信号与系统 使用变换方法和MATLAB分析 原书第2版PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1信号与系统的定义 1

1.2信号的类型 2

1.3有关系统的例子 7

1.3.1一个机械系统 7

1.3.2一个流体系统 7

1.3.3一个离散时间系统 8

1.3.4反馈系统 9

1.4一个熟悉的信号与系统例子 11

1.5 MATLAB的使用 14

第2章 连续时间信号的数学描述 15

2.1概述 15

2.2函数符号 15

2.3连续时间信号函数 16

2.3.1复指数函数和谐波函数 16

2.3.2不连续函数 17

2.4函数的组合 25

2.5缩放和时移 28

2.5.1幅度缩放 28

2.5.2时移 29

2.5.3时间缩放 30

2.5.4同时时移和缩放 33

2.6微分与积分 36

2.7偶函数与奇函数 38

2.7.1奇、偶函数的组合 40

2.7.2奇、偶函数的导数和积分 41

2.8周期函数 41

2.9信号能量和功率 44

2.9.1信号能量 44

2.9.2信号功率 45

2.10要点总结 46

习题一（附答案） 47

习题二（无答案） 54

第3章 离散时间信号的描述 60

3.1概述 60

3.2采样和离散时间 60

3.3谐波函数和指数函数 62

3.3.1谐波函数 62

3.3.2指数函数 64

3.4奇异函数 65

3.4.1单位冲激函数 65

3.4.2单位序列函数 66

3.4.3符号函数 67

3.4.4单位斜坡函数 67

3.4.5单位梳状函数或冲激序列 67

3.5缩放和时移 68

3.5.1幅度缩放 68

3.5.2时移 68

3.5.3时间缩放 69

3.6差分和累加 72

3.7偶函数与奇函数 74

3.7.1奇、偶函数的组合 75

3.7.2奇、偶函数的有限对称区间累加 76

3.8周期函数 77

3.9信号能量和功率 78

3.9.1信号能量 78

3.9.2信号功率 78

3.10要点总结 80

习题一（附答案） 80

习题二（无答案） 85

第4章 系统的描述 89

4.1概述 89

4.2连续时间系统 89

4.2.1系统建模 89

4.2.2系统特性 96

4.2.3二阶系统的动态特性 107

4.2.4复谐波激励 108

4.3离散时间系统 109

4.3.1系统建模 109

4.3.2系统特性 113

4.4要点总结 116

习题一（附答案） 116

习题二（无答案） 119

第5章 系统的时域分析 121

5.1概述 121

5.2连续时间 121

5.2.1冲激响应 121

5.2.2连续时间卷积 125

5.3离散时间 137

5.3.1冲激响应 137

5.3.2离散时间卷积 139

5.4要点总结 152

习题一（附答案） 152

习题二（无答案） 157

第6章 连续时间傅里叶方法 163

6.1概述 163

6.2连续时间傅里叶级数 163

6.2.1概念基础 163

6.2.2正交性和谐波函数 167

6.2.3紧凑型三角傅里叶级数 168

6.2.4收敛性 170

6.2.5傅里叶级数部分和的最小误差 172

6.2.6奇、偶周期函数的傅里叶级数 173

6.2.7傅里叶级数表和性质 173

6.2.8傅里叶级数的数值计算 176

6.3连续时间傅里叶变换 182

6.3.1将傅里叶级数扩展到非周期信号 182

6.3.2广义傅里叶变换 185

6.3.3傅里叶变换性质 189

6.3.4傅里叶变换的数值计算 194

6.4要点总结 201

习题一（附答案） 201

习题二（无答案） 213

第7章 离散时间傅里叶方法 219

7.1概述 219

7.2离散时间傅里叶级数和离散傅里叶变换 219

7.2.1线性和复指数激励 219

7.2.2正交性和谐波函数 222

7.2.3傅里叶变换的性质 225

7.2.4快速傅里叶变换 228

7.3离散时间傅里叶变换 229

7.3.1拓展到非周期信号的离散傅里叶变换 229

7.3.2推导与定义 231

7.3.3广义DTFT 232

7.3.4离散时间傅里叶变换的收敛性 233

7.3.5 DTFT的性质 233

7.3.6离散时间傅里叶变换的数值计算 238

7.4傅里叶方法比较 243

7.5要点总结 244

习题一（附答案） 244

习题二（无答案） 248

第8章 拉普拉斯变换 251

8.1概述 251

8.2拉普拉斯变换的发展 251

8.2.1傅里叶变换的推广 251

8.2.2复指数激励和响应 253

8.3传递函数 253

8.4级联系统 254

8.5直接Ⅱ型实现 254

8.6拉普拉斯逆变换 255

8.7拉普拉斯变换的存在性 255

8.7.1时限信号 256

8.7.2右边信号与左边信号 256

8.8拉普拉斯变换对 257

8.9部分分式展开 260

8.10拉普拉斯变换的性质 268

8.11单边拉普拉斯变换 270

8.11.1定义 270

8.11.2单边拉普拉斯变换的特有性质 271

8.11.3带有初始条件的微分方程的解 272

8.12零极点图和频率响应 274

8.13 MATLAB系统对象 280

8.14要点总结 281

习题一（附答案） 282

习题二（无答案） 286

第9章 z变换 290

9.1概述 290

9.2离散时间傅里叶变换的推广 290

9.3复指数函数激励和响应 291

9.4传递函数 291

9.5级联系统 291

9.6系统的直接Ⅱ型实现 292

9.7 z逆变换 293

9.8 z变换的存在性 293

9.8.1时限信号 293

9.8.2右边信号和左边信号 294

9.9 z变换对 296

9.10 z变换的性质 298

9.11 z逆变换的求解方法 298

9.11.1长除法 298

9.11.2部分分式展开法 299

9.11.3有关z正变换和z逆变换的例子 299

9.12单边z变换 303

9.12.1单边z变换的特有性质 303

9.12.2差分方程的解 304

9.13零极点图和频率响应 305

9.14 MATLAB系统对象 307

9.15变换方法比较 308

9.16要点总结 312

习题一（附答案） 312

习题二（无答案） 315

第10章 采样和信号处理 319

10.1概述 319

10.2连续时间采样 319

10.2.1采样方法 319

10.2.2采样理论 321

10.2.3混叠 324

10.2.4时间受限和带宽受限的信号 327

10.2.5插值 327

10.2.6带通信号的采样 329

10.2.7谐波信号的采样 331

10.2.8带限周期信号 333

10.2.9采用DFT进行信号处理 336

10.3离散时间采样 344

10.3.1周期冲激采样 344

10.3.2内插 346

10.4要点总结 349

习题一（附答案） 349

习题二（无答案） 361

第11章 频率响应分析 366

11.1概述 366

11.2频率响应 366

11.3连续时间滤波器 367

11.3.1滤波器的例子 367

11.3.2理想滤波器 371

11.3.3波特图 375

11.3.4实际滤波器 384

11.4离散时间滤波器 394

11.4.1符号 394

11.4.2理想滤波器 394

11.4.3实际滤波器 400

11.5要点总结 410

习题一（附答案） 410

习题二（无答案） 417

第12章 通信系统分析 427

12.1概述 427

12.2连续时间通信系统 427

12.2.1通信系统的需求 427

12.2.2频分复用 429

12.2.3模拟调制和解调 429

12.3离散时间谐波载波幅度调制 440

12.4要点小结 441

习题一（附答案） 441

习题二（无答案） 444

第13章 系统的拉普拉斯变换分析 448

13.1概述 448

13.2系统的表示方法 448

13.3系统的稳定性 451

13.4系统的连接 453

13.4.1级联与并联 453

13.4.2反馈连接 453

13.5采用MATLAB进行系统分析 470

13.6系统对标准信号的响应 472

13.6.1单位阶跃响应 472

13.6.2谐波响应 475

13.7系统的标准实现 477

13.7.1级联实现 477

13.7.2并联实现 478

13.8要点总结 479

习题一（附答案） 479

习题二（无答案） 485

第14章 系统的z变换分析 491

14.1概述 491

14.2系统模型 491

14.2.1差分方程 491

14.2.2方框图 491

14.3系统的稳定性 492

14.4系统连接 492

14.5系统对标准信号的响应 494

14.5.1单位序列响应 494

14.5.2因果谐波响应 496

14.6用离散时间系统模拟连续时间系统 499

14.6.1 z变换与拉普拉斯变换的关系 499

14.6.2冲激不变性 500

14.6.3数据采集系统 502

14.7系统的标准实现 507

14.7.1级联实现 507

14.7.2并联实现 507

14.8要点总结 508

习题一（附答案） 508

习题二（无答案） 510

第15章 滤波器分析与设计 513

15.1概述 513

15.2模拟滤波器 513

15.2.1巴特沃兹滤波器 513

15.2.2切比雪夫、椭圆和贝塞尔滤波器 517

15.3数字滤波器 520

15.3.1模拟滤波器的模拟 520

15.3.2滤波器设计技术 520

15.4要点总结 549

习题一（附答案） 549

习题二（无答案） 554

第16章 状态空间分析 557

16.1概述 557

16.2连续时间系统 557

16.2.1系统和输出方程 558

16.2.2传递函数 566

16.2.3其他状态变量选择 568

16.2.4状态变量变换 568

16.2.5对角化 569

16.2.6状态空间分析的MATLAB工具 572

16.3离散时间系统 572

16.3.1系统和输出方程 572

16.3.2传递函数和状态变量的变换 575

16.3.3状态空间分析的MATLAB工具 577

16.4要点总结 578

习题一（附答案） 578

习题二（无答案） 581

附录A 有用的数学关系式 583

附录B 连续时间傅里叶级数对 585

附录C 离散傅里叶变换对 587

附录D 连续时间傅里叶变换对 590

附录E 离散时间傅里叶变换对 596

附录F 拉普拉斯变换对 600

附录G z变换对 602

参考文献 603