信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)用教程

第1章信號(hào)與系統(tǒng)概述
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.1信號(hào)與系統(tǒng)
1.1.1廣義信號(hào)與系統(tǒng)
1.1.2信號(hào)的傳輸與處理
1.1.3信號(hào)與系統(tǒng)的分析
1.2信號(hào)的概念及分類
1.2.1消息、信息和信號(hào)的概念及其相互關(guān)系
1.2.2信號(hào)的分類
1.2.3信號(hào)的描述及特性
1.3系統(tǒng)的概念及分類
1.3.1系統(tǒng)的定義及表示
1.3.2系統(tǒng)的分類及特性
1.3.3系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述
1.4線性時(shí)不變系統(tǒng)分析方法概述
1.4.1輸入輸出法(inputoutput method)（外部法）
1.4.2狀態(tài)變量法(state variable method)（內(nèi)部法）
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)1
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題
第2章連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
2.1引言
2.2典型的基本信號(hào)
2.2.1奇異信號(hào)
2.2.2指數(shù)信號(hào)
2.2.3正弦信號(hào)
2.2.4復(fù)指數(shù)信號(hào)
2.2.5抽樣信號(hào)
2.2.6斜坡信號(hào)
2.2.7門信號(hào)
2.2.8符號(hào)函數(shù)
2.3信號(hào)的基本運(yùn)算
2.3.1信號(hào)的代數(shù)運(yùn)算
2.3.2信號(hào)的微分與積分運(yùn)算
2.3.3信號(hào)的反褶或反轉(zhuǎn)
2.3.4信號(hào)的平移
2.3.5信號(hào)的尺度變換
2.3.6信號(hào)的綜合變換
2.3.7周期信號(hào)的對(duì)稱性
2.3.8信號(hào)的分解與合成
2.4線性時(shí)不變（LTI）連續(xù)系統(tǒng)的描述
2.4.1LTI連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.4.2LTI連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域模型（模擬）圖
2.5LTI連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng)
2.5.1LTI連續(xù)系統(tǒng)響應(yīng)的經(jīng)典法
2.5.2LTI連續(xù)系統(tǒng)響應(yīng)的分類及其意義
2.5.3LTI連續(xù)系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)
2.6沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)
2.6.1沖激響應(yīng)
2.6.2階躍響應(yīng)
2.6.3單位沖激響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)的關(guān)系
2.7疊加積分法求零狀態(tài)響應(yīng)
2.7.1卷積積分和杜阿美爾積分求零狀態(tài)響應(yīng)
2.7.2卷積、卷積圖解法
2.7.3卷積的性質(zhì)與應(yīng)用
2.8LTI連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析實(shí)例
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)2
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題
第3章連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
3.1引言
3.2周期信號(hào)的分解與合成——傅里葉級(jí)數(shù)
3.2.1傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)形式
3.2.2傅里葉級(jí)數(shù)的指數(shù)形式
3.2.3周期信號(hào)的諧波分析及吉伯斯現(xiàn)象
3.2.4周期信號(hào)的對(duì)稱性與諧波分量的關(guān)系
3.3周期信號(hào)的頻譜及特點(diǎn)
3.3.1周期信號(hào)頻譜的概念
3.3.2周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)
3.3.3周期T、脈寬τ與頻譜的關(guān)系
3.4非周期信號(hào)的頻譜——傅里葉變換
3.4.1非周期信號(hào)的傅里葉變換
3.4.2單個(gè)矩形脈沖信號(hào)gτ（t）的頻譜
3.4.3常用信號(hào)的傅里葉變換
3.5傅里葉變換的性質(zhì)及應(yīng)用——信號(hào)的時(shí)域特性與頻域特性的關(guān)系
3.6周期信號(hào)的傅里葉變換
3.7信號(hào)的功率譜和能量譜
3.7.1周期信號(hào)的功率譜
3.7.2非周期信號(hào)的能量譜
3.8調(diào)幅波及其頻譜
3.8.1調(diào)制的概念
3.8.2調(diào)制的目的
3.8.3調(diào)制定理
3.8.4解調(diào)原理
3.8.5調(diào)幅波的頻譜
3.8.6調(diào)制與解調(diào)的實(shí)際應(yīng)用
3.9LTI連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析
3.9.1頻域系統(tǒng)函數(shù)的定義及物理意義
3.9.2系統(tǒng)函數(shù)的求法
3.9.3周期信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)（分析）
3.9.4非周期信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)（分析）
3.9.5系統(tǒng)不失真?zhèn)鬏斝盘?hào)的條件
3.9.6理想濾波器與實(shí)際濾波器及其響應(yīng)
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)3
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題
第4章連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
4.1引言
4.2拉普拉斯變換
4.2.1由傅里葉變換到拉普拉斯變換及物理意義
4.2.2拉普拉斯變換的收斂域
4.2.3常用信號(hào)的拉普拉斯變換
4.3拉普拉斯變換的性質(zhì)及應(yīng)用
4.4拉普拉斯反變換及其應(yīng)用
4.4.1查表法
4.4.2部分分式展開法
4.4.3留數(shù)法
4.5LTI連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析——復(fù)頻域法求系統(tǒng)響應(yīng)
4.5.1由系統(tǒng)（微積分）方程求系統(tǒng)響應(yīng)
4.5.2系統(tǒng)的s域模型
4.5.3由系統(tǒng)s域模型求系統(tǒng)響應(yīng)
4.5.4LTI連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析實(shí)例
4.6LTI線性系統(tǒng)的各種模擬圖
4.6.1系統(tǒng)微分方程的直接模擬圖
4.6.2系統(tǒng)的并聯(lián)模擬圖
4.6.3系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)模擬圖
4.7信號(hào)流圖
4.7.1信號(hào)流圖的基本概念和常用術(shù)語(yǔ)
4.7.2信號(hào)流圖的構(gòu)筑
4.7.3信號(hào)流圖化簡(jiǎn)規(guī)則
4.8系統(tǒng)函數(shù)
4.8.1系統(tǒng)函數(shù)的定義及物理意義
4.8.2系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與s平面及零極圖
4.8.3系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)在s平面的分布決定系統(tǒng)的時(shí)域特性
4.8.4系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)在s平面的分布與系統(tǒng)的頻域響應(yīng)特性
4.8.5兩種典型的系統(tǒng)函數(shù)
4.8.6系統(tǒng)函數(shù)的求取方法
4.9系統(tǒng)穩(wěn)定性
4.9.1系統(tǒng)穩(wěn)定的定義
4.9.2穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)
4.9.3系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定
4.9.4反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定
4.10LTI連續(xù)系統(tǒng)復(fù)頻域分析應(yīng)用實(shí)例
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)4
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題
第5章離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
5.1引言
5.2采樣信號(hào)和采樣定理
5.2.1離散信號(hào)的獲取
5.2.2采樣信號(hào)與采樣定理
5.2.3從采樣信號(hào)恢復(fù)連續(xù)時(shí)間信號(hào)
5.3離散時(shí)間信號(hào)的基本概念
5.3.1離散時(shí)間信號(hào)的定義和描述
5.3.2基本離散信號(hào)
5.3.3基本離散信號(hào)的特性
5.4離散信號(hào)的運(yùn)算與變換
5.4.1加和減
5.4.2相乘
5.4.3差分
5.4.4求和
5.4.5平移
5.4.6反褶
5.4.7壓縮和擴(kuò)展
5.5離散系統(tǒng)的基本概念
5.5.1離散系統(tǒng)的分類和特性
5.5.2離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
5.5.3離散系統(tǒng)的模擬
5.5.4離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的比較
5.6LTI離散系統(tǒng)的響應(yīng)
5.6.1LTI離散系統(tǒng)的響應(yīng)經(jīng)典法求取
5.6.2零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)及全響應(yīng)
5.7離散系統(tǒng)的單位函數(shù)響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)
5.7.1單位函數(shù)響應(yīng)
5.7.2單位階躍響應(yīng)
5.8卷積和法求零狀態(tài)響應(yīng)
5.8.1離散卷積和公式法
5.8.2離散卷積和圖解法
5.8.3離散卷積和列表法
5.8.4離散卷積和直乘法
5.8.5離散卷積和性質(zhì)
5.9LTI連續(xù)系統(tǒng)與LTI離散系統(tǒng)的平行相似性
5.10LTI離散系統(tǒng)時(shí)域分析實(shí)例
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)5
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題第6章離散信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
6.1引言
6.2離散信號(hào)的z變換
6.2.1z變換的定義
6.2.2z變換的收斂域
6.2.3常用序列的z變換
6.3z變換的性質(zhì)與應(yīng)用
6.4反z變換
6.4.1冪級(jí)數(shù)展開法（長(zhǎng)除法）
6.4.2部分分式展開法
6.4.3留數(shù)法或圍線積分法
6.5z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系
6.5.1拉普拉斯變換到z變換
6.5.2z平面與s平面的對(duì)應(yīng)關(guān)系
6.6LTI離散系統(tǒng)的z域分析
6.6.1零輸入響應(yīng)的z域求取
6.6.2零狀態(tài)響應(yīng)的z域求取
6.6.3全響應(yīng)的z域求取
6.7系統(tǒng)函數(shù)及其系統(tǒng)特性分析
6.7.1系統(tǒng)函數(shù)的定義及物理意義
6.7.2系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與z平面和零極圖
6.7.3系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)在z平面的分布與系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)特性
6.7.4系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)在z平面的分布與系統(tǒng)的頻域響應(yīng)特性
6.7.5離散系統(tǒng)的頻率特性及特殊激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)求取
6.7.6系統(tǒng)函數(shù)的求解方法
6.7.7離散時(shí)間系統(tǒng)的并、級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)
6.8LTI離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
6.9LTI離散系統(tǒng)與LTI連續(xù)系統(tǒng)的比較
6.10LTI離散系統(tǒng)的z域分析實(shí)例
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)6
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
自測(cè)題
第7章線性系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法
本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
7.1引言
7.2狀態(tài)和狀態(tài)變量的概念及意義
7.2.1狀態(tài)
7.2.2狀態(tài)變量
7.3連續(xù)和離散系統(tǒng)狀態(tài)方程和輸出方程的標(biāo)準(zhǔn)矩陣形式
7.3.1狀態(tài)方程的標(biāo)準(zhǔn)矩陣形式
7.3.2輸出方程的標(biāo)準(zhǔn)矩陣形式
7.4連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程的建立
7.4.1由電系統(tǒng)建立狀態(tài)方程和輸出方程
7.4.2由輸入輸出方程或模擬圖建立狀態(tài)方程和輸出方程
7.5LTI連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程復(fù)頻域求解
7.5.1拉普拉斯變換求解狀態(tài)方程
7.5.2輸出方程形式
7.5.3狀態(tài)過(guò)渡矩陣復(fù)頻域形式
7.5.4多輸入多輸出系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)
7.6LTI連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程時(shí)域求解
7.6.1一階標(biāo)量微分方程到一階矩陣微分方程的時(shí)域求解
7.6.2輸出方程形式
7.6.3狀態(tài)過(guò)渡矩陣時(shí)域形式
7.6.4沖激響應(yīng)矩陣
7.7LTI離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程的建立
7.7.1由系統(tǒng)模擬圖建立狀態(tài)方程和輸出方程
7.7.2由輸入輸出方程建立狀態(tài)方程和輸出方程
7.8LTI離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程z域求解
7.8.1z變換求解狀態(tài)方程
7.8.2輸出方程形式
7.8.3狀態(tài)過(guò)渡矩陣z域形式
7.8.4系統(tǒng)函數(shù)矩陣
7.9LTI離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程時(shí)域求解
7.9.1一階標(biāo)量差分方程到一階矩陣差分方程的時(shí)域求解
7.9.2輸出方程形式
7.9.3狀態(tài)過(guò)渡矩陣時(shí)域形式
7.9.4單位函數(shù)響應(yīng)矩陣
7.10LTI連續(xù)和LTI離散系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析實(shí)例
本章學(xué)習(xí)小結(jié)
習(xí)題練習(xí)7
基礎(chǔ)練習(xí)
綜合練習(xí)
附錄A信號(hào)與線性系統(tǒng)分析方法綜述
附錄B中英文關(guān)鍵名詞索引（按中文拼音為序）
附錄C常用數(shù)學(xué)用表
附錄D部分習(xí)題練習(xí)參考答案
參考書目