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内容简介

本书较为系统地讲述了信号与系统的基本概念、信号与系统的基本分析理论、信号的离散傅里叶变换分析方法、数字滤波器的系统设计方法等主要内容，形成了一个信号与系统基础理论及其应用的相对完整的知识体系。全书分为七章，第1-5章为基础理论部分，以傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换三大变换为主线，先讲连续后讲离散，从时域和频域两方面介绍了信号和系统的基本分析理论。为了能够做到学以致用，在理论基础上，第6章对信号频谱的离散傅里叶变换分析方法及其应用问题做了深入的探讨，第7章对数字滤波器的离散时间系统设计方法及其实现做了专门的阐述。同时，在每一章的后一节均给出部分MATLAB程序代码实例，供读者上机学习；在每一章的后还附有少量习题，供读者练习。

目录

前言
本书符号体系一览表
本书常用缩写词表
本书采用的时频变换对符号表
第1 章　信号与系统基础知识 1
内容提要 1
1. 1　信号与系统的定义 1
1. 1. 1　信号的定义 1
1. 1. 2　系统的定义 2
1. 1. 3　域的概念 4
1. 1. 4　本课程的性质和特点 6
1. 2　信号的分类及典型信号 7
1. 2. 1　信号的分类 7
1. 2. 2　典型的连续时间信号 10
1. 2. 3　典型的离散时间信号 13
1. 3　信号的基本时域运算 14
1. 3. 1　信号的相加和相乘 15
1. 3. 2　信号的微分和积分 15
1. 3. 3　信号的平移、翻转和展缩 16
1. 3. 4　信号的简单分解 17
1. 4　系统的分类及常用表示方法 19
1. 4. 1　系统的分类 19
1. 4. 2　系统的常用表示方法 22
1. 5　ＭＡＴＬＡＢ 编程及上机实践 27
1. 5. 1　ＭＡＴＬＡＢ 软件简介 27
1. 5. 2　上机实践举例 31
习题一 32
第2 章　连续时间信号分析 35
内容提要 35
2. 1　连续时间周期信号的傅里叶级数 35
2. 1. 1　连续时间周期信号的傅里叶
级数表示 35
2. 1. 2　连续时间周期信号的频谱与
功率谱 39
2. 1. 3　连续时间傅里叶级数的性质 41
2. 2　连续时间信号的傅里叶变换 42
2. 2. 1　傅里叶变换的导出与非周期
信号的频谱 42
2. 2. 2　常见信号的傅里叶变换 44
2. 2. 3　连续时间傅里叶变换的性质 48
2. 3　ＭＡＴＬＡＢ 编程及上机实践 53
2. 3. 1　与本章有关的ＭＡＴＬＡＢ 函数
举例 53
2. 3. 2　上机实践举例 55
习题二 57
第3 章　连续时间系统分析 59
内容提要 59
3. 1　系统的时域分析 59
3. 1. 1　微分方程的建立与求解 59
3. 1. 2　单位冲激响应的意义 63
3. 1. 3　卷积积分 64
3. 2　系统的频域分析 66
3. 2. 1　系统频率响应的定义 66
3. 2. 2　系统频率响应与零状态响应 67
3. 2. 3　正弦稳态响应 68
3. 3　拉普拉斯变换 69
3. 3. 1　拉普拉斯变换的定义及
收敛域 69
3. 3. 2　拉普拉斯变换的性质 71
3. 3. 3　拉普拉斯反变换 74
3. 4　系统的复频域分析 76
3. 4. 1　微分方程的复频域求解 76
3. 4. 2　系统函数 77
3. 4. 3　零极点图及系统特性分析 78
3. 5　ＭＡＴＬＡＢ 编程及上机实践 81
3. 5. 1　与本章有关的ＭＡＴＬＡＢ 函数
举例 81
3. 5. 2　上机实践举例 81
习题三 84
第4 章　离散时间信号分析 86
内容提要 86
4. 1　离散时间傅里叶级数 86
4. 1. 1　周期信号的离散时间傅里叶
级数表示 86
4. 1. 2　离散时间周期信号的频谱 87
4. 1. 3　离散时间傅里叶级数的性质 89
4. 2　离散时间傅里叶变换 93
Ⅷ
4. 2. 1 离散非周期信号的傅里叶变换 93
4. 2. 2　离散时间傅里叶变换的性质 96
4. 3　奈奎斯特抽样定理 102
4. 3. 1　理想抽样的数学模型 103
4. 3. 2　奈奎斯特抽样定理 104
4. 3. 3　抽样信号的重建 107
4. 3. 4　实际抽样过程 108
4. 4　ＭＡＴＬＡＢ 编程及上机实践 110
4. 4. 1　与本章有关的ＭＡＴＬＡＢ 函数
举例 110
4. 4. 2　上机实践举例 111
习题四 113
第5 章　离散时间系统分析 115
内容提要 115
5. 1　离散时间系统的时域分析 115
5. 1. 1　差分方程的建立与求解 115
5. 1. 2　零输入响应和零状态响应 119
5. 1. 3　卷积和 121
5. 2　离散时间系统的频域分析 125
5. 2. 1　系统频率响应 125
5. 2. 2　正弦稳态响应 127
5. 2. 3　系统频率响应的分析 127
5. 3　ｚ 变换 129
5. 3. 1　ｚ 变换的定义及收敛域 129
5. 3. 2　基本ｚ 变换对 130
5. 3. 3　ｚ 变换的性质 133
5. 3. 4　ｚ 变换与拉普拉斯变换的关系 137
5. 3. 5　ｚ 反变换 139
5. 4　离散时间系统的复频域分析 142
5. 4. 1　差分方程的ｚ 域求解 142
5. 4. 2　系统函数 145
5. 4. 3　零极点图与系统特性分析 147
5. 5　ＭＡＴＬＡＢ 编程及上机实践 150
5. 5. 1　与本章有关的ＭＡＴＬＡＢ 函数
举例 150
5. 5. 2　上机实践举例 152
习题五

前言/序言

随着计算机软硬件技术的飞速发展. 与之相关的各门课程在不断更新和变革. 作为高等院校理工科相关专业的重要课程. “ 信号与系统” “ 数字信号处理” 等课程在教学内容、教学手段、教学方法等方面迫切需要加大改革力度. 对于仪器科学与技术、光学工程等学科及专业来讲. 一方面由于“信号与系统” 等课程在其课程体系中占有举足轻重的地位. 另一方面根据目前在全国广泛开展的工程教育专业认证的要求. 必须进一步凝练课程教学目标、优化教学内容. 将课程教学与提高工程实践能力紧密结合以培养应用型人才. 因此对现有的课程内容进行重新整合已经势在必行.本书阐述了信号与系统的基本概念、基本理论、基本分析方法. 并结合信号与系统的典型应用进行讲解. 是一本整合了“ 信号与系统” 和“ 数字信号处理” 两门课程核心内容的新的本科教材. 它既有信号与系统的基础理论. 又有信号与系统的应用实例.取材适当. 内容合理. 符号严谨. 注重连续与离散的区别和联系. 强调先进的数字信号处理技术与实际系统的紧密关联. 形成了完整的内容体系. 并具有鲜明的工程实践特色. 完整讲授本书的学时数约为48 学时. 另外配有8 ~12 学时的实验内容. 这种编排符合普通高等院校一个学期的教学时数安排.全书共分7 章. 第1 ~5 章为信号与系统知识体系的基础部分. 第1 章为全书的基础. 主要阐述信号与系统的基本概念. 第2 章讲述连续时间信号的分析方法. 包括连续时间傅里叶级数表示和连续时间傅里叶变换分析. 第3 章讲述连续时间系统的基本概念和分析方法. 包括拉普拉斯变换及在连续时间系统分析中的应用. 第4 章讲述离散时间信号的分析方法. 包括离散时间傅里叶级数分解和离散时间傅里叶变换分析. 还重点阐述了联系连续与离散的奈奎斯特抽样定理. 第5 章讲述离散时间系统的基本概念和分析方法. 包括ｚ 变换及在离散时间系统分析中的应用. 第6、7 章是信号与系统基础知识的两个典型应用. 第6 章主要讲述离散傅里叶变换及其在频谱分析方面的应用. 第7 章主要讲述数字滤波器系统的结构、功能和软件设计方法. 本书强调理论知识和实践应用的共同学习. 鉴于ＭＡＴＬＡＢ 软件工具在全球范围使用广泛而且其信号处理工具箱功能完善. 在每章最后均配有ＭＡＴＬＡＢ 相关函数及实例. 不仅有利于学生理解概念. 也有利于促进学生轻松上手编写代码. 达到能学懂、会应用的目的. 更好地将所学理论与实践应用相结合. 十分有益于工程实践能力的培养和训练.本书第1、5、6、7 章、4. 3 节、前言及附录由张晓青编写. 第2 章、4.. 1、4.. 2、4.. 4 节由耿蕊编写. 第3 章由王君编写. 全书由张晓青组织策划并统稿. 天津大学曾周末教授对本书的内容编排提出了宝贵意见和建议. 北京信息科技大学祝连庆教授审阅了Ⅳ本书并提出了宝贵意见和建议. 在此谨向他们表示衷心的感谢! 研究生李杰、胡蒋明协助完成了本书的校对和作图工作. 在此也向他们表示衷心的感谢!本书在编写过程中参考了国内外很多经典教材和著作. 已列于参考文献中. 部分例题和习题取自这些文献. 编者在此向收录于参考文献中的各位作者表示衷心的感谢! 限于学识水平. 书中难免存在错误和缺点. 恳请广大读者批评指正.编　者

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