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內容簡介

本教材以"易學易教和強化培養學生的工程能力和創新能力”為齣發點，詳細介紹瞭信號分析與係統分析的基本概念、基本理論和基本方法，以及MATLAB在本課程中的典型應用。全書內容包括：緒論、連續時間信號與係統的時域分析、連續時間信號與係統的頻域分析、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及附錄。各章配備瞭學習指導、MATLAB的應用、豐富的習題和上機練習。附錄中還精心設置瞭3套自我檢測題供讀者學完本書後檢查學習效果。

作者簡介

徐亞寜，桂林電子科技大學信息與通信工程學院，教授，付院長，主持廣西省精品課程《信號與係統》，並獲得全國電子信息類優秀教材一等奬

目錄

第1章緒論

1��1信號與係統

1��2信號的描述與分類

1��3係統的描述與分類

1��3��1連續時間LTI係統及其描述

1��3��2離散時間LTI係統及其描述

1��4係統的基本特性

1��5信號與係統分析方法概述

1��6MATLAB 基本知識

1��6��1MATLAB簡介

1��6��2MATLAB快速入門

本章學習指導

習題

上機練習

第2章連續時間信號與係統的時域分析

2��1常用信號及信號的基本運算

2��1��1常用信號

2��1��2信號的基本運算

2��2單位階躍信號和單位衝激信號

2��2��1單位階躍信號

2��2��2單位衝激信號

2��2��3衝激信號與階躍信號的關係

2��2��4衝激信號的性質

2��3連續係統的零輸入響應

2��4衝激響應和階躍響應

2��5連續係統的零狀態響應——捲積積分

2��5��1捲積積分

2��5��2捲積積分的圖解法

2��5��3捲積積分的性質

2��6連續係統的時域分析

2��7MATLAB應用舉例

2��7��1連續信號的MATLAB錶示

2��7��2信號基本運算的 MATLAB實現

2��7��3利用MATLAB進行係統的時域分析

本章學習指導

基本練習題

綜閤練習題

上機練習

第3章連續時間信號與係統的頻域分析

3��1周期信號的傅裏葉級數分析

3��1��1三角函數形式的傅裏葉級數

3��1��2指數形式的傅裏葉級數

3��1��3周期信號頻譜的特點

3��2非周期信號的傅裏葉變換分析

3��2��1從傅裏葉級數到傅裏葉變換

3��2��2頻譜函數F(jω)的特性

3��2��3典型非周期信號的傅裏葉變換

3��3傅裏葉變換的性質

3��3��1綫性特性

3��3��2對稱特性(對偶性)

3��3��3時移特性

3��3��4頻移特性

3��3��5時頻展縮特性

3��3��6時域微分特性

3��3��7頻域微分特性

3��3��8時域積分特性

3��3��9捲積特性(捲積定理)

3��3��10能量定理（帕斯瓦爾定理）

3��4周期信號的傅裏葉變換

3��4��1一般周期信號的傅裏葉變換

3��4��2周期信號的傅裏葉級數與單脈衝信號的傅裏葉變換

3��5連續時間係統的頻域分析

3��5��1從時域分析到頻域分析

3��5��2係統的頻率響應

3��5��3係統頻域分析法舉例

3��6連續係統頻域分析應用舉例

3��6��1無失真傳輸係統

3��6��2理想低通濾波器

3��6��3調製與解調

3��7抽樣及抽樣定理

3��7��1信號的抽樣

3��7��2時域抽樣定理

3��8MATLAB應用舉例

3��8��1周期信號的分解與閤成

3��8��2非周期信號頻譜的MATLAB求解

3��8��3用MATLAB計算連續係統的頻率響應

本章學習指導

基本練習題

綜閤練習題

上機練習

第4章連續時間信號與係統的復頻域分析

4��1拉普拉斯變換

4��1��1雙邊拉普拉斯變換

4��1��2雙邊拉普拉斯變換的收斂域

4��1��3單邊拉普拉斯變換

4��1��4常用信號的拉普拉斯變換

4��2單邊拉普拉斯變換的性質

4��2��1綫性特性

4��2��2時移特性

4��2��3復頻移(s域平移)特性

4��2��4尺度變換(時-復頻展縮)特性

4��2��5捲積定理

4��2��6微分定理

4��2��7積分定理

4��2��8初值定理和終值定理

4��3拉普拉斯逆變換

4��3��1極點為實數且無重根

4��3��2極點為復數且無重根

4��3��3極點為多重極點

4��4連續時間係統的復頻域分析

4��4��1微分方程的拉普拉斯變換求解

4��4��2電路網絡的復頻域模型分析法

4��4��3係統函數(轉移函數)

4��5係統特性與係統函數的關係

4��5��1係統的因果性

4��5��2係統的穩定性

4��5��3由係統函數H(s)確定頻率響應

4��6雙邊拉普拉斯變換

4��6��1雙邊拉普拉斯變換的特性

4��6��2係統函數與係統的穩定性

4��6��3雙邊拉普拉斯逆變換

4��7MATLAB應用舉例

4��7��1用MATLAB計算拉普拉斯正反變換

4��7��2利用MATLAB實現部分分式展開

4��7��3係統的零極點圖

本章學習指導

基本練習題

綜閤練習題

上機練習

第5章離散時間信號與係統的時域分析

5��1離散時間信號與離散係統

5��1��1離散信號概述

5��1��2典型的離散信號

5��1��3離散信號的基本運算

5��1��4離散係統響應的求解方法

5��2離散係統的零輸入響應

5��3離散係統的單位樣值響應

5��4離散係統的零狀態響應——捲積和

5��4��1捲積和

5��4��2捲積和的性質

5��4��3捲積和的計算

5��5離散係統響應的時域分析

5��6MATLAB應用舉例

5��6��1用MATLAB錶示離散序列

5��6��2離散信號運算的MATLAB實現

5��6��3離散係統單位樣值響應的求解

5��6��4離散係統零狀態響應的求解

本章學習指導

基本練習題

綜閤練習題

上機練習

第6章離散時間信號與係統的z域分析

6��1離散信號的z變換

6��1��1z變換的定義

6��1��2z變換的收斂域

6��1��3常用離散信號的單邊z變換

6��1��4z平麵與s平麵的映射關係

6��2z變換的基本性質

6��2��1綫性特性

6��2��2移位特性

6��2��3尺度變換特性

6��2��4時間翻轉特性

6��2��5z域微分(時域綫性加權)

6��2��6捲積定理

6��2��7初值定理和終值定理

6��3逆z變換

6��4離散係統的z域分析

6��4��1差分方程的變換解

6��4��2係統函數

6��4��3離散係統因果性、穩定性與H(z)的關係

6��4��4應用雙邊z變換分析離散係統舉例

6��5離散係統的頻率響應

6��5��1序列的傅裏葉變換

6��5��2離散係統的頻率響應

6��5��3離散係統的穩態響應

6��6MATLAB 應用舉例

6��6��1利用MATLAB 計算z變換和逆z變換

6��6��2部分分式展開的MATLAB實現

6��6��3利用MATLAB求解離散係統的頻率響應

6��6��4係統函數的零極點

本章學習指導

基本練習題

綜閤練習題

上機練習

第7章係統的狀態變量分析

7��1係統的信號流圖

7��1��1信號流圖

7��1��2係統的信號流圖模擬

7��2係統的狀態變量分析

7��2��1狀態和狀態變量

7��2��2連續係統的狀態方程和輸齣方程

7��2��3連續係統狀態方程和輸齣方程的建立

7��2��4連續係統狀態方程和輸齣方程的求解

7��2��5離散係統的狀態方程和輸齣方程的建立

7��2��6離散係統的狀態方程和輸齣方程的求解

7��3MATLAB應用舉例

7��3��1係統狀態方程和輸齣方程的建立

7��3��2係統狀態方程的求解

本章學習指導

基本練習題

上機練習

部分習題答案

附錄A部分分式展開

A��1F(s)的D(s)中都是單實根

A��2F(s)的D(s)中有重根

A��3F(s)的D(s)中有共軛復根

附錄B捲積積分錶

附錄C常用周期信號的傅裏葉係數錶

附錄D常用序列單、 雙邊z變換對

附錄E常用信號的傅裏葉變換及其頻譜圖

附錄F自我檢測題及其參考解答

F��1自我檢測題一

F��2自我檢測題二

F��3自我檢測題三

F��4參考解答

參考文獻

前言/序言

第4版前言

本書第1~3版分彆於2003年、2007年和2011年齣版，教學使用效果良好，並先後2次獲得廣西區高校優秀教材一等奬。

這次的第4版，是在廣泛收集校內外廣大師生的反饋意見基礎上，結閤作者多年的教學體會，在保持前3版教材特色和優點的基礎上進一步修訂完成的。

全書共7章，第1章介紹有關信號、係統以及信號與係統分析的基本概念、基本知識；第2章討論連續信號與係統的時域分析方法；第3、4章討論連續信號與係統的兩種變換域分析方法：頻域分析和復頻域分析；第5、6章討論離散信號和係統的時域分析和z域分析；第7章介紹係統的信號流圖和狀態變量分析方法。

與前3版相比，在保持基本內容與結構不變的基礎上，第4版具有以下特點：

（1） 內容更加精煉，錶述更加通俗易懂。結閤廣大師生的反饋意見和多年的教學經驗，對部分內容進行瞭重新編寫，對部分內容做瞭重新錶述，在保持內容嚴謹的同時增加易讀性。

（2） 例題選取和習題的編排更有針對性。調整瞭部分例題，突齣例題的“典型、易懂”；對每章後的習題重新進行瞭編排、增減，各章習題分為“基礎題”和“綜閤題”兩部分，與每章中的基本知識點和綜閤運用相對應。大部分習題在書後附有答案。

（3） 更加便於讀者學習。每章內容結束後，編寫瞭“本章學習指導”，用來概括本章學習的主要內容，並附有典型例題詳解；另外，附錄F精心編寫瞭3套涵蓋全書內容的自我檢測題（附有解答），便於讀者檢查學習效果。

（4） MATLAB內容更加全麵、與時俱進。以MATLAB R2010a 為基礎重新編寫瞭“MATLAB基礎知識”一節，內容選取緊跟MATLAB發展，組織和敘述上使讀者對MATLAB瞭解更全麵，入門更容易，為後麵章節的應用打好基礎。同時，書中所有的MATLAB程序都重新經過運行，MATLAB例題和上機實驗的選取更注重幫助讀者在課後進一步理解相關理論知識，掌握計算機仿真的基本方法，瞭解相關理論在工程中的應用。

本書內容上可以分成3個模塊：第1~4章為“連續信號與係統分析”模塊；第5~6章為“離散信號與係統分析”模塊，第7章則是相對獨立的模塊。本書參考學時數為40~72學時（不含MATLAB部分），不同的專業可根據需要對課程內容進行取捨和組閤。例如：40學時可以講授第1~4章和第7章的信號流圖內容；56學時以上可以講授本書所有內容。

本書由桂林電子科技大學徐亞寜、蘇啓常編著。其中，第1、2、3、7章由徐亞寜編寫；第4~6章、有關MATLAB的所有內容和上機練習以及自測題由蘇啓常編寫。

限於作者的水平，書中難免有不妥或錯漏之處，懇請讀者批評指正。

Email:xuyaning @guet.edu.cnsuqch@guet.edu.cn

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