域特性

6.9相關(guān)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(shí)間函數(shù)和序列傅里葉變換的實(shí)部或虛部自滿性

6.10.2復(fù)解析信號——實(shí)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(shí)間傅里葉變換和連續(xù)傅里葉級數(shù)之間的對偶性

習(xí)題


第7章信號與系統(tǒng)在通信系統(tǒng)和技術(shù)中的應(yīng)用

7.1引言

7.2信號的無失真?zhèn)鬏敽吞幚?br />
7.3調(diào)制和解調(diào)

7.4正弦幅度調(diào)制和相干解調(diào)

7.5調(diào)幅和檢波

7.6單邊帶調(diào)制

7.7正弦幅度調(diào)制的其他應(yīng)用

7.7.1混頻、交調(diào)和互調(diào)

7.7.2可變中心頻率的帶通濾波器

7.7.3實(shí)現(xiàn)低通和帶通濾波器之間的轉(zhuǎn)換

7.8脈沖載波調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制

7.8.1脈沖幅度調(diào)制

7.8.2脈沖編碼調(diào)制

7.9多路復(fù)用

7.9.1頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用

7.9.2正交復(fù)用和碼分復(fù)用

7.10信號設(shè)計(jì)

7.10.1頻帶限制條件下的信號波形設(shè)計(jì)

7.10.2匹配濾波器——相關(guān)接收條件下的信號設(shè)計(jì)

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(shí)域均衡和橫向?yàn)V波器

習(xí)題


第8章信號和系統(tǒng)的復(fù)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(fù)指數(shù)信號的響應(yīng)、頻域和復(fù)頻域

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

8.2.2連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間頻域和復(fù)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(guān)系

8.3.2拉普拉斯變換和Z變換的零、極點(diǎn)分布

8.3.3雙邊拉普拉斯變換和Z變換收斂域的性質(zhì)

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(zhì)

8.4.1線性性質(zhì)

8.4.2卷積性質(zhì)

8.4.3時(shí)移和復(fù)頻移性質(zhì)

8.4.4時(shí)域微分和差分及積分和累加性質(zhì)、復(fù)頻域微分性質(zhì)

8.4.5對稱性質(zhì)

8.4.6尺度變換性質(zhì)

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(guān)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(zhì)

習(xí)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(shí)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(fù)頻域分析

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

9.4.1LTI系統(tǒng)的性質(zhì)

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

9.5系統(tǒng)函數(shù)與LTI系統(tǒng)時(shí)域和頻域特性的關(guān)系

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

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

9.5.3自由響應(yīng)和強(qiáng)迫響應(yīng)、暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

9.5.4LTI系統(tǒng)的零、極點(diǎn)分布確定頻域特性、頻率響應(yīng)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

9.9.1級聯(lián)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

9.9.2并聯(lián)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

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(fù)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(xí)題


第10章信號與系統(tǒng)在信號分析和處理中的應(yīng)用

10.1引言

10.2連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間信號的分析和處理

10.3連續(xù)時(shí)間信號的離散時(shí)間（數(shù)字）分析和處理

10.3.1連續(xù)時(shí)間信號和離散時(shí)間信號的相互轉(zhuǎn)換

10.3.2連續(xù)時(shí)間信號的離散時(shí)間（數(shù)字）處理

10.4離散傅里葉變換（DFT）的應(yīng)用

10.4.1信號加窗和窗函數(shù)

10.4.2利用FFT進(jìn)行信號頻譜分析

10.4.3快速卷積算法及其應(yīng)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(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

10.6.1模擬濾波器

10.6.2無限沖激響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器

10.6.3有限沖激響應(yīng)（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(shí)間（模擬）濾波器的頻率變換

10.7.2離散時(shí)間（數(shù)字）濾波器的頻率變換

10.8抽樣率的轉(zhuǎn)換和多抽樣率處理

10.8.1抽樣率轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換

10.8.4多抽樣率數(shù)字信號處理和多抽樣率系統(tǒng)

習(xí)題


第11章信號與系統(tǒng)在反饋和控制中的應(yīng)用

11.1引言

11.2線性反饋系統(tǒng)的基本特性及其應(yīng)用

11.2.1線性反饋系統(tǒng)的基本特性及有關(guān)應(yīng)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(diǎn)方程和根軌跡

11.3.2根軌跡的模準(zhǔn)則和輻角準(zhǔn)則

11.3.3根軌跡的性質(zhì)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(zhì)

11.4.2奈奎斯特圍線和奈奎斯特圖

11.4.3連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)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(xí)題


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習(xí)題答案


參考文獻(xiàn)