信號與系統分析(第四版)
吳京、金添、安成錦、周劍雄
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商品描述
"本書系統闡述確定性信號的時域和頻域分析,線性時不變系統的描述與特性,以及信號通過線性時不變系統的時域分析與變換域分析;深入論述信號與系統的基本概念、理論與分析方法;簡要介紹信號與系統的基本理論和方法在通信系統、雷達系統中的應用。內容包括信號與系統的時域分析、頻域分析、復頻域分析、z 域分析,全書共7章。本書根據信息技術發展趨勢,結合近年教育教學改革的成果,按照連續與離散並行,先時域後變換域,三種變換域分析並列的結構體系,對教材內容進行較大篇幅的更新。在內容上更突出基本理論、基本概念和基本方法;在結構上易於對比和學習掌握,模塊化搭建學習內容;淡化計算技巧,引入電腦模擬工具作為信號與系統分析的工具,註重案例分析,增編了應用性和綜合設計性的章節、例題、提高/拓展題和自測題,並提供了對應的雲教材。 本書可作為電子信息類、自動化類、電腦科學與技術類等相關專業的“信號與系統”課程的教材,也可供相關領域的科技人員學習參考。 "
目錄大綱
目錄
第1章信號與系統導論
1.1信號與系統概述
1.2信號的描述與分類
1.2.1確定性信號和隨機性信號
1.2.2連續時間信號和離散時間信號
1.2.3周期信號和非周期信號
1.2.4功率有限信號和能量有限信號
1.2.5因果信號和非因果信號
1.3系統及其分類
1.3.1系統定義和表示
1.3.2系統的分類和特性
1.3.3系統的狀態變量
1.4信號與系統分析方法與理論應用
1.4.1系統分析方法概述
1.4.2信號與系統分析理論的應用
習題
基礎題
提高/拓展題
第2章信號的時域分析
2.1連續時間基本信號
2.1.1常用的普通信號
2.1.2奇異信號
2.2離散時間基本信號
2.2.1離散時間信號的描述
2.2.2基本離散信號
2.3信號的時域運算
2.3.1信號的加減與乘法運算
2.3.2信號的微/積分與差分/累加運算
2.3.3信號波形的翻轉、展縮與平移
2.4信號的分解
2.4.1信號分解為偶信號與奇信號之和
2.4.2信號分解為基本信號的有限項之和
2.4.3信號的因子分解
2.4.4確定信號的時域分解
2.4.5信號分解成正交信號分量之和
2.5信號的捲積運算
2.5.1連續信號的捲積積分
2.5.2離散信號的捲積和
2.6案例: 雷達信號的時域分析
2.6.1靜止目標的回波——信號時移
2.6.2運動目標的回波——信號時移和展縮
2.6.3運動目標的回波——信號展縮引起的多普勒頻移
習題
基礎題
提高/拓展題
第3章線性時不變系統時域分析
3.1連續時間線性時不變系統的時域分析
3.1.1連續時間線性時不變系統的數學模型
3.1.2零輸入響應
3.1.3單位沖激響應
3.1.4零狀態響應
3.1.5連續時間線性時不變系統響應模式分析
3.2離散時間線性時不變系統的時域分析
3.2.1線性時不變系統的數學模型
3.2.2零輸入響應
3.2.3單位樣值響應
3.2.4零狀態響應
3.2.5離散時間線性時不變系統響應模式分析
3.3案例: 通感一體系統中的線性時不變性
習題
基礎題
提高/拓展題
第4章連續時間信號與系統頻域分析
4.1引言
4.2信號的正交分解和傅里葉展開
4.2.1矢量的正交與正交分解
4.2.2信號的正交和正交分解
4.2.3傅里葉級數展開
4.3周期信號的頻譜分析
4.3.1波形對稱性與諧波特性的關系
4.3.2頻譜結構與波形參數的關系
4.3.3功率譜和有效頻帶
4.3.4線性時不變系統對周期信號的響應
4.4非周期信號傅里葉變換
4.4.1傅里葉變換的導出
4.4.2傅里葉變換的物理意義
4.5連續時間傅里葉變換的性質
4.5.1傅里葉變換的唯一性
4.5.2線性特性
4.5.3奇偶特性
4.5.4共軛特性
4.5.5對稱特性
4.5.6時頻展縮特性
4.5.7時移特性
4.5.8頻移特性
4.5.9時域微分特性
4.5.10頻域微分特性
4.5.11時域捲積定理
4.5.12頻域捲積定理
4.5.13時域積分定理
4.5.14信號能量與頻譜的關系
4.6周期信號傅里葉變換
4.7傅里葉反變換
4.7.1利用傅里葉變換對稱特性
4.7.2部分分式展開
4.7.3利用傅里葉變換性質和常見信號的傅里葉變換對
4.8系統的頻域分析
4.8.1線性時不變系統零狀態響應的頻域表示
4.8.2微分方程系統的頻域表示
4.8.3電路系統的頻域分析
4.9無失真傳輸與濾波
4.9.1信號的無失真傳輸
4.9.2信號的濾波
4.10時域抽樣
4.10.1沖激串抽樣
4.10.2脈沖串抽樣
4.10.3時域抽樣定理
4.10.4頻域抽樣定理
4.11案例: 正交頻分復用信號的通感一體應用
4.11.1基於OFDM信號的通信傳輸
4.11.2基於OFDM信號的雷達測距
習題
基礎題
提高/拓展題
第5章離散時間信號與系統頻域分析
5.1離散時間信號的傅里葉變換
5.1.1抽樣信號的頻譜
5.1.2離散時間傅里葉變換
5.1.3離散時間傅里葉變換性質
5.1.4周期序列的離散時間傅里葉變換
5.2離散時間信號的傅里葉級數
5.2.1周期序列的分解與合成
5.2.2離散傅里葉級數展開
5.2.3離散傅里葉級數的主要性質
5.3幾種傅里葉變換的關系
5.3.1連續時間傅里葉變換
5.3.2連續時間傅里葉級數
5.3.3離散時間傅里葉變換
5.3.4離散時間傅里葉級數
5.4離散時間系統頻域分析
5.4.1系統響應的頻域表示
5.4.2系統的頻率響應和單位樣值響應的計算
5.4.3濾波特性
5.5案例: DTFT在多天線通信系統和陣列雷達系統中的應用
5.5.1多天線通信系統的波束形成
5.5.2陣列雷達系統的目標波達方向估計
習題
基礎題
提高/拓展題
第6章連續時間信號與系統復頻域分析
6.1拉普拉斯變換
6.1.1拉普拉斯變換的定義
6.1.2拉普拉斯變換的收斂域
6.1.3單邊拉普拉斯變換
6.1.4拉普拉斯變換和傅里葉變換的關系
6.2拉普拉斯變換的性質
6.2.1線性特性
6.2.2時移(延時)特性
6.2.3復頻移特性
6.2.4尺度變換特性
6.2.5時域微分定理
6.2.6時域積分定理
6.2.7s域微分定理
6.2.8s域積分定理
6.2.9初值定理
6.2.10終值定理
6.2.11捲積定理
6.3拉普拉斯反變換
6.3.1利用拉普拉斯變換性質求反變換
6.3.2部分分式展開法求解反變換
6.4雙邊拉普拉斯變換
6.4.1收斂域
6.4.2雙邊拉普拉斯變換的求法及基本性質
6.4.3雙邊拉普拉斯反變換
6.5系統的復頻域分析
6.5.1微分方程的復頻域求解
6.5.2電路系統的復頻域求解
6.6連續時間系統的系統函數及系統特性
6.6.1系統函數
6.6.2系統的極零點分析
6.6.3全通系統和最小相位系統
6.6.4系統因果性和穩定性分析
6.7信號流圖和梅森公式
6.7.1信號流圖
6.7.2流圖代數
6.7.3梅森公式
6.8系統模擬
6.9連續系統的狀態變量分析
6.9.1連續系統狀態方程和輸出方程
6.9.2由系統的輸入輸出模型建立狀態空間模型
6.9.3連續系統狀態方程的s域求解
6.10案例: 運用復頻域方法分析鎖相環的動態性能
6.10.1鎖相環的組成和工作原理
6.10.2鎖定狀態下的線性模型
6.10.3環路濾波器對鎖相環特性的影響
習題
基礎題
提高/拓展題
第7章離散時間信號與系統復頻域分析
7.1引言
7.2z變換
7.2.1從離散時間傅里葉變換到z變換
7.2.2從拉普拉斯變換到z變換
7.2.3z變換的收斂域
7.2.4單邊z變換
7.3z變換的性質
7.3.1線性
7.3.2時移特性
7.3.3頻移性質
7.3.4z域微分(序列線性加權)
7.3.5時域捲積定理
7.3.6初值定理和終值定理
7.4z反變換
7.4.1圍線積分與極點留數法
7.4.2冪級數展開法
7.4.3部分分式展開法
7.5利用z變換分析線性時不變離散時間系統
7.5.1利用單邊z變換求解線性時不變離散系統的響應
7.5.2系統函數及系統特性分析
7.5.3由極零點確定系統頻率響應的幾何圖解法
7.5.4系統的圖形表示方法
7.5.5系統模擬
7.6離散系統的狀態變量分析
7.6.1離散系統狀態方程建立
7.6.2離散系統狀態方程的z域求解
7.7案例: 地雜波對消器
7.7.1全相參脈沖雷達的離散時間信號模型
7.7.2數字雜波對消器
習題
基礎題
提高/拓展題
附錄A常用數學公式、三大變換性質和變換對
附錄B在線實訓項目使用指南
參考文獻