信号与系统分析PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第1章　信号与系统的基本概念 1

1.1　绪言 1

1.2　信号的描述和分类 2

1.2.1　信号的描述 2

1.2.2　信号的分类 2

1.3　基本信号及其时域特性 5

1.3.1　普通连续信号 5

1.3.2　奇异信号 7

1.3.3　基本离散信号 14

1.4　信号的基本运算 16

1.5　系统的描述及分类 20

1.5.1　系统的描述方法 20

1.5.2　系统的分类 22

1.6　线性时不变系统的性质 23

1.7　信号与系统的分析概述 27

习题1 28

2.1.1　微分方程的经典解 32

第2章 连续时间系统的时域分析 32

2.1　系统微分方程的经典解 32

2.1.2　关于系统在t=0-与t=0+状态的讨论 37

2.2　系统的零输入响应和零状态响应 40

2.2.1　零输入响应 40

2.2.2　零状态响应 41

2.3　冲激响应和阶跃响应 44

2.3.1　冲激响应 44

2.3.2　阶跃响应 47

2.4.1　卷积的定义 49

2.4　卷积积分 49

2.4.2　卷积运算的图形解释 50

2.4.3　借助冲激响应与叠加原理求解系统的零状态响应 54

2.5　卷积积分的性质 56

习题2 62

第3章　连续时间信号与系统的频域分析 67

3.1　信号的正交分解 67

3.1.1　矢量的正交分解 67

3.1.2　信号的正交分解 68

3.2.1　三角形式的傅里叶级数 70

3.2　连续时间周期信号的傅里叶级数 70

3.2.2　信号的对称性与傅里叶系数的关系 74

3.2.3　指数形式的傅里叶级数 79

3.2.4　指数形式的傅里叶系数与三角形式傅里叶系数之间的关系 79

3.3　连续时间周期信号的频谱分析 81

3.3.1　周期信号的频谱 81

3.3.2　周期信号频谱的特点 83

3.3.3　周期信号的有效频带宽度 86

3.3.4　周期信号的功率谱 87

3.4.1　从傅里叶级数到傅里叶变换 88

3.4　连续时间非周期信号的频谱 88

3.4.2　频谱密度函数 90

3.4.3　奇异信号的傅里叶变换 93

3.5　傅里叶变换的性质 97

3.6　周期信号的傅里叶变换 114

3.6.1　一般周期信号的傅里叶变换 115

3.6.2　傅里叶系数与傅里叶变换的关系　 116

3.7　抽样与抽样定理 119

3.7.1　信号的时域抽样 119

3.7.2　抽样信号的频谱 120

3.7.3　时域抽样定理 123

3.7.4　连续信号f（t）的恢复 125

3.7.5　频域抽样定理 126

3.8　连续时间系统的频域分析 128

3.8.1 系统的频率响应 128

3.8.2　无失真传输条件 134

3.8.3　理想低通滤波器的特性 137

3.8.4　物理可实现系统对系统函数的要求 141

习题3 143

4.1.1　从傅里叶变换到拉普拉斯变换 149

第4章　连续时间信号与系统的复频域分析 149

4.1　连续时间信号的复频域分析——拉普拉斯变换 149

4.1.2　双边拉普拉斯变换的收敛域 150

4.1.3　单边拉普拉斯变换的收敛域 152

4.1.4　常用信号的单边拉普拉斯变换 154

4.2　单边拉普拉斯变换的性质 155

4.3　单边拉普拉斯反变换 169

4.3.1　查表法 169

4.3.2　部分分式展开法 170

4.3.3　留数法 178

4.4.1　系统微分方程的复频域解 180

4.4　连续时间系统的复频域分析 180

4.4.2　系统函数 184

4.4.3　系统的s域框图 185

4.4.4　RLC系统的复频域分析 188

4.5　系统函数与系统特性 194

4.5.1　系统函数的零点与极点 194

4.5.2　系统函数的零、极点分布与系统的时域特性 195

4.5.3　系统函数的零、极点分布与系统的频域响应特性 198

4.5.4　系统函数与系统的稳定性 202

4.6　拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 206

习题4 209

第5章　离散时间系统的时域分析 215

5.1　系统差分方程及其经典解 215

5.1.1　差分方程 215

5.1.2　差分方程的解 216

5.2　零输入响应和零状态响应 220

5.2.1　零输入响应 220

5.2.2　零状态响应 221

5.3.1　单位序列响应 224

5.3　单位序列响应和单位阶跃响应 224

5.3.2　单位阶跃响应 227

5.4　卷积和 228

5.4.1　卷积和的定义及求解 228

5.4.2　借助单位序列响应与卷积和求解系统的零状态响应 231

5.4.3　卷积和的性质 233

习题5 235

6.1　z变换 240

6.1.1　z变换的定义 240

第6章 离散时间系统的z域分析 240

6.1.2　z变换的收敛域 241

6.1.3　常用序列的z变换 243

6.2　z变换的性质 244

6.3　逆z变换 252

6.3.1　围线积分法（留数法） 253

6.3.2　幂级数展开法 254

6.3.3　部分分式展开法 255

6.4　离散系统的z域分析 257

6.4.1　系统差分方程的变换域解 257

6.4.2　系统的z域框图 259

6.5.1　系统函数 260

6.5　离散系统的系统函数 260

6.5.2　系统函数的零点与极点 262

6.5.3　系统函数的零极点分布与系统特性的关系 262

6.6　离散系统的频率响应特性 264

6.6.1　离散系统的频率响应 264

6.6.2　系统函数的零极点分布与频率响应特性的关系 267

6.7　z变换与拉普拉斯变换的关系 269

习题6 271

7.1.1　直接型结构 277

7.1　系统模拟 277

第7章　系统模拟 277

7.1.2　级联型与并联型结构 281

7.2　信号流图 284

7.2.1　信号流图的基本概念 284

7.2.2　信号流图中的一些术语 284

7.2.3　信号流图的性质 285

7.2.4　信号流图的代数化简规则 286

7.2.5　梅森公式 287

习题7 289

8.1.1　状态变量和状态方程 291

8.1　状态方程 291

第8章 系统的状态变量分析 291

8.1.2 状态方程的一般形式 293

8.2　状态方程的建立 295

8.2.1　连续系统状态方程的建立 295

8.2.2　离散系统状态方程的建立 307

8.3　状态方程的求解 310

8.3.1　连续系统状态方程的求解 310

8.3.2　离散系统状态方程的求解 320

8.4　系统的可控制性和可观测性 326

8.4.1　系统的线性变换 326

8.4.2　系统的可控制性 329

8.4.3　系统的可观测性 330

8.4.4　可控制性、可观测性与转移函数 332

习题8 333

部分习题参考答案 337

附录 354

附录A 常用周期信号的傅里叶级数表 354

附录B　傅里叶变换表 355

附录C　拉普拉斯反变换表 357

附录D　序列的z变换表 359

参考文献 362