信號與係統分析 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

本書係統介紹信號與係統的基本概念、基本理論和基本分析方法。全書共分3篇、13章：上篇（第1章～第6章）為信號分析的基本理論和方法，主要包括信號的定義、分類、基本運算、捲積積分、傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、捲積和、z變換；中篇（第7章～第12章）為係統分析的基本理論和方法，主要闡述係統的定義、描述、分類、LTI係統的時域與變換域（頻域、復頻域和z域）分析、LTI係統的信號流圖和係統結構、狀態變量分析法等；下篇（第13章）為實踐部分，主要以MATLAB語言和Python語言為基礎設計41個實驗，以期增加讀者對理論知識的感性認識。本書以“化繁為簡、變抽象為具體，踐以求知、學以緻用”為編寫原則，堅持教材的編寫符閤認識的一般規律、符閤學生的學習規律，努力做到“內容準確、強調基礎，例題典型、思路多樣，深入淺齣、通俗易懂”，在突齣理論的同時，強調實踐的地位和作用，追求理論和實踐的完美結閤。

作者簡介

吉建華，天津大學副教授，天津市通信學會聯絡員。主持或參與過多項科研項目，有"機械式1×N光開關櫃”等發明專利。曾獲"天津市教學成果二等奬”等教學榮譽。

目錄

目 錄

上篇 信號分析 （1）
第1章 信號 （2）
1．1 信號的定義 （2）
1．2 信號的分類 （3）
1．2．1 連續時間信號和離散時間
信號 （3）
1．2．2 周期信號和非周期信號 （5）
1．2．3 能量信號和功率信號 （7）
1．2．4 信號的其他分類 （8）
練習題 （9）
1．3 本章小結 （9）
練習題答案 （10）
本章習題 （10）
第2章 連續信號的時域分析 （12）
2．1 連續信號的基本運算 （12）
2．1．1 加（減）法和乘法 （12）
2．1．2 微分和積分 （13）
2．1．3 反轉 （13）
2．1．4 平移 （13）
2．1．5 尺度變換（橫坐標展縮） （15）
練習題 （17）
2．2 典型連續信號 （17）
2．2．1 階躍信號 （18）
2．2．2 衝激信號 （19）
2．2．3 其他常見連續信號 （25）
練習題 （26）
2．3 連續信號的捲積積分 （27）
2．3．1 捲積積分定義 （27）
2．3．2 捲積的圖解過程 （28）
2．3．3 相關函數 （30）
練習題 （31）
2．4 捲積積分的性質 （31）
2．4．1 捲積的代數運算性質 （31）
2．4．2 奇異信號的捲積性質 （32）
2．4．3 捲積的微積分性質 （33）
2．4．4 幾個重要性質 （34）
練習題 （38）
2．5 本章小結 （38）
練習題答案 （39）
本章習題 （40）
第3章 連續信號的頻域分析 （42）
3．1 信號的正交分解 （42）
3．1．1 矢量正交與正交分解 （42）
3．1．2 信號正交與正交函數集 （43）
3．1．3 信號的正交分解 （43）
3．2 周期信號的傅裏葉級數 （44）
3．2．1 三角型傅裏葉級數 （45）
3．2．2 特殊信號的傅裏葉級數 （47）
3．2．3 指數型傅裏葉級數 （50）
3．2．4 周期信號的頻譜 （53）
3．2．5 周期信號的功率 （58）
練習題 （60）
3．3 非周期信號的傅裏葉變換 （61）
練習題 （68）
3．4 傅裏葉變換的性質 （69）
3．4．1 綫性性質 （69）
3．4．2 奇偶虛實性 （69）
3．4．3 對偶性 （71）
3．4．4 尺度變換性質 （72）
3．4．5 時移特性 （73）
3．4．6 頻移特性 （74）
3．4．7 捲積定理 （75）
3．4．8 時域微分和積分定理 （77）
3．4．9 頻域微分和積分定理 （80）
3．4．10 相關定理 （82）
練習題 （84）
3．5 信號的能量譜和功率譜 （85）
3．5．1 信號的能量譜 （85）
3．5．2 信號的功率譜 （86）
練習題 （86）
3．6 周期信號的傅裏葉變換 （87）
3．6．1 周期信號的傅裏葉變換 （87）
3．6．2 傅裏葉係數與傅裏葉變換的
關係 （90）
練習題 （91）
3．7 本章小結 （91）
練習題答案 （91）
本章習題 （93）
第4章 連續信號的復頻域分析 （96）
4．1 拉普拉斯變換 （96）
4．1．1 雙邊拉普拉斯變換 （96）
4．1．2 單邊拉普拉斯變換 （98）
練習題 （100）
4．2 拉普拉斯變換的性質 （100）
4．2．1 綫性性質 （100）
4．2．2 尺度變換 （101）
4．2．3 時移特性 （102）
4．2．4 復頻移特性 （104）
4．2．5 共軛特性 （104）
4．2．6 時域微分特性 （105）
4．2．7 時域積分特性 （105）
4．2．8 捲積定理 （107）
4．2．9 復頻域微分和積分特性 （108）
4．2．10 初值定理和終值定理 （109）
練習題 （112）
4．3 拉普拉斯逆變換 （112）
練習題 （122）
4．4 單邊拉普拉斯變換與傅裏葉變換 （122）
練習題 （125）
4．5 本章小結 （125）
練習題答案 （125）
本章習題 （126）
第5章 離散信號的時域分析 （128）
5．1 離散信號的基本運算 （128）
5．1．1 加（減）法和乘法 （128）
5．1．2 差分 （128）
5．1．3 反轉 （129）
5．1．4 平移 （130）
5．1．5 尺度變換 （131）
練習題 （132）
5．2 典型離散信號 （132）
5．2．1 階躍序列 （132）
5．2．2 單位序列 （133）
5．2．3 其他常見離散信號 （134）
練習題 （135）
5．3 離散信號的捲積和 （135）
5．3．1 捲積和 （135）
5．3．2 捲積和的圖解過程 （138）
5．3．3 列錶法求捲積和 （140）
5．3．4 不進位乘法求捲積和 （141）
練習題 （141）
5．4 捲積和的性質 （141）
5．4．1 捲積和的代數運算性質 （142）
5．4．2 單位序列的捲積和特性 （142）
5．4．3 移位序列的捲積和特性 （143）
練習題 （145）
5．5 本章小結 （145）
練習題答案 （146）
本章習題 （146）
第6章 離散信號的z域分析 （148）
6．1 z變換 （148）
6．1．1 z變換的定義 （148）
6．1．2 z變換的收斂域 （149）
練習題 （153）
6．2 z變換的性質 （154）
6．2．1 綫性性質 （154）
6．2．2 移位特性 （154）
6．2．3 z域尺度變換 （156）
6．2．4 時域捲積定理 （157）
6．2．5 z域微分特性 （158）
6．2．6 z域積分特性 （159）
6．2．7 時域反轉特性 （159）
6．2．8 序列部分和定理 （160）
6．2．9 初值定理和終值定理 （161）
練習題 （165）
6．3 逆z變換 （165）
6．3．1 冪級數展開法 （166）
6．3．2 部分分式展開法 （168）
練習題 （175）
6．4 s域與z域的關係 （175）
練習題 （177）
6．5 本章小結 （177）
練習題答案 （178）
本章習題 （179）
中篇 係統分析 （181）
第7章 係統 （182）
7．1 係統的定義 （182）
7．2 係統的描述 （182）
7．2．1 係統的數學模型 （182）
7．2．2 係統的時域框圖錶示 （183）
練習題 （185）
7．3 係統的分類與分析方法 （185）
7．3．1 連續係統與離散係統 （185）
7．3．2 動態係統與即時係統 （185）
7．3．3 單輸入單輸齣係統與多
輸入多輸齣係統 （186）
7．3．4 綫性係統與非綫性係統 （186）
7．3．5 時變係統與時不變係統 （188）
7．3．6 因果係統與非因果係統 （189）
7．3．7 穩定係統與不穩定係統 （190）
7．3．8 可逆係統與不可逆係統 （190）
7．3．9 LTI係統分析方法 （191）
練習題 （191）
7．4 本章小結 （191）
練習題答案 （192）
本章習題 （192）
第8章 LTI連續係統的時域分析 （194）
8．1 自由響應與強迫響應 （194）
8．1．1 自由響應 （194）
8．1．2 強迫響應 （195）
練習題 （199）
8．2 零輸入響應與零狀態響應 （199）
8．2．1 初始狀態和初始值 （199）
8．2．2 零輸入響應 （202）
8．2．3 零狀態響應 （202）
8．2．4 全響應 （205）
練習題 （208）
8．3 衝激響應和階躍響應 （208）
8．3．1 衝激響應 （208）
8．3．2 階躍響應 （211）
練習題 （213）
8．4 捲積積分與零狀態響應 （213）
練習題 （216）
8．5 本章小結 （216）
練習題答案 （216）
本章習題 （217）
第9章 LTI連續係統的變換域分析 （219）
9．1 LTI連續係統頻域分析 （219）
9．1．1 頻率響應 （219）
9．1．2 無失真傳輸 （222）
9．1．3 理想低通濾波器 （222）
9．1．4 佩利-維納準則與物理可
實現低通濾波器 （224）
練習題 （226）
9．2 取樣定理及其應用 （226）
9．2．1 信號取樣 （227）
9．2．2 時域取樣定理 （230）
9．2．3 頻域取樣定理 （232）
練習題 （233）
9．3 LTI連續係統復頻域分析 （233）
9．3．1 微分方程的變換解 （234）
9．3．2 係統函數 （237）
9．3．3 係統的s域框圖 （239）
9．3．4 電路的s域模型 （241）
練習題 （243）
9．4 LTI連續係統的係統特性 （244）
9．4．1 係統函數與時域響應 （244）
9．4．2 係統函數與頻域響應 （247）
9．4．3 兩類特殊係統 （249）
9．4．4 係統的因果性 （251）
9．4．5 係統的穩定性 （252）
練習題 （254）
9．5 LTI連續係統的信號流圖與結構 （254）
9．5．1 信號流圖 （254）
9．5．2 梅森公式 （256）
9．5．3 係統結構 （258）
練習題 （264）
9．6 本章小結 （264）
練習題答案 （265）
本章習題 （266）
第10章 LTI離散係統的時域分析 （270）
10．1 自由響應與強迫響應 （270）
10．1．1 自由響應 （271）
10．1．2 強迫響應 （271）
練習題 （276）
10．2 零輸入響應與零狀態響應 （276）
10．2．1 零輸入響應 （276）
10．2．2 零狀態響應 （277）
10．2．3 全響應 （278）
練習題 （281）
10．3 單位序列響應和階躍響應 （281）
10．3．1 單位序列響應 （281）
10．3．2 階躍響應 （283）
練習題 （284）
10．4 捲積和與零狀態響應 （285）
練習題 （286）
10．5 本章小結 （286）
練習題答案 （287）
本章習題 （287）
第11章 LTI離散係統的z域分析 （289）
11．1 LTI離散係統的z域分析 （289）
11．1．1 差分方程的z域解 （289）
11．1．2 係統函數 （294）
11．1．3 係統的z域框圖 （296）
練習題 （297）
11．2 LTI離散係統的係統特性 （298）
11．2．1 係統函數與時域響應 （298）
11．2．2 係統函數與頻域響應 （301）
11．2．3 係統的因果性 （305）
11．2．4 係統的穩定性 （306）
練習題 （308）
11．3 LTI離散係統的信號流圖與結構 （308）
11．3．1 信號流圖 （308）
11．3．2 係統結構 （309）
練習題 （315）
11．4 本章小結 （315）
練習題答案 （316）
本章習題 （316）
第12章 係統的狀態變量分析 （318）
12．1 係統狀態變量描述法 （318）
12．1．1 狀態與狀態變量 （318）
12．1．2 動態方程的一般形式 （319）
12．2 連續係統狀態方程的建立與
求解 （321）
12．2．1 由電路圖直接建立狀態
方程 （321）
12．2．2 由係統的信號流圖（係
統框圖）建立狀態方程 （323）
12．2．3 連續係統狀態方程的時
域解 （325）
12．2．4 連續係統狀態方程的s
域解 （326）
練習題 （328）
12．3 離散係統狀態方程的建立與
求解 （328）
12．3．1 離散係統狀態方程的
建立 （328）
12．3．2 離散係統狀態方程時
域解 （329）
12．3．3 離散係統狀態方程變換
域解 （330）
練習題 （331）
12．4 係統的穩定性、可控製性和可
觀測性 （332）
12．4．1 由狀態方程判定係統的
穩定性 （332）
12．4．2 係統的可控製性和可
觀測性 （333）
練習題 （335）
12．5 本章小結 （335）
練習題答案 （336）
本章習題 （336）
下篇 實踐提高 （338）
第13章 信號與係統實踐 （339）
13．1 實驗環境簡介 （339）
13．1．1 MATLAB語言簡介 （339）
13．1．2 Python語言簡介 （342）
13．2 信號錶示 （344）
13．2．1 連續信號的錶示 （344）
13．2．2 離散信號的錶示 （350）
13．3 信號運算 （353）
13．3．1 信號的時域運算 （353）
13．3．2 信號的時間變換 （358）
13．3．3 信號的捲積 （359）
13．4 連續信號的傅裏葉變換 （361）
13．4．1 連續周期信號的傅裏
葉級數 （361）
13．4．2 連續信號的傅裏葉變換 （364）
13．5 連續信號的s域分析 （366）
13．5．1 拉普拉斯變換 （366）
13．5．2 拉普拉斯逆變換 （367）
13．5．3 s域部分分式展開 （367）
13．6 離散信號的z域分析 （368）
13．6．1 z變換 （369）
13．6．2 z域部分分式展開 （369）
13．6．3 逆z變換 （370）
13．7 LTI連續係統時域響應 （371）
13．7．1 零輸入響應、零狀態響應
和全響應 （371）
13．7．2 衝激響應和階躍響應 （372）
13．8 LTI連續係統的頻率特性和頻域
分析 （373）
13．8．1 頻率特性 （373）
13．8．2 頻域分析 （375）
13．9 LTI連續係統的係統函數 （376）
13．10 LTI離散係統時域分析 （377）
13．10．1 零狀態響應 （377）
13．10．2 單位序列響應和階躍
響應 （378）
13．11 LTI離散係統的係統函數與z域
分析 （379）
13．11．1 係統的零、極點分析 （379）
13．11．2 係統的頻率特性分析 （381）
13．12 本章小結 （382）
習題參考答案 （383）
參考文獻 （392）

前言/序言

前 言

隨著電子信息技術的迅速發展和計算機的廣泛應用，信號分析與處理的基本理論已成為科學工作者和工程技術人員不可或缺的必備知識。“信號與係統”課程主要介紹信號和係統分析的基本理論和方法，是高等學校通信工程、電子信息工程、電子科學與技術、自動化、電子儀器、電氣工程等電子類、電氣類專業一門重要的學科基礎課程，對相關專業學生的知識、能力和綜閤素質的培養具有舉足輕重的地位和作用。

本書係統介紹信號與係統的基本概念、基本理論和基本分析方法。全書共分3篇、13章，其中上篇（第1章～第6章）為信號分析的基本理論和方法，中篇（第7章～第12章）為係統分析的基本理論和方法，下篇（第13章）為實踐部分。具體內容為：第1章簡要介紹信號的定義和分類；第2章闡述連續時間信號的基本運算和幾種典型的連續時間信號以及捲積積分；第3章詳細討論周期信號的傅裏葉級數、非周期信號的傅裏葉變換和周期信號的傅裏葉變換；第4章重點介紹拉普拉斯變換；第5章闡述離散時間信號的基本運算和幾種典型的離散時間信號以及捲積和；第6章著重闡述離散時間信號的z變換；第7章簡要介紹係統的定義、描述和分類；第8章講述LTI連續時間係統的時域解法，並著重討論衝激響應、階躍響應、初始狀態與初始值的關係及捲積在LTI連續時間係統時域分析中的作用；第9章詳細闡述LTI連續時間係統的頻域和復頻域分析、連續時間信號的取樣與恢復、LTI連續時間係統的係統特性、信號流圖和係統結構等；第10章講述LTI離散時間係統的時域解法並介紹單位序列響應和階躍響應；第11章詳細討論LTI離散時間係統的z域分析、係統特性、信號流圖和係統結構；第12章介紹狀態變量分析法的基本概念；第13章以MATLAB語言和Python語言為基礎設計41個實驗，每個實驗均提供源代碼和實驗效果圖。

在本書的編寫過程中，我們以“化繁為簡、變抽象為具體，踐以求知、學以緻用”為編寫原則，堅持教材的編寫符閤認識的一般規律、符閤學生的學習規律，努力做到“內容準確、強調基礎，例題典型、思路多樣，深入淺齣、通俗易懂”，在突齣理論的同時，強調實踐的地位和作用，追求理論和實踐的完美結閤。總體上來說，本書具有以下幾個特點：

1．內容豐富、結構閤理。從內

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