目录 1
译者序 1
前言 1
教学计划 1
第一部分 基本概念 1
第1章 信号与系统 1
1.1 基本定义 2
1.2 数学模型 3
1.3 连续时间和离散时间信号与系统 4
1.4 小结 8
关键概念 8
第2章 信号与系统的特性及模型 9
2.1 信号的基本运算 9
2.1.1 时域尺度变换 9
2.1.2 时域反转 10
2.1.3 时移 12
2.1.4 混合运算 14
2.2 信号的特性 16
2.2.1 确定性信号 17
2.2.2 简单定义和分段定义的信号 17
2.2.3 偶信号和奇信号 17
2.2.4 量化信号 18
2.2.5 周期信号和非周期信号 19
2.3 系统表示和模型 21
2.3.1 系统表示 21
2.3.2 系统数学模型 23
2.4 系统特性 25
2.4.1 集总参数系统和分布参数系统 25
2.4.2 系统的记忆 25
2.4.3 因果系统 26
2.4.4 系统阶数 27
2.4.5 线性系统 27
2.4.6 时不变系统 31
2.5 小结 33
2.4.7 系统稳定性 33
关键概念 34
习题 34
上机习题 38
第二部分 连续时间信号和系统 41
第3章 连续时间信号的时域表示 41
3.1 正弦信号和复指数信号 41
3.2 指数信号 45
3.3.1 冲激函数 47
3.3 奇异函数信号 47
3.3.2 单位冲激函数 48
3.3.3 冲激函数的性质和符号 49
3.3.4 冲激函数的积分 52
3.4 信号能量和功率 58
3.5 信号的广义傅里叶级数表示 63
3.6 小结 70
关键概念 71
习题 72
上机习题 75
第4章 连续时间系统的时域分析 78
4.1 求解系统方程 78
4.2 系统冲激响应 80
4.3 线性时不变系统的零状态响应：叠加积分 82
4.3.1 叠加积分 82
4.3.2 因果系统 83
4.4 连续卷积的计算和性质 85
4.3.3 系统对正弦输入的响应 85
4.4.1 连续卷积的计算 86
4.4.2 连续卷积的性质 96
4.5 小结 100
关键概念 100
习题 101
上机习题 105
第5章 连续时间信号的频域表示 106
5.1 连续时间信号的频谱和带宽 106
5.1.1 幅度谱和相位谱 107
5.1.2 信号带宽 111
5.2 信号的傅里叶级数表示 111
5.2.1 在某区间上信号的傅里叶级数表示 113
5.2.2 周期信号的傅里叶级数表示 119
5.3 周期信号的幅度谱和相位谱 121
5.3.1 周期信号的频谱计算和频谱性质 121
5.3.2 周期信号频谱信息中的信号功率 127
5.4 非周期能量信号的傅里叶变换和频谱 130
5.4.1 傅里叶变换的求解 131
5.4.2 能量谱密度和频谱计算的例子 134
5.4.3 傅里叶变换和频谱的性质 140
5.4.4 傅里叶变换定理 144
5.5 非能量信号的傅里叶变换和频谱 154
5.5.1 傅里叶变换的极限形式 154
5.5.2 特定信号的傅里叶变换和频谱 154
5.5.4 功率谱密度 162
5.6 小结 164
关键概念 165
习题 165
5.5.3 周期信号的傅里叶变换和频谱 168
上机习题 170
第6章 连续时间系统的频域分析 172
6.1 系统频率响应 172
6.1.1 频率响应的特性 172
6.1.2 系统带宽 181
6.2 频率响应的确定 182
6.2.1 由系统微分方程确定频率响应 182
6.2.2 利用相量概念确定频率响应 184
6.3 电路的频率响应 186
6.4 相位延迟和群延迟 187
6.4.1 相位延迟 188
6.4.2 群延迟 189
6.5 幅度响应和相位响应的波特图 194
6.6 小结 207
关键概念 208
习题 209
上机习题 212
第7章 利用拉普拉斯变换分析连续时间系统 213
7.1 拉普拉斯变换 213
7.1.1 双边拉普拉斯变换 213
7.1.2 单边拉普拉斯变换 215
7.2 拉普拉斯变换的计算和定理 217
7.2.1 简单信号的拉普拉斯变换 217
7.2.2 拉普拉斯变换的定理 218
7.3 拉普拉斯逆变换的计算 228
7.3.1 有理函数的逆变换 230
7.3.2 变换式极点和信号形式 239
7.4 线性微分积分方程的拉普拉斯变换求解 240
7.5 电路的拉普拉斯变换求解 243
7.6 系统转移函数 249
7.6.1 转移函数的计算 250
7.6.2 转移函数和系统响应特征的关系 253
7.7.1 系统稳定性 255
7.7 利用转移函数确定系统稳定性和频率响应 255
7.7.2 系统频率响应 257
7.8 小结 260
关键概念 261
习题 261
上机习题 266
第8章 连续时间滤波器 268
8.1 无失真传输 269
8.2 理想滤波器 270
8.3 理想滤波器的近似 275
8.3.1 理想幅度响应的近似 275
8.3.2 其他低通近似 286
8.3.3 高通、带通和带阻的近似 287
8.4 巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的设计 287
8.4.1 低通滤波器的设计 288
8.4.2 带通滤波器的设计 294
8.4.3 巴特沃斯和切比雪夫滤波器的计算机设计 297
8.5 小结 302
关键概念 303
习题 303
上机习题 306
第9章 连续时间信号的采样 307
9.1 理想采样和采样定理 307
9.2 实际的采样效果 313
9.3 小结 318
习题 319
关键概念 319
上机习题 321
第三部分 离散时间信号和系统 323
第10章 离散时间信号的时域表示 323
10.1 正弦信号和复指数信号 324
10.2 指数信号 327
10.3 单位阶跃、单位斜坡和单位冲激信号 328
10.3.1 单位阶跃序列和单位斜坡序列 328
10.3.2 单位冲激序列 331
10.4 信号能量和功率 333
10.5 小结 335
关键概念 336
习题 336
上机习题 339
第11章 离散时间系统的时域分析 340
11.1 系统方程的解 340
11.2 系统方程的递归解法 341
11.3 系统的单位冲激响应 343
11.4 线性时不变系统的零状态响应：叠加和 344
11.4.1 叠加和 345
11.4.2 因果系统 346
11.4.3 输入信号为正弦信号时的系统响应 347
11.5 离散卷积的计算和性质 347
11.5.1 离散卷积的计算 348
11.5.2 离散卷积的有关性质 356
11.6 小结 361
习题 362
关键概念 362
上机习题 366
第12章 离散时间信号的频域表示 368
12.1 离散时间信号的频谱和带宽 368
12.1.1 幅度谱和相位谱 368
12.1.2 信号带宽 373
12.2 周期信号的离散时间傅里叶级数和频谱 374
12.2.1 信号在某一区间内的离散时间傅里叶级数表示 375
12.2.2 周期信号的离散时间傅里叶级数表示 380
12.2.3 周期信号的幅度谱和相位谱 381
12.3 能量信号的离散时间傅里叶变换和频谱 387
12.3.1 离散时间傅里叶变换的求解 388
12.3.2 离散时间傅里叶逆变换 391
12.3.3 能量谱密度 393
12.3.4 有关频谱计算的实例 393
12.3.5 离散时间傅里叶变换和离散时间信号频谱的性质 402
12.4 非能量信号的离散时间傅里叶变换和频谱 413
12.4.1 非能量信号的离散时间傅里叶变换和频谱 416
12.4.2 周期信号的离散时间傅里叶变换和频谱 418
12.4.3 功率谱密度 421
12.5 小结 423
关键概念 425
习题 426
上机习题 431
第13章 离散时间系统的频域分析 433
13.1 系统的频率响应 433
13.1.1 频率响应的特征 433
13.1.2 系统带宽 443
13.2 频率响应的确定 444
13.2.1 系统的差分方程 444
13.2.2 系统表示 448
13.3 小结 452
关键概念 452
习题 453
上机习题 457
14.1 z变换 459
14.1.1 双边z变换 459
第14章 离散时间系统的z变换分析 459
14.1.2 单边z变换 462
14.2 z变换的计算和相关定理 463
14.2.1 简单信号的z变换 463
14.2.2 相关定理 467
14.3 z逆变换的计算 474
14.3.1 关于z-1的有理函数的z逆变换 476
14.3.2 z变换的极点和信号形式 483
14.4 线性差分方程的z变换解 484
14.5 系统的转移函数 490
14.5.1 转移函数的计算 490
14.5.2 转移函数和系统响应特征的关系 494
14.6.1 系统的稳定性 499
14.6.2 系统的频率响应 499
14.6 转移函数在确定系统稳定性和系统频率响应中的应用 499
14.7 小结 502
关键概念 503
习题 504
上机习题 508
第15章 离散时间系统的实现和离散时间滤波器 511
15.1 系统类型 511
15.2 系统实现 511
15.2.1 直接实现 512
15.2.2 串联实现和并联实现 515
15.3 IIR滤波器设计 520
15.3.1 时域响应匹配 521
15.3.2 频率响应匹配 535
15.4 FIR滤波器设计 548
15.4.1 时域响应匹配法 549
15.4.2 频率响应匹配——傅里叶级数设计法 550
15.4.3 窗函数的应用 565
15.5 小结 571
15.4.4 FIR和IIR滤波器设计过程的比较 571
关键概念 572
习题 573
上机习题 577
第16章 离散傅里叶变换 579
16.1 离散傅里叶变换和离散傅里叶逆变换 580
16.1.1 DFT的推导过程 580
16.1.2 IDFT的推导过程 587
16.1.3 离散傅里叶变换对 590
16.1.4 DFT变换计算举例 591
16.2 离散傅里叶变换的特征和性质 600
16.2.1 一般特征 600
16.2.2 对称性质 607
16.3 窗函数在DFT计算中的应用 608
16.4 离散傅里叶变换的参数选择 614
16.5 离散傅里叶变换定理 616
16.6 利用DFT计算离散卷积 619
16.6.1 循环卷积 620
16.6.2 离散卷积 622
16.7 利用DFT进行离散时间信号滤波 626
16.7.1 实现过程分析 626
16.7.2 选择保留的实现 627
16.8 快速傅里叶变换 634
16.8.1 算法的推导 635
16.8.2 FFT逆变换 641
16.8.3 FFT计算实例 642
16.8.4 计算时间的比较 644
16.9 小结 645
关键概念 646
习题 648
上机习题 652
附录 655
附录A 周期信号之和 655
附录B 数学用表 657
附录C 变换表 660
索引 665