前言
在此書中，我所做的僅僅是採摘他人之鮮花，用我的絲線將它們綑紮在一起而已。
M.De蒙田(Montaigne)(1533—1592年)
法國散文家
本書是第2版，第2版的總體框架與第1版保持一致，但從內容上講，第2版對第1版的部分內容進行了改寫，補充了一些素材，並重新進行了組織。所做的修改很多都來自於使用本書的師生們在教學過程中所提出的有益建議，對此向他們表示誠摯的感謝。
正如在第1版中指出的那樣，雖然科學與工程的進步很難與技術的進步保持同步，但令人欣慰的是通過對基本原理的深刻理解，要保持科學和工程的發展與創新是存在可能的。信號與系統理論是這些基本原理之一，它將在未來幾年裡成為眾多工程研發的基礎。在不久的將來，不僅僅是工程師們需要了解信號與系統，從某種程度上來說我們每一個人都需要了解信號與系統，計算機、手機、數字記錄和數字通信等等的廣泛套用，使得我們都需要信號與系統理論。
信號與系統結合了抽象的數學和學科上的具體工程套用，它的學習和講授都比較複雜，因此需要設計一門信號與系統課程，以便培養學生對於工程套用的興趣，同時也能使學生們欣賞到數學概念和數學工具的重要性。編寫本教材的目的是為學生們學習信號與系統理論提供幫助，同時也通過作者本人在講授此課程的過程中所發現的有效方法來促進老師們的教學。為了強化學習體驗，本書考慮採用MATLAB，它是工程實踐中必不可少的工具。MATLAB不僅有助於解釋理論性的結果，還能讓同學們意識到計算上的問題，而這些正是工程師們在實現理論設計時所要面對的問題。
圖書簡介
本書系統地論述了信號與系統的理論與套用，並融合了MATLAB仿真分析。第一部分（第0章）首先介紹幾個信號處理套用實例作為開篇，然後介紹有關數學基礎及仿真工具MATLAB。第二部分（第1~7章）介紹連續時間信號與系統，從連續時間信號的概念、類型（第1章），連續時間系統的概念、特性、時域描述和分析（第2章）出發，先介紹拉普拉斯變換及其在連續LTI系統分析中的套用（第3章）;然後講述傅立葉級數（第4章）和傅立葉變換（第5章）及其在連續LTI系統的頻域分析和描述中的作用，後兩章側重套用，分別介紹了拉普拉斯分析在控制領域（第6章），以及傅立葉分析在通信和濾波領域（第7章）的實際套用。第三部分（第8~12章）介紹離散時間信號與系統，這一部分首先闡述抽樣定理（第8章），然後從離散時間信號和系統的概念、表達、時域描述和分析（第9章）出發，介紹Z變換及其在離散LTI系統分析中的套用（第10章），然後介紹作為Z變換特殊形式的離散時間傅立葉變換（DTFT）（第11章）。第12章介紹了離散濾波器的設計方法。
圖書目錄
譯者序Ⅰ
前言Ⅲ
致謝Ⅶ
第一部分緒論
第0章萬丈高樓平地起
0.1引言
0.2信號處理套用實例
0.2.1光碟（CD）播放器
0.2.2軟體無線電和認知無線電
0.2.3計算機控制系統
0.3連續和離散
0.3.1連續表示和離散表示
0.3.2導數和有限差分
0.3.3積分和求和
0.3.4微分方程和差分方程
0.4複數和實數
0.4.1複數和向量
0.4.2複變函數
0.4.3相量和正弦穩態
0.4.4相量與動態系統的聯繫
0.5MATLAB軟體介紹
0.5.1數值計算
0.5.2符號計算
0.6本章練習題
0.6.1基礎題
0.6.2MATLAB實踐題
第二部分連續時間信號與系統的理論與套用
第1章連續時間信號
1.1引言
1.2時間依賴信號的分類
1.3連續時間信號
1.3.1基本信號運算——時移和反褶
1.3.2偶信號和奇信號
1.3.3周期信號和非周期信號
1.3.4有限能量信號和有限功率信號
1.4利用基本信號表示連續時間信號
1.4.1復指數信號
1.4.2單位階躍信號、單位衝激信號和斜變信號
1.4.3信號的通式
1.5特殊信號——抽樣衝激序列和sinc信號
1.6基本信號運算——時間尺度變換、頻移和頻率加窗
1.7我們完成了什麼，我們向何處去
1.8本章練習題
1.8.1基礎題 ...
1.8.2MATLAB實踐題
第2章連續時間系統
2.1引言
2.2系統的概念和分類
2.3線性時不變(LTI)連續時間系統
2.3.1線性
2.3.2時不變性
2.3.3卷積積分
2.4因果性
2.4.1卷積積分的圖形計算
2.5有界輸入有界輸出（BIBO）穩定性
2.6我們完成了什麼，我們向何處去
2.7本章練習題
2.7.1基礎題
2.7.2MATLAB實踐題
第3章拉普拉斯變換
3.1引言
3.2雙邊拉普拉斯變換
3.2.1LTI系統的特徵函式
3.2.2收斂域
3.3單邊拉普拉斯變換
3.4單邊拉普拉斯變換的性質
3.4.1線性
3.4.2微分
3.4.3積分
3.4.4時移
3.4.5卷積積分
3.5拉普拉斯逆變換
3.5.1單邊拉普拉斯變換的逆變換
3.5.2包含指數項函式的逆變換
3.5.3雙邊拉普拉斯變換的逆變換
3.6LTI系統的分析
3.6.1常微分方程描述的LTI系統
3.6.2卷積積分的計算
3.7我們完成了什麼，我們向何處去
3.8本章練習題
3.8.1基礎題
3.8.2MATLAB實踐題
第4章頻率分析： 傅立葉級數
4.1引言
4.2重溫特徵函式
4.3復指數傅立葉級數
4.3.1線譜——分布在頻率上的功率
4.3.2三角傅立葉級數
4.3.3由拉普拉斯求傅立葉係數
4.3.4反褶周期信號反褶、偶信號和奇信號
4.3.5傅立葉級數的收斂性
4.3.6時移和頻移
4.4LTI系統對周期信號的回響
4.4.1對周期信號濾波
4.5利用傅立葉級數進行運算
4.5.1周期信號相加
4.5.2周期信號相乘
4.5.3周期信號的導數和積分
4.6我們完成了什麼，我們向何處去
4.7本章練習題
4.7.1基礎題
4.7.2MATLAB實踐題
第5章頻率分析： 傅立葉變換
5.1引言
5.2從傅立葉級數到傅立葉變換
5.3傅立葉變換的存在條件
5.4由拉普拉斯變換求傅立葉變換
5.5線性、反比例和對偶
5.5.1線性
5.5.2時間和頻率的反比例關係
5.5.3對偶性
5.6譜表示
5.6.1信號調製
5.6.2周期信號的傅立葉變換
5.6.3帕色瓦爾能量關係
5.6.4譜表示的對稱性
5.7卷積與濾波
5.7.1濾波基礎
5.7.2理想濾波器
5.7.3由極點和零點求頻率回響
5.7.4頻譜分析儀
5.8補充性質
5.8.1時移
5.8.2微分和積分
5.9我們完成了什麼,接下來是什麼
5.10本章練習題
5.10.1基礎題
5.10.2MATLAB實踐題
第6章拉普拉斯分析在控制系統中的套用
6.1引言
6.2系統連線和方框圖
6.3在經典控制中的套用
6.3.1穩定性和穩定化
6.3.2一階和二階控制系統的暫態分析
6.4LTI系統的狀態變數表示
6.4.1標準型實現
6.4.2由狀態方程和輸出方程求全解
6.4.3系統的外部和內部表示
6.5我們完成了什麼,接下來是什麼
6.6本章練習題
6.6.1基礎題
6.6.2MATLAB實踐題
第7章通信和濾波中的傅立葉分析
7.1引言
7.2套用於通信
7.2.1抑制載波調幅(AMSC)
7.2.2商用調幅
7.2.3單邊帶調幅
7.2.4正交幅度調製和頻分復用
7.2.5角調製
7.3模擬濾波
7.3.1濾波基礎
7.3.2巴特沃斯低通濾波器設計
7.3.3切比雪夫低通濾波器設計
7.3.4頻率變換
7.3.5用MATLAB設計濾波器
7.4我們完成了什麼，接下來是什麼
7.5本章練習題
7.5.1基礎題
7.5.2MATLAB實踐題
第三部分離散時間信號與系統的理論與套用
第8章抽樣理論
8.1引言
8.2均勻抽樣
8.2.1脈衝幅度調製
8.2.2理想衝激抽樣
8.2.3原始連續時間信號的重建
8.2.4由sinc函式插值重建信號
8.2.5奈奎斯特香農抽樣定理
8.2.6用MATLAB模擬抽樣
8.2.7對已調信號抽樣
8.3實際抽樣
8.3.1抽樣保持
8.3.2量化與編碼
8.3.3用MATLAB抽樣、量化和編碼
8.4套用於數字通信
8.4.1脈衝編碼調製
8.4.2時分復用
8.5我們完成了什麼，我們向何處去
8.6本章練習題
8.6.1基礎題
8.6.2MATLAB實踐題
第9章離散時間信號與系統
9.1引言
9.2離散時間信號
9.2.1周期信號和非周期信號
9.2.2有限能量和有限功率離散時間信號
9.2.3偶信號和奇信號
9.2.4基本離散時間信號
9.3離散時間系統
9.3.1遞歸和非遞歸離散時間系統
9.3.2由差分方程描述的動態離散時間系統
9.3.3卷積和
9.3.4用MATLAB進行線性和非線性濾波
9.3.5離散時間系統的因果性和穩定性
9.4我們完成了什麼，我們向何處去
9.5本章練習題
9.5.1基礎題
9.5.2MATLAB實踐題
第10章Z變換
10.1引言
10.2抽樣信號的拉普拉斯變換
10.3雙邊Z變換
10.3.1收斂域
10.4單邊Z變換
10.4.1信號表現與極點
10.4.2用MATLAB計算Z變換
10.4.3卷積和與轉移函式
10.4.4離散時間系統的互連
10.4.5初值和終值性質
10.5單邊逆Z變換
10.5.1長除法
10.5.2部分分式展開法
10.5.3用MATLAB求逆Z變換
10.5.4差分方程的解
10.5.5雙邊Z變換的逆變換
10.6狀態變數表示
10.6.1狀態方程和輸出方程的解
10.6.2標準實現
10.7我們完成了什麼，我們向何處去
10.8本章練習題
10.8.1基礎題
10.8.2MATLAB實踐題
第11章離散時間信號與系統的傅立葉分析
11.1引言
11.2離散時間傅立葉變換（DTFT）
11.2.1抽樣、Z變換、特徵函式和DTFT
11.2.2時間和頻率的對偶性
11.2.3用MATLAB計算DTFT
11.2.4時間支撐和頻率支撐
11.2.5非周期離散時間信號的能量/功率
11.2.6時移和頻移
11.2.7對稱性
11.2.8卷積和
11.3離散時間周期信號的傅立葉級數
11.3.1離散時間周期信號的循環表達式
11.3.2復指數離散傅立葉級數
11.3.3與Z變換的聯繫
11.3.4周期信號的DTFT
11.3.5LTI系統對周期信號的回響
11.3.6循環移位和周期卷積
11.4離散傅立葉變換(DFT)
11.4.1周期離散時間信號的DFT
11.4.2非周期離散時間信號的DFT
11.4.3通過FFT計算DFT
11.4.4線性卷積與循環卷積
11.4.5快速傅立葉變換算法
11.4.6逆DFT的計算
11.5我們完成了什麼，我們向何處去
11.6本章練習題
11.6.1基礎題
11.6.2MATLAB實踐題
第12章離散濾波器設計概論
12.1引言
12.2頻率選擇離散濾波器
12.2.1相位失真
12.2.2IIR和FIR離散濾波器
12.3濾波器指標
12.3.1頻率指標
12.3.2時域指標
12.4IIR濾波器設計
12.4.1IIR離散濾波器的變換設計法
12.4.2巴特沃斯低通離散濾波器的設計
12.4.3切比雪夫低通離散濾波器的設計
12.4.4有理頻率變換
12.4.5用MATLAB設計一般IIR濾波器
12.5FIR濾波器設計
12.5.1窗函式設計法
12.5.2窗函式
12.5.3衝激回響的線性相位及對稱性
12.6離散濾波器的實現
12.6.1IIR濾波器的實現
12.6.2FIR濾波器的實現
12.7我們完成了什麼，我們向何處去
12.8本章練習題
12.8.1基礎題
12.8.2MATLAB實踐題
附錄常用數學公式
作者薦語
《信號與系統：使用MATLAB分析與實現（原書第2版）》是美國匹茲堡大學電氣與計算機工程學院教材，全書詳細論述了連續時間信號與系統的理論與套用、離散時間信號與系統的理論與套用，並輔以全面的MATLAB仿真實例。本書特點如下：
為了讓讀者更好地理解相關內容，本書將連續時間信號與系統的內容和離散時間信號與系統的內容分開敘述，也便於教師根據教學學時來靈活地選擇教學內容。
信號與系統的基本理論在信號處理、通信工程和控制工程中的實際套用在本書中有均衡的體現。
敘述時突出了用於信號與系統分析的各種變換之間的關聯性，並由此可以發現它們之間層層遞進的關係。
各章均給出了大量MATLAB仿真實例，用以解釋該章所給出的基本原理。
各章結尾都提供了不同難度等級的習題，學生可以通過練習來掌握基本的解題技巧，達到一定的熟練程度，獲得一定複雜度的數學訓練。
網上測試和評價部分可以幫助學生對自己各章的學習情況進行評價。
本書具備“學生友好”的特色：突出的結論、關鍵的注釋、經典的語錄、有趣的觀點或歷史評論的腳註、歷史知識的導航，以及大量闡釋理論結果的實例。
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