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| 內容簡介： |
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本书主要介绍信号和线性系统分析的基础理论及其应用，分别从时域、频域以及复频域等不同角度分析系统对信号的加工和处理作用。在这个过程中，信号分解的思想占据了重要地位，成为贯穿于不同分析方法的一条主线。不同的信号分解和表示方法衍生出不同的系统分析方法。为了便于读者理解和掌握连续系统和离散系统之间的关系，以免发生概念上的混淆，教材内容的组织方式按照先连续后离散、先时域后变换域的方式逐步推进。本书内容主要包括九章，分别为：信号导论、系统导论、连续时间系统的时域分析、连续时间信号的傅里叶表示、连续时间系统的频域分析、连续信号的拉普拉斯变换、连续时间系统的复频域分析、离散时间系统的时域分析以及z域分析。各章节之间的内容在叙述上力求衔接紧密，组织有序，概念上做到承上启下，引导读者理解和掌握信号与系统这个领域的核心要点。本书既可以作为电子信息工程、通信工程、自动化、计算机等专业的本科生教材，也可以作为科技工作者的参考书。
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第1章信号导论11.1信号的定义与描述11.2信号的分类21.3典型信号71.3.1典型普通信号71.3.2单位阶跃信号101.3.3单位冲激信号111.3.4冲激偶信号131.4信号的运算141.4.1信号的代数运算151.4.2信号的时移151.4.3信号的反转151.4.4信号的尺度变换151.4.5信号的微分/积分运算161.5信号的分解与重构171.5.1直流分量与交流分量171.5.2奇分量与偶分量181.5.3冲激信号分解181.6信号的卷积积分191.6.1卷积的定义201.6.2卷积运算过程的图形化解释201.6.3卷积的性质22习题26第2章系统导论302.1系统的定义302.2系统的分类312.2.1动态系统与非动态系统312.2.2因果系统与非因果系统322.2.3线性系统与非线性系统322.2.4时变系统与时不变系统332.2.5线性时不变系统342.2.6稳定系统与不稳定系统342.3系统的模型和描述352.3.1系统微分方程352.3.2系统的模拟框图362.3.3系统的连接方式37习题39第3章连续时间系统的时域分析413.1引言413.2常系数微分方程的经典解423.3系统初值从0-到0+跳变的计算443.4系统零输入响应和零状态响应463.5系统的冲激响应和阶跃响应503.5.1冲激响应503.5.2阶跃响应523.6零状态响应的冲激响应表示533.7LTI系统的性质553.7.1交换律性质553.7.2分配律性质553.7.3结合律性质563.7.4LTI系统的因果性563.7.5LTI系统的稳定性573.8LTI系统分析应用举例58习题59第4章连续时间信号的傅里叶表示624.1引言624.2信号的正交分解与变换624.2.1信号正交与正交函数集624.2.2信号的正交分解634.2.3帕塞瓦尔守恒定律644.3周期信号的傅里叶级数表示654.3.1三角函数形式的傅里叶级数654.3.2指数形式的傅里叶级数694.3.3指数形式与三角函数形式傅里叶级数的联系714.3.4周期矩形信号的傅里叶级数714.3.5函数对称性与傅里叶级数734.4非周期信号的傅里叶变换764.4.1傅里叶变换的定义774.4.2傅里叶变换存在的条件794.4.3基本信号的傅里叶变换794.5傅里叶变换的性质844.6周期信号的傅里叶变换924.6.1正弦/余弦信号的傅里叶变换934.6.2一般周期信号的傅里叶变换944.6.3傅里叶级数与傅里叶变换的关系954.7信号的抽样与恢复964.7.1时域抽样模型964.7.2抽样定理994.7.3抽样信号恢复1014.8信号的能量谱与功率谱103习题104第5章连续时间系统的频域分析1095.1引言1095.2系统的频率响应1095.2.1频率响应函数1095.2.2非周期信号的系统频率响应1125.2.3周期信号的系统频率响应1145.3无失真传输系统1165.4滤波器1185.4.1滤波器及其分类1185.4.2理想低通滤波器1205.5信号的调制与解调1225.5.1幅度调制1235.5.2同步解调1245.5.3频分复用126习题128第6章连续信号的拉普拉斯变换1316.1引言1316.2拉普拉斯变换1316.2.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换1316.2.2单边拉普拉斯变换1326.2.3拉普拉斯变换的收敛域1336.3基本信号的单边拉普拉斯变换1366.4单边拉普拉斯变换的性质1386.5单边拉普拉斯逆变换146习题150第7章连续时间系统的复频域分析1527.1引言1527.2系统函数1527.3连续LTI系统的微分方程s域分析1547.4电路的s域分析1567.5连续时间LTI系统的系统函数与系统特性1587.5.1系统函数的零、极点分布1587.5.2系统函数零、极点的分布与时域特性1597.5.3系统函数与系统的稳定性1617.5.4系统函数与系统频率响应1627.6全通系统和小相移系统1647.7连续时间LTI系统的框图表示和模拟1667.7.1连续系统的框图表示1667.7.2连续LTI系统的s域模拟168习题172第8章离散时间系统的时域分析1758.1引言1758.2离散时间信号1768.2.1离散时间信号的表示1768.2.2常用的基本序列1778.2.3序列的分解1818.2.4序列的基本运算1818.3离散序列的卷积1848.3.1序列卷积和的定义1858.3.2序列卷积和的计算1858.3.3序列卷积和的性质1888.4离散时间系统1898.4.1离散系统定义1898.4.2常系数差分方程1908.4.3系统框图表示1918.4.4离散时间系统的分类1928.5离散LTI系统的响应1938.5.1递推法1948.5.2时域经典求解1948.6零输入响应和零状态响应1968.7系统的单位脉冲响应1978.8零状态响应的卷积和表示1988.9离散系统的稳定性和因果性200习题201第9章离散时间系统的z域分析2059.1Z变换2059.1.1从拉普拉斯变换到Z变换2059.1.2s平面与z平面之间的映射关系2069.1.3Z变换的意义2089.1.4Z变换的收敛域2089.2常用序列的Z变换2119.3Z变换的基本性质2129.4逆Z变换2199.4.1幂级数展开法2199.4.2部分分式展开法2219.5差分方程的z域分析与求解2249.6系统函数与系统特性2259.6.1系统函数定义2259.6.2系统函数零点和极点2269.6.3系统函数与系统稳定性2279.6.4系统函数与系统时域特性2299.6.5系统函数与系统频域特性2299.6.6系统频率响应函数几何绘制2339.7离散LTI系统的框图表示2359.7.1离散系统的框图表示2359.7.2离散LTI系统的z域模拟236习题238参考文献242
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“信号与系统”主要研究确定性信号的时域特性和频域特性，以及确定性信号通过线性时不变系统进行传输和处理的基本理论和分析方法，它是信息通信、自动控制和电子类专业的重要专业基础课。该课程的先导课程包括高等数学、电路分析和模拟电路等，后续课程包括数字信号处理、通信原理、数字通信原理等，它是衔接学科基础课与专业课之间的桥梁，具有举足轻重的地位。多年的实际教学经验表明，“信号与系统”对于大多数学生来说是一门难度较高、学习难度较大的课程，主要原因在于内容系统性、抽象性强，同时需要多角度分析问题，对数学基础要求高。那么如何才能更好地学习这门课程呢？我们知道，在分析科学问题时，以哲学思想作为指导，往往能够取得事半功倍的效果。哲学思想中有一条非常简单的道理，就是复杂的问题背后往往蕴含着简单的思想。本书主要从“信号分解和表示”的角度阐述和组织本课程的主要知识点，它作为一条主线贯穿所有章节的内容。由于任意信号均可以表示成基本信号的线性组合，那么任意信号通过线性系统的响应就可以表示成基本信号通过线性系统响应的线性组合。这样在分析信号通过线性时不变系统的响应特性时，问题就转化成为研究基本信号通过线性系统的响应。无论是课程中所提到的系统的时域分析方法还是频域分析方法，本质上都是基于这种思想，区别仅仅在于所选择的信号分解和表示方法的不同，在时域分析中选择的基本信号是单位冲激信号，而在频域分析中基本信号是虚指数信号。为了帮助学生学习和理解，本书分为连续时间系统和离散时间系统分析两大部分，内容主要包括九章，分别为：信号导论、系统导论、连续时间系统的时域分析、连续时间信号的傅里叶表示、连续时间系统的频域分析、连续信号的拉普拉斯变换、连续时间系统的复频域分析、离散时间系统的时域分析以及z域分析。考虑到相关专业后续都开设了数字信号处理或者自动控制理论等类似课程，因此本书不包含离散傅里叶变换以及系统状态变量分析等内容，避免出现重复，同时保证结构的完整性和条理性。限于编者水平，书中可能会存在疏漏和差错的地方，敬请读者批评和指正。编者
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