信号与系统结构精析PDF电子书下载

目录 1

第1章 信号与系统 1

1.1 信号 2

1.1.1 音频信号 2

1.1.2 图像 5

1.1.3 视频信号 7

1.1.4 表示物理特性的信号 10

1.1.5 序列 11

1.1.6 离散信号与抽样 12

1.2 系统 16

1.2.1 系统作为函数 17

1.2.2 电信系统 18

1.2.3 音频信号存储与检索 23

1.2.4 调制解调器协商 24

1.2.5 反馈控制系统 25

1.3 小结 28

习题 28

第2章 定义信号与系统 30

2.1 定义函数 30

2.1.1 说明型赋值 30

2.1.2 图形 32

2.1.3 表格 34

2.1.4 过程 34

2.1.5 组合 35

2.1.6 说明型与执行型 37

2.2.2 执行型定义 39

2.2.1 说明型定义 39

2.2 定义信号 39

2.2.3 物理建模 40

2.3 定义系统 41

2.3.1 无记忆系统与记忆系统 42

2.3.2 微分方程 43

2.3.3 差分方程 44

2.3.4 利用方框图组成系统 46

2.4 小结 49

习题 49

第3章 状态机 55

3.1 状态机的结构 55

3.1.1 更新函数 56

3.1.2 停顿 57

3.2.1 状态转换图 58

3.2 有限状态机 58

3.2.2 更新表 62

3.3 不确定状态机 65

3.3.1 状态转换图 65

3.3.2 集合与函数模型 67

3.4 模拟与双向模拟 69

3.4.1 关联行为 73

3.5 小结 75

习题 75

第4章 组合状态机 80

4.1 同步性 80

4.2 并列组合 81

4.3 级联组合 83

4.4 积形式输入和输出 86

4.5 一般前馈组合 88

4.6 分层组合 89

4.7 反馈 91

4.7.1 无输入的反馈组合 92

4.7.2 确定状态输出 95

4.7.3 有输入的反馈组合 97

4.7.4 反馈组合的构建过程 100

4.7.5 穷举搜索 103

4.7.6 不确定状态机 103

4.8 小结 104

习题 104

第5章 线性系统 109

5.1 无限状态机的工作 110

5.1.1 时间 111

5.2 线性函数 113

5.3 离散线性系统的［A,B,C,D］表示 115

5.3.1 冲激响应 117

5.3.2 一维单输入单输出系统 118

5.3.3 零状态响应和零输入响应 122

5.3.4 多维SISO系统 124

5.3.5 多维MIMO系统 129

5.3.6 线性输入-输出函数 130

5.4 连续时间状态空间模型 130

5.5 小结 132

习题 132

第6章 混合系统 135

6.1 混合模型 136

6.2 模态模型 137

6.3 自动定时装置 139

6.4 更有趣的动力学 146

6.5 监控系统 150

6.6 形式模型 154

6.7 小结 156

习题 156

第7章 频域 159

7.1 频率分解 159

7.2 相位 162

7.3 空间频率 163

7.4 周期信号和有限长信号 164

7.5 傅里叶级数 166

7.5.3 傅里叶级数对图像的近似 171

7.5.2 周期信号、有限长信号和非周期信号 171

7.5.1 傅里叶级数的单值性 171

7.6 离散时间信号 173

7.6.1 周期性 173

7.6.2 离散时间傅里叶级数 174

7.7 小结 174

习题 174

第8章 频率响应 178

8.1 线性时不变系统 178

8.1.1 时不变性 178

8.1.2 线性 181

8.1.3 线性和时不变 183

8.2 频率响应的求法及应用 185

8.2.1 线性差分方程和线性微分方程 187

8.2.2 复指数傅里叶级数 192

8.2.3 举例 194

8.3 傅里叶级数系数的确定 194

8.3.1 负频率 196

8.4 频率响应与傅里叶级数 197

8.5 复合系统的频率响应 198

8.5.1 级联连接 198

8.5.2 反馈连接 199

8.6 小结 202

习题 203

第9章 滤波 207

9.1 卷积 208

9.1.1 卷积和与卷积积分 208

9.1.2 冲激信号 211

9.1.3 信号作为加权δ函数的求和 212

9.1.4 冲激响应和卷积 214

9.2 频率响应与冲激响应 215

9.3 因果关系 218

9.4 有限冲激响应滤波器 219

9.4.1 FIR滤波器的设计 220

9.4.2 分贝 222

9.5 无限冲激响应滤波器 224

9.5.1 设计无限冲激响应滤波器 225

9.6 滤波器的实现 226

9.6.1 MATLAB实现 227

9.6.2 信号流图 228

9.7 小结 230

习题 231

第10章 傅里叶变换 235

10.1 运算符号 235

10.2 傅里叶级数 235

10.3 离散傅里叶变换 239

10.4 离散时间傅里叶变换 242

10.5 连续时间傅里叶变换 244

10.6 傅里叶变换与傅里叶级数 247

10.6.1 有限信号的傅里叶变换 247

10.6.2 语音信号的傅里叶分析 247

10.6.3 周期信号的傅里叶变换 250

10.7 傅里叶变换的性质 252

10.7.1 卷积 255

10.7.2 共轭对称 256

10.7.3 时间平移 257

10.7.4 线性 259

10.7.5 常数信号 260

10.7.6 频移和调制 261

10.8 小结 262

习题 262

第11章 抽样与重构 270

11.1 信号抽样 270

11.1.1 正弦波抽样 270

11.1.2 混叠 271

11.1.3 音调感觉试验 272

11.1.4 避免混叠模糊性 274

11.2 信号重构 275

11.2.1 信号重构模型 276

11.3 奈奎斯特-香农抽样定理 279

11.4 小结 281

习题 281

第12章 稳定性 284

12.1 有界性与稳定性 286

12.1.1 绝对可和与绝对可积 286

12.1.2 稳定性 287

12.2 Z变换 290

12.2.1 收敛域的结构 291

12.2.2 稳定性与Z变换 294

12.2.3 有理Z变换和极零点 294

12.3 拉普拉斯变换 297

12.3.1 收敛域的结构 298

12.3.2 稳定性与拉普拉斯变换 300

12.3.3 有理拉普拉斯变换与极零点 301

12.4 小结 302

习题 303

第13章 拉普拉斯和Z变换 306

13.1 Z变换的性质 307

13.1.1 线性 307

13.1.2 延时 309

13.1.3 卷积 310

13.1.4 共轭 310

13.1.5 时间反转 311

13.1.6 指数相乘 312

13.1.7 因果信号与初值定理 313

13.2 频率响应和极零图 314

13.3.1 积分 315

13.3 拉普拉斯变换的性质 315

13.3.2 正弦信号 317

13.3.3 微分方程 317

13.4 频率响应、极零图和连续时间 318

13.5 逆变换 320

13.5.1 逆Z变换 320

13.5.2 拉普拉斯逆变换 325

13.6 稳态响应 328

13.7 线性差分与微分方程 330

13.7.1 LTI微分方程 334

13.8 状态空间模型 337

13.8.1 连续时间状态空间模型 341

习题 345

13.9 小结 345

第14章 系统组合与反馈控制 350

14.1 级联组合 350

14.1.1 稳定性 351

14.1.2 均衡 351

14.2 并联组合 355

14.2.1 稳定性 355

14.2.2 噪声抵消 356

14.3 反馈组合 358

14.3.1 比例控制器 359

14.4 比例积分微分控制器 366

14.5 小结 370

习题 370

附录A 集合与函数 374

附录B 复数 394