定 價(jià):79 元
叢書(shū)名:普通高等教育"十三五"規(guī)劃教材·電子信息與電氣工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)規(guī)劃教材
- 作者:白恩健
- 出版時(shí)間:2019/8/1
- ISBN:9787121369155
- 出 版 社:電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TN911.6
- 頁(yè)碼:388
- 紙張:
- 版次:01
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)系統(tǒng)介紹了信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、理論、方法及應(yīng)用,全書(shū)共11章。本書(shū)采用“先時(shí)域,后變換域”的方法,完全平行地介紹連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng),以及它們?cè)谕ㄐ、信?hào)處理和反饋控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。第1章介紹了信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念;第2章討論了連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析方法;第3章討論了離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析方法;第4章討論了連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉分析方法;第5章討論了連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法;第6章討論了離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉分析方法;第7章簡(jiǎn)要討論了離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法;第8章討論了連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析方法;第9章討論了離散時(shí)間系統(tǒng)的z域分析方法;第10章討論了模擬濾波器和數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法;第11章討論了系統(tǒng)狀態(tài)變量分析方法。同時(shí),本書(shū)還利用MATLAB對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了仿真分析。本書(shū)可作為自動(dòng)化、電氣、通信、電子、計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教材或參考書(shū),也可供從事相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考。
白恩健,東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)、副教授、碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)楸C芡ㄐ拧⒕W(wǎng)絡(luò)安全、密碼學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,主講信號(hào)與線性系統(tǒng)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等課程。
目 錄
第1章 基本概念 1
1.1 信號(hào)與系統(tǒng) 1
1.2 信號(hào)的分類(lèi) 3
1.2.1 確定信號(hào)與隨機(jī)信號(hào) 4
1.2.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào) 4
1.2.3 偶信號(hào)與奇信號(hào) 6
1.2.4 周期信號(hào)與非周期信號(hào) 6
1.2.5 能量信號(hào)與功率信號(hào) 8
1.3 信號(hào)運(yùn)算 10
1.4 常見(jiàn)信號(hào) 12
1.4.1 指數(shù)信號(hào) 12
1.4.2 余弦信號(hào) 13
1.4.3 指數(shù)衰減的正弦信號(hào) 14
1.4.4 階躍信號(hào) 15
1.4.5 斜坡信號(hào) 17
1.4.6 單位沖激信號(hào) 18
1.4.7 單位脈沖信號(hào) 20
1.4.8 單位沖激偶信號(hào) 21
1.5 系統(tǒng)的運(yùn)算與互聯(lián) 22
1.6 系統(tǒng)的特性 23
1.6.1 因果性 24
1.6.2 記憶性 24
1.6.3 線性 25
1.6.4 時(shí)不變性 25
1.6.5 穩(wěn)定性 26
1.6.6 可逆性 27
1.7 系統(tǒng)舉例 27
1.7.1 一階低通與高通濾波器:RC串聯(lián)電路 27
1.7.2 二階帶通濾波器:RLC電路 29
1.7.3 雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng) 29
1.7.4 移動(dòng)平均系統(tǒng) 30
1.7.5 多徑傳輸系統(tǒng) 30
1.7.6 離散時(shí)間反饋系統(tǒng) 31
1.8 利用Multisim探究概念 31
1.8.1 利用RC電路產(chǎn)生指數(shù)衰減信號(hào) 31
1.8.2 利用LC電路產(chǎn)生余弦振蕩信號(hào) 32
1.8.3 利用RLC電路產(chǎn)生指數(shù)衰減的正弦信號(hào) 32
1.8.4 利用RC電路產(chǎn)生單位階躍信號(hào) 33
1.8.5 單位沖激信號(hào) 33
1.8.6 一階低通濾波器:RC電路電容輸出 33
1.8.7 一階高通濾波器:RC電路電阻輸出 35
1.8.8 二階帶通濾波器:RLC串聯(lián)電路 36
習(xí)題 36
備選習(xí)題 38
仿真實(shí)驗(yàn)題 38
第2章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)時(shí)域分析 39
2.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的微分方程表示 39
2.1.1 微分方程與轉(zhuǎn)移算子 39
2.1.2 系統(tǒng)響應(yīng)的經(jīng)典時(shí)域解法 41
2.2 零輸入響應(yīng) 43
2.3 零狀態(tài)響應(yīng) 46
2.4 單位沖激響應(yīng) 48
2.4.1 部分分式展開(kāi)法求單位沖激響應(yīng) 48
2.4.2 將單位沖激響應(yīng)轉(zhuǎn)化為零輸入響應(yīng) 49
2.4.3 單位階躍響應(yīng) 53
2.5 卷積積分 54
2.5.1 圖解法計(jì)算卷積積分 54
2.5.2 卷積積分的性質(zhì) 58
2.6 LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的互聯(lián) 60
2.7 用單位沖激響應(yīng)表征LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)特性 62
2.7.1 無(wú)記憶系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) 62
2.7.2 因果系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) 63
2.7.3 穩(wěn)定系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) 63
2.7.4 可逆系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) 64
2.8 LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的框圖表示 65
2.9 線性時(shí)不變系統(tǒng)響應(yīng)的分解 67
2.10 零輸入響應(yīng)的Multisim仿真 70
習(xí)題 72
備選習(xí)題 75
仿真實(shí)驗(yàn)題 75
第3章 離散時(shí)間系統(tǒng)時(shí)域分析 76
3.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的差分方程表示 76
3.1.1 差分方程與移序算子 76
3.1.2 迭代法求解系統(tǒng)響應(yīng) 78
3.2 零輸入響應(yīng) 79
3.3 零狀態(tài)響應(yīng) 83
3.4 單位脈沖響應(yīng) 85
3.4.1 部分分式展開(kāi)法求單位脈沖響應(yīng) 85
3.4.2 單位階躍響應(yīng) 89
3.5 卷積和 90
3.5.1 利用定義計(jì)算卷積和 90
3.5.2 卷積和的性質(zhì) 91
3.5.3 不進(jìn)位長(zhǎng)乘法計(jì)算卷積和 93
3.6 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的互聯(lián) 94
3.7 用單位脈沖響應(yīng)表征LTI離散時(shí)間系統(tǒng)特性 96
3.7.1 無(wú)記憶系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 96
3.7.2 因果系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 96
3.7.3 穩(wěn)定系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 97
3.7.4 可逆系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 98
3.8 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的框圖表示 99
習(xí)題 103
備選習(xí)題 105
仿真實(shí)驗(yàn)題 105
課程項(xiàng)目:股票走勢(shì)預(yù)測(cè) 105
第4章 連續(xù)時(shí)間傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換 106
4.1 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)表示 108
4.1.1 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的頻域分量表示 108
4.1.2 指數(shù)傅里葉級(jí)數(shù) 109
4.1.3 三角傅里葉級(jí)數(shù) 113
4.1.4 吉布斯現(xiàn)象 118
4.1.5 相位譜的作用 119
4.2 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)的性質(zhì) 120
4.3 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的功率譜 126
4.4 連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)的傅里葉變換表示 127
4.5 連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)傅里葉變換的性質(zhì) 134
4.6 連續(xù)時(shí)間非周期信號(hào)的能量譜密度 143
4.7 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉變換 144
4.8 利用部分分式展開(kāi)法求傅里葉反變換 146
習(xí)題 148
備選習(xí)題 150
仿真實(shí)驗(yàn)題 150
第5章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)頻域分析 151
5.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的傅里葉分析 151
5.1.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)頻域分析法與頻率響應(yīng)函數(shù) 151
5.1.2 連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的響應(yīng) 154
5.1.3 電路系統(tǒng)的響應(yīng) 158
5.2 無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng) 162
5.3 連續(xù)時(shí)間濾波器 163
5.3.1 理想低通濾波器 163
5.3.2 因果濾波器 166
5.3.3 濾波器的應(yīng)用 167
5.4 時(shí)域抽樣定理 171
5.4.1 理想抽樣 171
5.4.2 自然抽樣 176
5.4.3 頻域抽樣 176
5.5 調(diào)制與解調(diào) 177
5.5.1 調(diào)制類(lèi)型 177
5.5.2 全調(diào)幅 178
5.5.3 雙邊帶抑制載波調(diào)制 181
5.5.4 脈沖幅度調(diào)制 183
5.6 多路復(fù)用 184
5.6.1 頻分復(fù)用 184
5.6.2 時(shí)分復(fù)用 185
習(xí)題 187
備選習(xí)題 191
仿真實(shí)驗(yàn)題 191
課程項(xiàng)目:移動(dòng)通信系統(tǒng)調(diào)研及仿真 191
第6章 離散時(shí)間傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換 192
6.1 離散時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)表示 192
6.2 離散時(shí)間周期信號(hào)傅里葉級(jí)數(shù)的性質(zhì) 197
6.3 離散時(shí)間非周期信號(hào)的傅里葉變換表示 199
6.4 離散時(shí)間非周期信號(hào)傅里葉變換的性質(zhì) 204
6.5 離散時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉變換 206
6.6 利用部分分式展開(kāi)法求離散時(shí)間傅里葉反變換 208
6.7 離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換 209
6.8 離散傅里葉變換 211
6.9 快速傅里葉變換 214
6.9.1 時(shí)域抽取算法 214
6.9.2 頻域抽取算法 216
6.9.3 FFT在信號(hào)分析中的應(yīng)用 217
習(xí)題 222
仿真實(shí)驗(yàn)題 224
課程項(xiàng)目:圖像變換編碼 224
第7章 離散時(shí)間系統(tǒng)頻域分析 225
7.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的傅里葉分析 225
7.1.1 離散時(shí)間系統(tǒng)頻域分析法與頻率響應(yīng)函數(shù) 225
7.1.2 離散時(shí)間周期信號(hào)的響應(yīng) 228
7.2 離散時(shí)間濾波器 230
7.2.1 離散時(shí)間理想濾波器 230
7.2.2 離散時(shí)間因果濾波器 231
習(xí)題 234
第8章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)復(fù)頻域分析 237
8.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)復(fù)頻域分解—拉普拉斯變換 237
8.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 237
8.1.2 零—極點(diǎn)圖與拉普拉斯變換的收斂域 238
8.1.3 常見(jiàn)信號(hào)的拉普拉斯變換 239
8.2 拉普拉斯變換的性質(zhì) 243
8.3 拉普拉斯反變換 248
8.3.1 單邊拉普拉斯反變換 248
8.3.2 雙邊拉普拉斯反變換 252
8.4 LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)復(fù)頻域分析方法 254
8.4.1 求解具有初始條件的微分方程 254
8.4.2 電路系統(tǒng)的復(fù)頻域模型 257
8.5 系統(tǒng)傳遞函數(shù) 258
8.5.1 用系統(tǒng)函數(shù)表示連續(xù)時(shí)間系統(tǒng) 258
8.5.2 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的互聯(lián) 260
8.5.3 復(fù)頻域模擬框圖 261
8.6 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 263
8.6.1 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的穩(wěn)定性 263
8.6.2 逆系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù) 265
8.7 通過(guò)零—極點(diǎn)確定頻率響應(yīng) 266
8.7.1 系統(tǒng)頻率響應(yīng)的圖解 266
8.7.2 濾波器的系統(tǒng)函數(shù)設(shè)計(jì) 269
8.8 反饋控制系統(tǒng)分析 272
8.8.1 反饋系統(tǒng)的定義與應(yīng)用 272
8.8.2 反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 276
習(xí)題 279
備選習(xí)題 283
課程項(xiàng)目:潛水器下潛控制分析 283
第9章 離散時(shí)間系統(tǒng)z域分析 284
9.1 離散時(shí)間信號(hào)z域分解—z變換 284
9.1.1 從離散時(shí)間傅里葉變換到z變換 284
9.1.2 零—極點(diǎn)圖與z變換的收斂域 285
9.1.3 z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系 286
9.1.4 常見(jiàn)信號(hào)的z變換 287
9.2 z變換的性質(zhì) 290
9.3 z反變換 295
9.4 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)z域分析方法 299
9.5 系統(tǒng)傳遞函數(shù) 304
9.5.1 用系統(tǒng)函數(shù)表示離散時(shí)間系統(tǒng) 304
9.5.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的互聯(lián) 306
9.5.3 z域模擬框圖 307
9.6 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 309
9.6.1 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的穩(wěn)定性 309
9.6.2 逆系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù) 310
9.7 通過(guò)零—極點(diǎn)確定頻率響應(yīng) 311
習(xí)題 314
備選習(xí)題 317
第10章 濾波器設(shè)計(jì) 318
10.1 模擬濾波器的設(shè)計(jì) 319
10.1.1 巴特沃斯濾波器 319
10.1.2 切比雪夫?yàn)V波器 323
10.2 模擬域頻率變換 326
10.3 從模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR濾波器 332
10.3.1 利用導(dǎo)數(shù)逼近設(shè)計(jì)IIR濾波器 332
10.3.2 利用沖激響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR濾波器 334
10.3.3 利用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR濾波器 335
10.4 有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器 338
10.4.1 有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的線性相位特性 338
10.4.2 利用窗函數(shù)設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器 340
10.4.3 利用頻率抽樣法設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器 341
10.5 數(shù)字域頻率變換 342
習(xí)題 343
課程項(xiàng)目:語(yǔ)音信號(hào)的采集和處理 345
第11章 系統(tǒng)狀態(tài)變量分析 346
11.1 LTI連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量表示 346
11.1.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式 346
11.1.2 由電路系統(tǒng)建立狀態(tài)方程 348
11.1.3 由微分方程建立電路方程 349
11.1.4 由模擬框圖建立狀態(tài)方程 350
11.2 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解 354
11.2.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程時(shí)域求解 354
11.2.2 狀態(tài)方程復(fù)頻域求解 356
11.3 LTI離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量表示 357
11.3.1 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式 357
11.3.2 由差分方程建立狀態(tài)方程 358
11.3.3 由模擬框圖建立狀態(tài)方程 358
11.4 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解 360
11.4.1 離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程時(shí)域求解 360
11.4.2 狀態(tài)方程z域求解 361
11.5 狀態(tài)矢量的線性變換 363
11.5.1 具有對(duì)角矩陣的狀態(tài)方程 363
11.5.2 系統(tǒng)的可控制性和可觀測(cè)性 365
習(xí)題 368
備選習(xí)題 370
參考文獻(xiàn) 371