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第1章 绪论 1

1.1 信号及其分类 1

1.1.1 连续时间信号与离散时间信号 1

1.1.2 确定信号与随机信号 1

1.1.3 周期信号与非周期信号 2

1.1.4 能量信号与功率信号 2

1.1.5 奇异信号 3

1.2 信号分析与处理概述 3

1.2.1 模拟信号处理 4

1.2.2 数字信号处理 4

1.2.3 典型自动控制系统 5

1.3 系统及其分类 6

1.3.1 系统的描述 6

1.3.2 系统的性质 7

1.3.3 系统的分类 8

习题 11

第2章 连续信号与系统分析 13

2.1 连续信号的时域描述与分析 13

2.1.1 连续信号的时域描述 13

2.1.2 连续信号的时域基本运算 17

2.1.3 信号的时域分解 20

2.2 连续信号的频域分析与性质 25

2.2.1 连续周期信号的频谱分析——傅里叶级数 25

2.2.2 连续非周期信号的频谱分析——傅里叶变换 30

2.2.3 傅里叶变换的基本性质及应用 39

2.2.4 能量谱与功率谱 46

2.3 连续时间系统分析 48

2.3.1 连续时间系统的时域分析 48

2.3.2 连续时间系统的频域分析 55

2.4 连续信号与系统分析的仿真 57

2.4.1 连续信号的时域运算及时域变换 57

2.4.2 用MATLAB分析时间信号 59

2.4.3 用MATLAB实现连续时间信号的卷积 60

2.4.4 用MATLAB实现连续时间信号的频域分析 61

2.4.5 用MATLAB求LTI连续系统的响应 65

习题 68

第3章 离散信号与系统分析 75

3.1 信号的离散化与采样定理 75

3.1.1 信号的采样过程及其频谱分析 75

3.1.2 采样定理 77

3.2 离散信号的时域分析 80

3.2.1 常见的离散信号 80

3.2.2 离散信号的分类 82

3.2.3 离散时间信号的运算 83

3.3 离散信号的频域分析 88

3.3.1 离散时间序列的傅里叶变换（DTFT） 88

3.3.2 傅里叶变换的离散性与周期性 91

3.3.3 从离散傅里叶级数到离散傅里叶变换 94

3.3.4 离散傅里叶变换的性质 100

3.3.5 快速傅里叶变换（FFT）简述 108

3.4 离散信号的z域分析 110

3.4.1 z变换 110

3.4.2 z变换的基本性质和定理 114

3.4.3 逆z变换的方法 115

3.5 离散时间系统分析 120

3.5.1 离散时间系统的时域分析 120

3.5.2 离散系统的频域分析 124

3.6 离散信号与系统分析的仿真 125

3.6.1 生成波形数据 125

3.6.2 数据存储 129

3.6.3 FFT的MATLAB实现 130

3.6.4 利用MATLAB求LTI离散系统的响应 133

习题 134

第4章 滤波器的设计 136

4.1 滤波器概述 136

4.2 数字滤波器的幅频特性 137

4.2.1 理想滤波器的幅频特性 137

4.2.2 实际滤波器的幅频特性 138

4.2.3 理想滤波器的频率响应 139

4.2.4 传递函数 142

4.3 无限冲激响应（IIR）数字滤波器的设计 145

4.3.1 概述 145

4.3.2 无限冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法 148

4.3.3 模拟滤波器设计IIR数字滤波器 150

4.4 FIR数字滤波器的设计 158

4.4.1 FIR滤波器的传递函数 158

4.4.2 FIR滤波器的频率响应和相位响应 158

4.4.3 FIR数字滤波器的窗口设计法 161

4.4.4 频率采样法 164

4.5 滤波器设计的仿真 165

4.5.1 利用MAFLAB设计IIR滤波器 165

4.5.2 利用MATLAB设计FIR滤波器 168

习题 170

第5章 随机信号分析与处理 172

5.1 随机信号的描述 172

5.1.1 随机信号的基本概念 172

5.1.2 随机信号的幅度分析 174

5.1.3 随机信号在时域的数字特征 175

5.1.4 平稳过程 182

5.1.5 遍历性随机信号 190

5.2 典型随机信号 193

5.2.1 高斯信号 193

5.2.2 白噪声 197

5.3 随机信号的频域分析 198

5.3.1 功率谱密度函数 198

5.3.2 随机信号功率谱密度及自相关函数的关系 199

5.4 随机信号通过线性系统的分析 202

5.4.1 时域分析 202

5.4.2 域频分析 203

5.5 随机信号分析与处理的仿真 206

习题 209

第6章 信号分析与处理的应用 211

6.1 调制和解调 211

6.1.1 正弦幅度调制和相干解调 211

6.1.2 调幅和检波 213

6.1.3 单边带调制 216

6.2 脉冲幅度调制和脉冲编码调制 219

6.2.1 脉冲幅度调制 219

6.2.2 脉冲编码调制 224

6.3 多路复用 225

6.3.1 频分多路复用和时分多路复用 226

6.3.2 正交多路复用和码分多路复用 229

6.4 信号处理在离散时间系统中的应用 233

6.4.1 噪声的降低 233

6.4.2 回声与混响 235

6.5 傅里叶变换在工程中的应用 236

6.5.1 电机转速的测量 236

6.5.2 发动机缺缸故障检测 238

6.5.3 单相电路谐波电流的实时检测 240

附录 MATLAB信号工具箱的使用 245

参考书目 251