信號與系統分析基礎[電子工業出版社出版書籍]

圖書內容

信號與系統是高等學校重要的電類專業基礎課程。本書是根據我國高等教育發展的新形勢，依據教育部教指委制定的教學基本要求，以及高等學校培養套用型高級技術人才的定位編寫的簡明教材，突出基礎，給出大量實例，注重典型題目的分析。主要內容包括：信號和系統的基本概念、連續系統的時域分析、離散系統的時域分析、連續系統的頻域分析、連續系統的S域分析、離散系統的Z域分析和系統函式等，每章後附大量習題，並提供配套電子課件和習題參考答案。

目 錄

第1章 信號和系統的基本概念 1

1.1 概述 1

1.2 信號的描述與分類 1

1.2.1 信號的描述 1

1.2.2 信號的分類 2

1.3 幾種典型信號 6

1.3.1 典型的連續信號 6

1.3.2 奇異信號 8

1.3.3 基本的離散信號 9

1.4 信號的基本運算 11

1.4.1 相加（減）和相乘 11

1.4.2 平移、反轉和尺度變換 12

1.4.3 微分和積分 15

1.5 系統的分類與描述 16

1.5.1 系統的分類 16

1.5.2 系統的描述 16

1.6 系統的特性 20

1.6.1 線性性 20

1.6.2 時不變特性 21

1.6.3 因果性 22

1.6.4 穩定性 23

1.7 LTI系統特性及信號系統分析方法 23

1.7.1 LTI系統特性 23

1.7.2 信號和LTI系統分析方法 25

習題一 25

第2章 連續系統的時域分析 29

2.1 LTI連續系統的回響 29

2.1.1 微分方程的經典解 29

2.1.2 關於0?與0+ 32

2.1.3 零輸入回響 33

2.1.4 零狀態回響 34

2.1.5 全回響 36

2.2 衝激回響和階躍回響 39

2.2.1 衝激回響 39

2.2.2 階躍回響 42

2.3 卷積積分 46

2.3.1 卷積積分 46

2.3.2 卷積的圖解機理 47

2.4 卷積的性質 51

習題二 57

第3章 離散系統的時域分析 61

3.1 LTI離散系統的回響 61

3.1.1 差分及差分方程 61

3.1.2 差分方程的經典解 63

3.1.3 零輸入回響 66

3.1.4 零狀態回響 67

3.2 單位序列回響和單位階躍序列回響 71

3.2.1 單位序列和單位階躍序列 71

3.2.2 單位序列回響和階躍回響 72

3.3 卷積和 77

3.3.1 卷積和 77

3.3.2 卷積和的圖示 78

3.3.3 卷積和的性質 81

習題三 84

第4章 連續系統的頻域分析 88

4.1 信號的正交分解 88

4.1.1 正交函式集 88

4.1.2 信號的正交分解 89

4.2 周期信號的傅立葉級數 90

4.2.1 三角形式的傅立葉級數 91

4.2.2 復指數形式的傅立葉級數 93

4.3 波形的對稱性與三角函式傅立葉級數

的特點 94

4.4 周期信號的平均功率和有效值 97

4.5 周期信號的頻譜 98

4.5.1 周期信號的頻譜 98

4.5.2 周期矩形脈衝信號的頻譜 100

4.6 非周期信號的頻譜 102

4.6.1 傅立葉變換 103

4.6.2 幾個典型信號的傅立葉變換 104

4.7 傅立葉變換的性質 109

4.8 周期信號的傅立葉變換 119

4.8.1 正、餘弦函式的傅立葉變換 119

4.8.2 一般周期性信號的傅立葉變換 120

4.8.3 傅立葉係數和傅立葉變換 123

4.9 LTI系統的頻域分析 123

4.9.1 系統的系統函式與系統的零狀態

回響 123

4.9.2 信號的無失真傳輸條件 129

4.9.3 理想低通濾波器 131

4.10 取樣定理 133

4.10.1 信號的取樣 133

4.10.2 時域取樣定理 134

4.10.3 頻域取樣定理 138

習題四 139

第5章 連續系統的s域分析 144

5.1 拉普拉斯變換 144

5.1.1 從傅立葉變換到拉普拉斯變換 144

5.1.2 收斂域 145

5.1.3 （單邊）拉普拉斯變換 146

5.1.4 常用信號的拉普拉斯變換 147

5.2 拉普拉斯變換的性質 148

5.2.1 線性 148

5.2.2 尺度變換 148

5.2.3 時移（延時）特性 149

5.2.4 復頻移（s域平移）特性 149

5.2.5 時域微分特性（定理） 150

5.2.6 時域積分特性（定理） 151

5.2.7 卷積定理 152

5.2.8 s域微分和積分 153

5.2.9 初值定理和終值定理 154

5.3 拉普拉斯逆變換 155

5.3.1 查表法 156

5.3.2 部分分式展開法 156

5.4 復頻域分析 160

5.4.1 微分方程的變換解 160

5.4.2 系統函式 164

5.4.3 系統的s域框圖 166

5.4.4 電路的s域模型 168

5.4.5 拉普拉斯變換與傅立葉變換 170

習題五 172

第6章 離散系統的z域分析 176

6.1 z變換 176

6.1.1 從拉普拉斯變換到z變換 176

6.1.2 z變換 177

6.1.3 收斂域 177

6.2 z變換的性質 181

6.2.1 線性性質 181

6.2.2 移位（移序）特性 183

6.2.3 z域尺度變換（序列乘ak） 186

6.2.4 卷積定理 187

6.2.5 z域微分（序列乘k） 189

6.2.6 z域積分（序列除k+m） 191

6.2.7 k域反轉 192

6.2.8 部分和 193

6.2.9 初值定理和終值定理 193

6.3 逆z變換 197

6.3.1 冪級數展開法 197

6.3.2 部分分式展開法 199

6.4 z域分析 206

6.4.1 差分方程的z域解 206

6.4.2 系統函式 211

6.4.3 系統的z域框圖 213

6.4.4 s域與z域的關係 216

習題六 217

第7章 系統函式 221

7.1 系統函式與系統特性 221

7.1.1 系統函式的零點與極點 221

7.1.2 系統函式與時域回響關係 222

7.1.3 系統函式與頻域回響 224

7.2 系統的因果性與穩定性 227

7.2.1 系統的因果性 227

7.2.2 系統的穩定性 228

7.3 信號流圖 230

7.3.1 信號流圖 230

7.3.2 流圖的簡化 232

7.3.3 梅森公式 233

7.4 系統結構的實現 235

7.4.1 直接實現 235

7.4.2 級聯和並聯實現 236

習題七 239

習題答案 241

附錄A 卷積積分表 251

附錄B 卷積和表 252

附錄C 常用周期信號的傅立葉係數表 253

附錄D 常用信號的傅立葉變換表 255

附錄E 拉普拉斯逆變換表 258

附錄F 序列的z變換表 260

參考文獻 262