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內容簡介

　　《信號與係統》係統地介紹瞭信號與係統的基本概念、基本理論和基本分析方法。全書共8章，內容包括：信號與係統的基本概念；連續時間係統的時域分析；連續時間信號的頻域分析；連續時間係統的頻域分析；連續時間信號與係統的復頻域分析；離散時間信號與係統的時域分析；離散時間信號與係統的z域分析；係統的狀態變量分析等。
　　本書采用數學概念與物理概念並重的處理方式，闡述瞭連續時間信號和離散時間信號通過綫性時不變係統的時域分析與變換域分析，引入MATLAB軟件作為信號與係統分析的工具，來實現原理、方法與應用三方麵的結閤。書中配有大量的例題和習題，並在每章末附有部分參考答案，以利於讀者對基本內容的理解和自學。
　　本書可作為高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、電子信息科學與技術、生物醫學工程、計算機科學與技術等專業“信號與係統”課程的教材，也可供從事相關專業的科技工作人員參考。
　　本書配有電子教案，需要的讀者可免費注冊，審核通過後下載。

目錄

齣版說明
前言
第1章信號與係統的基本概念
1.1信號的描述與分類
1.1.1信號的描述
1.1.2信號的分類
1.2基本的連續時間信號
1.2.1正弦信號與指數信號
1.2.2抽樣信號
1.2.3階躍信號與衝激信號
1.3信號的運算與變換
1.3.1信號的基本運算
1.3.2自變量變換引起的信號變換
1.3.3信號的分解
1.4係統的描述與分類
1.4.1係統的數學模型
1.4.2係統的模擬
1.4.3係統的分類
1.5綫性時不變係統的基本性質
1.5.1齊次性與疊加性
1.5.2時不變性
1.5.3微分與積分特性
1.5.4因果性
1.5.5穩定性
1.5.6可逆性
1.5.7記憶性與無記憶性
1.6連續時不變係統分析方法
1.7信號運算與變換及係統判斷的MATLAB實現
習題1
習題1部分參考答案
第2章連續時間係統的時域分析
2.1連續時間係統的數學模型
2.2連續時間係統的響應
2.2.1微分方程的經典解
2.2.2零輸入響應與零狀態響應
2.3衝激響應與階躍響應
2.3.1衝激響應
2.3.2階躍響應
2.4捲積
2.4.1捲積的定義
2.4.2捲積的求解
2.5捲積的性質
2.5.1捲積的代數運算
2.5.2捲積的微分與積分
2.5.3與衝激函數的捲積
2.5.4捲積的時移性質
2.6連續時間係統時域分析的MATLAB實現
習題2
習題2部分參考答案
第3章連續時間信號的頻域分析
3.1信號的正交分解
3.1.1矢量的正交分解
3.1.2正交函數與正交函數集
3.1.3信號的正交分解方法
3.2周期信號的傅裏葉級數分解
3.2.1三角形式的傅裏葉級數
3.2.2指數形式的傅裏葉級數
3.2.3函數的對稱性與傅裏葉係數的關係
3.3周期信號的頻譜
3.3.1周期信號的頻譜定義
3.3.2周期矩形脈衝信號的頻譜
3.4非周期信號的頻譜
3.4.1傅裏葉變換
3.4.2典型非周期信號的頻譜
3.5傅裏葉變換的性質
3.5.1綫性性質
3.5.2時移性質
3.5.3頻移性質
3.5.4尺度變換性質
3.5.5對稱性質
3.5.6奇偶虛實性質
3.5.7時域微分性質
3.5.8時域積分性質
3.5.9頻域微分性質
3.5.10頻域積分性質
3.5.11時域捲積定理
3.5.12頻域捲積定理
3.6周期信號的傅裏葉變換
3.6.1正、餘弦信號的傅裏葉變換
3.6.2一般周期信號的傅裏葉變換
3.7帕塞瓦爾定理與功率譜、能量譜
3.7.1帕塞瓦爾定理
3.7.2功率譜與能量譜
3.8連續時間信號頻域分析的MATLAB實現
習題3
習題3部分參考答案
第4章連續時間係統的頻域分析
4.1係統響應的頻域分析
4.1.1頻域係統函數
4.1.2周期信號激勵下係統響應的頻域分析
4.1.3非周期信號激勵下係統響應的頻域分析
4.2無失真傳輸
4.3理想低通濾波器與係統的物理可實現性
4.3.1理想低通濾波器及其衝激響應
4.3.2理想低通濾波器的階躍響應
---------- XT2.FBD4.3.3係統的物理可實現性
4.4希爾伯特變換
4.4.1係統函數的約束特性與希爾伯特變換
4.4.2希爾伯特濾波器
4.5調製與解調
4.5.1調製與解調的基本概念
4.5.2抑製載波的雙邊帶幅度調製與解調
4.5.3幅度調製與解調
4.5.4單邊帶調製與殘留邊帶調製
4.6抽樣定理
4.6.1信號的時域抽樣
4.6.2時域抽樣定理
4.6.3理想內插恢復
4.6.4實際內插恢復
4.6.5頻域抽樣定理
4.7頻分復用與時分復用
4.7.1頻分復用
4.7.2時分復用
4.8連續時間係統頻域分析的MATLAB實現
習題4
習題4部分參考答案
第5章連續時間信號與係統的復頻域分析
5.1拉普拉斯變換
5.1.1從傅裏葉變換到拉普拉斯變換
5.1.2拉普拉斯變換的收斂域
5.1.3常見信號的拉普拉斯變換
5.2拉普拉斯變換的性質
5.2.1綫性性質
5.2.2 時移性質
5.2.3復頻移性質
5.2.4尺度變換性質
5.2.5時域微分性質
5.2.6時域積分性質
5.2.7復頻域微分性質
5.2.8復頻域積分性質
5.2.9初值定理
5.2.10終值定理
5.2.11時域捲積定理
5.2.12復頻域捲積定理
5.3拉普拉斯反變換
5.4連續時間係統的復頻域分析
5.4.1微分方程的復頻域求解
5.4.2電路的復頻域模型與求解
5.5係統函數與係統特性
5.5.1係統函數
5.5.2係統函數的零點與極點
5.5.3係統函數的零、極點分布與時域響應特性的關係
5.5.4係統函數的零、極點分布與頻域響應特性的關係
5.5.5係統函數的極點分布與係統穩定性的關係
5.6綫性係統的模擬
5.6.1基本運算器
5.6.2係統模擬的直接形式
5.6.3係統模擬的組閤形式
5.7連續時間信號與係統復頻域分析的MATLAB實現
習題5
習題5部分參考答案
第6章離散時間信號與係統的時域分析
6.1離散時間信號基礎
6.1.1離散時間信號的數學描述
6.1.2常見離散時間信號
6.1.3離散時間信號的基本運算
6.2離散時間係統
6.2.1綫性時不變離散時間係統
6.2.2離散時間係統的數學模型
6.2.3離散時間係統的時域模擬
6.3離散時間係統的時域響應
6.3.1迭代法求解差分方程
6.3.2經典法求解差分方程
6.3.3零輸入響應與零狀態響應
6.4單位序列響應與單位階躍響應
6.4.1單位序列響應
---------- XT3.FBD6.4.2單位階躍響應
6.5捲積和
6.5.1捲積和的定義
6.5.2捲積和的求解
6.5.3捲積和的性質
6.6離散時間信號與係統時域分析的MATLAB實現
習題6
習題6部分參考答案
第7章離散時間信號與係統的z域分析
7.1Z變換
7.1.1Z變換的定義
7.1.2Z變換的收斂域
7.1.3常見序列的Z變換
7.2Z變換的性質
7.2.1綫性性質
7.2.2移位性質
7.2.3z域尺度變換性質
7.2.4z域微分性質
7.2.5z域積分性質
7.2.6時域摺疊性質
7.2.7初值定理
7.2.8終值定理
7.2.9時域捲積定理
7.2.10z域捲積定理
7.3Z反變換
7.3.1冪級數展開法
7.3.2部分分式展開法
7.3.3圍綫積分法
7.4Z變換與拉普拉斯變換的關係
7.5差分方程的Z變換求解
7.6係統函數與係統特性
7.6.1係統函數
7.6.2係統函數的零點與極點
7.6.3係統函數的零、極點分布與時域響應特性的關係
7.6.4係統函數與係統的因果、穩定性的關係
7.7離散時間係統的頻率響應
7.7.1頻率響應
7.7.2係統函數零、極點分布與頻率響應特性的關係
7.8離散時間係統的z域模擬
7.8.1基本運算器
7.8.2係統模擬的直接形式
7.8.3係統模擬的組閤形式
7.9離散時間信號與係統z域分析的MATLAB實現
習題7
習題7部分參考答案
第8章係統的狀態變量分析
8.1狀態方程
8.1.1狀態變量和狀態方程
8.1.2狀態方程的一般形式
8.2狀態方程的建立
8.2.1連續係統狀態方程的建立
8.2.2離散係統狀態方程的建立
8.3狀態方程的求解
8.3.1連續係統狀態方程的求解
8.3.2離散係統狀態方程的求解
8.4係統的可控製性與可觀測性
8.4.1狀態矢量的綫性變換
8.4.2係統的可控製性
8.4.3係統的可觀測性
8.4.4係統的可控性和可觀性與係統函數的關係
8.5係統的狀態變量分析的MATLAB實現
習題8
習題8部分參考答案
參考文獻

前言/序言

　　前言“信號與係統”課程是高等工科院校電子信息工程、通信工程、自動化、電子信息科學與技術、生物醫學工程、計算機科學與技術等專業的一門重要的技術基礎課程。該課程的應用領域非常廣泛，幾乎遍及電類及非電類的各個工程技術學科。隨著信息科學與技術的迅速發展，新的信號處理和分析技術不斷湧現。由於信號是信息的載體，係統是信息處理的手段，因此，作為研究信號與係統基本理論和方法的“信號與係統”課程，必須與信息科學技術的發展趨勢相一緻。為此，編者在結閤瞭多年的教學改革與實踐成果，並參閱國內外最新優秀教材的基礎上，編寫瞭本書。
　　本書是根據高等工科院校“信號與係統課程教學基本要求”，並貫徹工科專業基礎課教材立足於“加強基礎，精選內容；結閤實際，逐步更新；突齣重點，利於教學”的指導思想而精心編排的。在內容結構上，采用先“信號分析”，後“係統分析”；先“連續信號與係統分析”，後“離散信號與係統分析”；先“時域分析”，後“變換域分析”。這樣的安排，既體現瞭兩者之間在理論分析上相對獨立、內容上相互並行的特點，又遵循瞭先易後難、循序漸進的教學原則。
　　本書主要討論確定性信號的特性和綫性時不變係統的基本理論和基本分析方法，建立信號分析與係統分析之間的邏輯關係，明確時域分析與變換域分析的相互關係和各自的適用範疇。在時域分析中，著重於基本信號的數學定義和性質、信號的變換與運算以及係統的描述與時域特性等的講述；在變換域分析中，突齣瞭傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換的數學概念、基本性質和工程應用背景等，淡化瞭其數學運算和技巧以及建立信號頻譜與係統函數的概念。
　　在輔助教學工具上，本書引入瞭具有強大計算功能的MATLAB軟件。在各章中通過例題的方式，藉助MATLAB這種現代計算工具加深讀者對基本概念、基本原理和基本方法的理解和應用，實現瞭經典理論與現代計算技術相結閤，從而為更有效地學習和理解新知識提供瞭有效的方法。
　　本書內容豐富，論述清楚，係統性和實踐性較強。結構上注重重點突齣、難點分散，強調數學概念與物理概念並重，力求實現原理、方法與應用三方麵的結閤。本書還精心選編瞭大量的例題和習題，並配備瞭部分參考答案，使之與正文有機結閤，有利於培養學生分析問題和解決問題的能力。
　　考慮到大學本科階段的教學特點，我們在編寫本書時注意瞭教材的教學適用性，在總體結構上力求簡明，章節內容安排上既考慮瞭課程體係的連貫性，又保持瞭一定的獨立性，以適應不同的教學要求和教學計劃，便於對本書內容進行裁剪。
　　參加本書編寫工作的有：許波（第3、4、6章）、和衛星（第5、7、8章）、毛彥欣（第1、2章和每章中有關MATLAB的內容）。本書由許波任主編，負責全書內容的選定和統稿。
　　在本書編寫的過程中，得到瞭江蘇大學電氣信息工程學院的支持與指導，陳曉平教授、趙德安教授、周新雲副教授給予瞭熱情幫助和支持。同時，本書的齣版得到瞭江蘇省高校優勢學科建設工程項目（PAPD）的資助。在此一並錶示衷心的感謝！
　　由於編者水平有限，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。
　　編者

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