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信号与系统教程及实验

作者:杜尚丰 赵龙莲 刘春红 位耀光
定价:33
印次:1-1
ISBN:9787302282327
出版日期:2013.01.01
印刷日期:2012.12.28

本书共分8章,主要内容包括: 信号与系统分析的基本概念与方法,连续时间系统与离散时间系统的时域分析,连续信号的傅里叶变换与系统频域分析,连续信号的拉普拉斯变换与系统的S域分析,离散时间信号与系统的Z域分析,离散时间信号与系统的傅里叶变换分析。在上述内容的基础上,分析了系统的特征并介绍了求取系统函数的有利工具——信号流图。最后介绍了系统的状态空间分析方法。每章配有例题与MATLAB仿真程序,便于加深对信号与系统的理解。 本书是21世纪高等学校电子信息类规划教材,可作为高等学校工科(理科)的自动化,电子信息与通信工程,电气类学生使用教材,也可供科研与工程技术人员自学参考。

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信号与系统课程是电子、通信类,自控类及计算机类等专业非常重要的专业基础课。本书写作一直贯穿时域与变换域的思想,内容介绍循序渐进,概念介绍直观形象,同时配以大量的图形解释、例题和习题,并给出了MATLAB实现的例子,极大地方便了教与学。 十几年的教学,跨越了“九五”、“十五”、“十一五”,见证了信号与系统教学内容的演变历程。在信息量庞大的今天,信号与系统的教授内容也必须与时俱进,才能满足现代教学的需求。 我们教授课程时,对专业基础课、专业课、专业选修课的教学方法是不同的。因此在编制教材时,也是贯穿这一指导思想。 (1) 注重信号与系统这门基础课在后续课程学习时的作用,有目的地撰写内容,避免了冗余,提高了教学效率。如在时域分析中,注重微分、差分方程的解法与卷积(卷积和)的作用。而在变换域分析中,注重三种变换的重要性,增加了赫尔伯特部分,在实践教学中,验证是非常有效的。 (2) 注重掌握本书内容的学习方法与手段,以往的学生掌握传授知识的途径是通过做作业(手工)附加适量实验,现在不同了,需要借助计算机摆脱繁重的计算。在本次编写中,增加了用计算机来求解问题的手段,节约了大量时间。我们认为,在信息发达的今天,过于传统会有碍于我们获取更多的知识。因此,在编写教材时,也注重讲解计算机工具在信号与系统分析时的作用,同时也丰富了学生的实践环节。 本书采用从基本概念出发、以理论与实际结合为例子的介绍方法,遵循从模拟到离散、从信号到系统分析、时域到变换域的思路,系统地介绍了连续时间和离散时间信号与系统的分析方法。第1章给出信号与系统的定义、运算、特性、信号与系统的数学描述及基本概念。第2章介绍系统的时域分析方法,包括连续系统和离散系统。第3章介绍信号的傅里叶变换定义,常用信号的傅里叶变换和傅里叶变换性质; 傅里叶变换方法用于求解信号与系统,无失真传输,采样定理与赫尔伯特变换。第4章介绍连续时间系统的拉普拉斯变换以及拉普拉斯变换的分析,拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系。第5章介绍离散时间系统的Z变换、常用信号的Z变换、Z变换的性质、使用Z变换方法分析信号与系统以及Z变换与拉普拉斯变换之间的关系。第6章介绍离散系统的傅里叶分析方法。第7章介绍系统函数、相关特性与信号流图。第8章介绍信号与系统的状态变量分析方法、状态变量模型的建立、模型转换、系统时域分析方法与频域分析方法。 全书在介绍基本概念的同时给出了大量的实际应用例子,并介绍了实现这些方法的MATLAB函数和运算。这些例题一方面紧密结合了基本概念与方法的应用,另一方面也减缓了对某些抽象概念理解上的梯度。同时全文给出了大量的习题。 本书第1章和第2章由杜尚丰编写,第3章和第4章由赵龙连编写,第5章和第6章由刘春红编写,第7章和第8章由位耀光编写。全书由杜尚丰统稿。 本书的编写基于一些知名的教材与教学中积累的资料,由于水平有限,因此书中的错误在所难免,恳切希望广大读者提出批评与指正,帮助我们不断修改、完善和丰富本书内容。 杜尚丰 2011731

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  • 第1章信号与系统概述

    1.1绪言

    1.2信号

    1.3信号的基本运算

    1.4阶跃函数和冲激函数

    1.5系统的描述

    1.6系统的性质

    1.7LTI系统分析方法概述

    习题

    第2章系统的时域分析

    2.1LTI连续系统的响应

    2.1.1微分方程的经典解

    2.1.2零输入响应和零状态响应

    2.1.3冲激响应和阶跃响应

    2.1.4卷积积分

    2.2离散系统的时域分析

    2.2.1LTI离散系统的响应

    2.2.2差分方程的经典解

    2.2.3零输入响应和零状态响应

    2.2.4单位序列和单位序列响应

    2.2.5卷积和

    习题

    第3章连续信号的傅里叶变换与频域分析

    3.1非周期信号的傅里叶变换

    3.2傅里叶变换的性质

    3.3周期信号的傅里叶变换

    3.3.1正弦、余弦信号的傅里叶变换

    3.3.2一般周期信号的傅里叶变换

    3.4抽样信号的傅里叶变换与抽样定理

    3.4.1抽样信号的傅里叶变换

    3.4.2抽样定理

    3.5傅里叶变换的应用

    3.5.1频域法求系统的响应

    3.5.2无失真传输

    3.5.3理想低通滤波器

    3.5.4调制与解调

    3.6希尔伯特变换与应用

    3.6.1希尔伯特变换

    3.6.2希尔伯特变换的应用实例

    3.7连续信号傅里叶变换的MATLAB应用实例

    习题

    第4章拉普拉斯变换和连续时间系统的S域分析

    4.1拉普拉斯变换

    4.2拉普拉斯变换的性质 ...

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