信号与线性系统 第2版PDF电子书下载

第1章 信号与系统的基本概念 1

1.1信号的概念 1

1.2基本的连续信号及其时域特性 3

1.3连续信号的基本运算与时域变换 11

1.3.1连续信号的基本运算 11

1.3.2连续信号的时域变换 13

1.4连续信号的时域分解 15

1.5系统的概念与特性 17

1.6信号与系统分析概述 20

习题 21

第2章 连续时间系统的时域分析 24

2.1系统的微分算子方程与传输算子 24

2.1.1微分算子、积分算子与微分算子方程 24

2.1.2 LTI连续系统的微分算子方程与系统的传输算子 25

2.2 LTI连续系统的零输入响应 28

2.2.1系统初始条件 28

2.2.2通过系统微分算子方程求零输入响应 28

2.3 LTI连续系统的冲激响应与阶跃响应 30

2.3.1冲激响应 30

2.3.2阶跃响应 34

2.4卷积积分 35

2.4.1卷积的定义 35

2.4.2零状态响应与冲激响应的关系 35

2.4.3卷积的图解法 35

2.4.4卷积的运算规律 37

2.4.5卷积的主要性质 38

2.4.6常用卷积积分表 38

2.5求系统零状态响应的卷积积分法 42

习题 45

第3章 连续时间信号与系统的频域分析 51

3.1信号的正交分解与傅里叶级数 51

3.1.1正交向量 51

3.1.2信号的正交分解与正交函数集 52

3.1.3常见的完备正交函数集 53

3.1.4周期信号展开成傅里叶级数 54

3.1.5周期信号的对称性与傅里叶系数的关系 58

3.1.6指数形式傅里叶系数的性质 59

3.2周期信号的频谱 60

3.2.1周期信号的频谱 60

3.2.2周期矩形脉冲的频谱 61

3.2.3周期信号频谱的特点 63

3.2.4周期信号的功率谱 64

3.3非周期信号的频谱——傅里叶变换 66

3.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换 66

3.3.2非周期信号的频谱函数 67

3.3.3典型信号的傅里叶变换 68

3.4傅里叶变换的基本性质 74

3.5周期信号的傅里叶变换 88

3.6连续信号的抽样定理 92

3.6.1限带信号和抽样信号 92

3.6.2抽样信号fs（t）的频谱 93

3.6.3时域抽样定理 95

3.6.4频域抽样定理 97

3.7调制与解调 98

3.7.1调制 98

3.7.2同频解调 99

3.8频分复用与时分复用 100

3.8.1频分复用 101

3.8.2时分复用 102

3.9连续系统的频域分析 103

3.9.1系统对周期与非周期信号的响应 103

3.9.2频域系统函数 107

3.9.3频域分析的应用举例 108

3.9.4无失真传输 110

3.9.5理想低通滤波器 113

习题 115

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析 122

4.1拉普拉斯变换 122

4.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换 122

4.1.2拉普拉斯变换的收敛域 123

4.1.3常用信号的拉普拉斯变换 124

4.2拉普拉斯变换的基本性质 126

4.2.1拉氏变换的基本特性 126

4.2.2拉氏变换的卷积及初、终值定理 133

4.3拉普拉斯反变换 136

4.3.1部分分式展开法（partial-fraction expansion method） 136

4.3.2留数法（围线积分法） 142

4.4线性系统复频域分析法 143

4.4.1系统微分方程的复频域解 144

4.4.2电路的s域模型 147

4.4.3复频域阻抗与复频域导纳 150

4.4.4线性系统复频域分析法 151

4.5连续系统的表示与模拟 157

4.5.1复频域系统函数的定义与分类 157

4.5.2连续系统的方框图表示 159

4.5.3连续系统的信号流图表示 162

4.5.4连续系统的模拟 169

4.6系统函数与系统特性 172

4.6.1 H（s）的零点和极点 172

4.6.2 H（s）的极点、零点与冲激响应 175

4.6.3 H（s）与系统的频率特性 177

4.6.4 H（s）与系统的稳定性 182

习题 188

第5章 离散时间信号与系统的时域分析 199

5.1离散时间信号——序列 199

5.1.1离散时间信号 199

5.1.2常用的典型序列 199

5.1.3离散时间信号的运算及变换 202

5.2离散时间系统的数学模型 204

5.2.1线性时不变离散时间系统 204

5.2.2离散时间系统的数学模型 204

5.3常系数线性差分方程的求解 207

5.3.1常系数线性差分方程的求解方法 207

5.3.2齐次差分方程的求解 207

5.3.3非齐次差分方程的求解 209

5.3.4离散时间系统全响应的分解形式 211

5.4离散系统单位序列（单位冲激）响应 213

5.4.1迭代法 213

5.4.2等效初值法 213

5.4.3传输算子法 214

5.5卷积和 217

5.5.1离散时间信号的脉冲序列分解 217

5.5.2卷积和 217

5.5.3离散时间系统的零状态响应卷积和法求解 221

习题 223

第6章 离散系统的z域分析 228

6.1离散信号的Z变换 228

6.1.1 Z变换定义 228

6.1.2收敛域 229

6.1.3常用典型序列的Z变换 230

6.2 Z变换的基本性质 231

6.3 Z逆变换 240

6.3.1幂级数展开法（长除法） 240

6.3.2部分分式展开法 241

6.3.3围线积分法（留数法） 243

6.4 Z变换与拉普拉斯变换的关系 245

6.4.1 Z变换与拉氏变换表达式之间的关系 245

6.4.2 Z平面与S平面的映射关系 246

6.5利用Z变换求解差分方程 246

6.5.1零输入响应的z域求解 246

6.5.2零状态响应的z域求解 247

6.5.3全响应的z域求解 248

6.6 z域的系统函数H（z） 249

6.6.1 H（z）的定义 249

6.6.2 H（z）的求解 250

6.6.3 H（z）的应用 251

习题 256

第7章 离散信号的傅里叶变换及数字滤波器 261

7.1序列的傅里叶变换（DTFT） 261

7.1.1定义 261

7.1.2物理意义与存在条件 261

7.1.3特点与应用 262

7.2离散傅里叶级数（DFS） 263

7.2.1傅里叶变换在时域与频域中的对称规律 263

7.2.2离散傅里叶级数 265

7.3离散傅里叶变换（DFT） 266

7.3.1 DFT的定义式 267

7.3.2 DFT的物理意义 268

7.4离散傅里叶变换的性质 270

7.5快速傅里叶变换 274

7.5.1 DFT运算的特点 275

7.5.2基-2时析型FFT算法 276

7.6 IDFT的快速算法 280

7.6.1 IFFT算法 280

7.6.2利用FFT程序求IFFT的方法 281

7.7数字滤波器 282

7.7.1无限冲激响应（IIR）数字滤波器 282

7.7.2有限冲激响应（FIR）数字滤波器 288

7.7.3数字滤波器类型的选择 292

习题 292

第8章 MATLAB在信号与系统中的应用 295

8.1 MATLAB使用简介 295

8.1.1 MATLAB的工作界面 295

8.1.2命令窗口及其基本操作 296

8.1.3程序编辑器 296

8.1.4 MATLAB基本运算 297

8.1.5 MATLAB绘图 299

8.1.6 MATLAB的帮助系统 300

8.2信号变换与运算的MATLAB实现 301

8.2.1用MATLAB实现连续时间信号的可视化 301

8.2.2用MATLAB实现连续时间信号的微分与积分运算 307

8.2.3用MATLAB实现连续时间信号的基本运算与波形变换 308

8.3连续时间系统时域分析的MATLAB实现 311

8.3.1利用MATLAB求LTI连续系统的零输入响应和零状态响应 311

8.3.2利用MATLAB求LTI连续系统的冲激响应及阶跃响应 313

8.3.3连续时间信号卷积的MATLAB实现 315

8.3.4利用卷积积分法求系统的零状态响应 317

8.4连续时间信号与系统频域分析的MATLAB实现 318

8.4.1傅里叶变换及其性质的MATLAB实现 318

8.4.2 MATLAB中连续信号傅里叶变换的数值计算方法 320

8.4.3连续系统频域分析的MATLAB实现 321

8.5连续时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现 323

8.5.1利用MATLAB符号数学工具箱实现Laplace正反变换 323

8.5.2基于MATLAB部分分式展开法实现Laplace反变换 323

8.5.3 Laplace变换法求解微分方程 325

8.5.4连续系统的信号流图方程和MATLAB求解 326

8.5.5利用MATLAB分析系统函数的零极点分布 328

8.5.6利用MATLAB分析系统的频率特性 328

8.6离散系统时域响应的MATLAB实现 330

8.6.1常用离散信号的MATLAB表示 330

8.6.2利用MATLAB进行离散系统单位序列响应的求解 334

8.6.3利用MATLAB求离散系统时域响应 335

8.6.4离散时间序列卷积和的MATLAB实现 336

8.7利用MATLAB实现离散系统的Z域分析 338

8.7.1利用MATLAB计算Z变换和Z反变换 338

8.7.2部分分式展开的MATLAB实现 339

8.7.3利用MATLAB分析离散系统的稳定性 340

8.7.4利用MATLAB分析离散系统的频率特性 341

8.8离散傅里叶变换的MATLAB实现 342

8.8.1离散傅里叶变换DFT 342

8.8.2离散傅里叶变换的快速算法FFT 344

习题 345

部分习题答案 351

参考文献 364