信号与系统基础/张卫钢 张卫钢 著 大中专 文轩网

第1章 信号 1 1.1 信号的概念 1 1.2 信号的分类 2 1.2.1 连续信号与离散信号 2 1.2.2 周期信号与非周期信号 5 1.2.3 确定信号与随机信号 6 1.2.4 因果信号与反因果信号 6 1.3 基本连续时间信号 7 1.3.1 直流信号 7 1.3.2 正弦型信号 7 1.3.3 指数信号 8 1.3.4 复指数信号 8 1.3.5 符号信号 9 1.3.6 单位阶跃信号 9 1.3.7 单位斜坡信号 10 1.3.8 单位冲激信号 10 1.3.9 单位门信号 13 1.4 连续时间信号的运算 13 1.4.1 算术运算 13 1.4.2 奇、偶信号的运算 14 1.4.3 时移运算 14 1.4.4 翻转运算 15 1.4.5 尺度变换 15 1.4.6 微分和积分 16 1.4.7 分解与合成 16 1.4.8 卷积积分 17 1.4.9 信号作图 21 学习提示 22 问与答 22 习题1 23第2章 系统 25 2.1 系统的概念 25 2.2 系统的激励、 响应与状态 26 2.3 系统的分类 28 2.3.1 简单系统与复杂系统 28 2.3.2 连续系统与离散系统 28 2.3.3 线性系统与非线性系统 28 2.3.4 时变系统与时不变系统 31 2.3.5 因果系统与非因果系统 32 2.3.6 动态系统与静态系统 33 2.3.7 开环系统与闭环系统 34 2.3.8 稳定系统与非稳定系统 34 2.3.9 可逆系统与不可逆系统 34 2.4 LTI系统的模型 35 2.4.1 LTI系统的数学模型 35 2.4.2 LTI系统的数学建模 35 2.4.3 LTI系统的框图模型 37 2.5 LTI系统的分析方法 38 学习提示 39 问与答 39 习题2 40第3章 连续系统时域分析 42 3.1 微分方程分析法 43 3.1.1 经典分析法 43 3.1.2 响应分解分析法 46 3.2 冲激响应和阶跃响应 52 3.2.1 冲激响应 52 3.2.2 阶跃响应 52 3.3 算子分析法 53 3.3.1 微分算子与传输算子 53 3.3.2 利用传输算子求得冲激响应 56 3.4 卷积分析法 56 3.5 系统动态性、可逆性及因果性的判断 59 3.5.1 动态性判断 59 3.5.2 可逆性判断 59 3.5.3 因果性判断 60 学习提示 60 问与答 60 习题3 61第4章 周期信号作用下的连续系统实频域分析 64 4.1 傅里叶级数 64 4.1.1 傅里叶级数的三角形式 65 4.1.2 函数对称性与傅里叶系数的关系 66 4.1.3 傅里叶级数的指数形式 69 4.1.4 傅里叶级数的特性 70 4.2 信号频谱 72 4.2.1 正弦型信号的频域表示 72 4.2.2 频谱的概念 74 4.2.3 频谱的特点 77 4.3 傅里叶级数分析法 81 4.3.1 系统函数 81 4.3.2 分析方法 82 学习提示 84 问与答 84 习题4 85第5章 非周期信号作用下的连续系统实频域分析 88 5.1 傅里叶变换的概念 88 5.2 典型非周期信号的傅里叶变换 89 5.2.1 门信号 89 5.2.2 单边指数信号 90 5.2.3 双边指数信号 91 5.2.4 单位直流信号 91 5.2.5 单位冲激信号 91 5.2.6 符号信号 92 5.2.7 单位阶跃信号 93 5.3 傅里叶变换的特性 93 5.3.1 线性特性 93 5.3.2 时移特性 94 5.3.3 频移特性 95 5.3.4 尺度变换 95 5.3.5 对称特性 96 5.3.6 卷积特性 98 5.3.7 时域微分 100 5.3.8 时域积分 101 5.3.9 调制特性 101 5.3.10 能量守恒 102 5.4 周期信号的傅里叶变换 103 5.5 傅里叶逆变换的求法 104 5.6 非周期信号作用下的系统分析法 105 5.6.1 系统模型分析法 105 5.6.2 系统函数分析法 106 5.6.3 信号分解分析法 107 5.7 周期信号作用下的系统分析法 110 5.8 傅里叶变换分析法的优势与不足 111 学习提示 112 问与答 112 习题5 112第6章 连续系统的复频域分析 115 6.1 拉普拉斯变换的概念 115 6.2 常用信号的拉普拉斯变换 117 6.2.1 单位阶跃信号ε(t) 117 6.2.2 单位冲激信号δ(t) 118 6.3 周期信号的拉普拉斯变换 118 6.4 拉普拉斯变换的特性 119 6.4.1 线性特性 119 6.4.2 时移特性 119 6.4.3 复频移特性 120 6.4.4 尺度变换 121 6.4.5 时域微分 121 6.4.6 时域积分 121 6.4.7 卷积定理 122 6.4.8 初值定理 123 6.4.9 终值定理 123 6.4.10 频域微分 123 6.4.11 频域积分 123 6.5 拉普拉斯逆变换的求法 125 6.6 复频域系统函数分析法 127 6.6.1 系统函数 127 6.6.2 系统函数分析法 129 6.7 复频域系统模型分析法 130 6.7.1 系统数学模型分析法 130 6.7.2 系统电路模型分析法 132 6.8 复频域信号分解分析法 136 6.9 时域法、频域法和复频域法的关系 137 学习提示 138 问与答 138 习题6 139第7章 连续系统的模拟与稳定性分析 141 7.1 系统的模拟 141 7.1.1 基本运算器 141 7.1.2 系统框图模拟 141 7.1.3 系统流图模拟 143 7.2 系统的稳定性分析 152 7.2.1 系统的稳定性 152 7.2.2 系统函数H(s)的零、极点分析 153 7.2.3 稳定性与收敛域和极点的关系 159 7.2.4 基于R-H准则的稳定性判定法 160 学习提示 162 问与答 162 习题7 162第8章 离散信号与离散系统时域分析 165 8.1 基本离散信号 165 8.1.1 周期序列 165 8.1.2 正弦型序列 165 8.1.3 复指数序列 167 8.1.4 指数序列 167 8.1.5 单位阶跃序列 167 8.1.6 单位脉冲序列 167 8.1.7 z序列 168 8.2 离散信号的基本运算 168 8.2.1 四则运算 168 8.2.2 时移 170 8.2.3 翻转 170 8.2.4 累加和 171 8.2.5 差分 171 8.2.6 尺度变换 172 8.2.7 卷积和 172 8.2.8 序列的能量 176 8.2.9 序列的单位序列表示 177 8.3 离散系统 177 8.3.1 离散系统的概念 177 8.3.2 离散系统的特性 177 8.4 离散系统时域描述法 178 8.4.1 差分方程描述法 178 8.4.2 算子描述法 179 8.4.3 脉冲响应描述法 181 8.5 离散系统时域分析法 181 8.5.1 时域经典分析法 181 8.5.2 单位脉冲响应 184 8.5.3 单位阶跃响应 186 8.5.4 响应分解分析法 186 8.6 系统记忆性、可逆性与因果性的判断 189 学习提示 190 问与答 190 习题8 190第9章 离散信号与离散系统z域分析 194 9.1 Z变换的概念 194 9.2 常用序列的Z变换 195 9.3 Z变换的特性 197 9.4 Z逆变换的求法 199 9.4.1 幂级数展开法 200 9.4.2 部分分式展开法 200 9.5 z域和s域之间的关系 202 9.6 离散系统的z域分析法 204 9.6.1 差分方程分析法 204 9.6.2 系统函数分析法 206 9.6.3 序列分解分析法 209 9.7 离散系统的模拟 210 9.8 离散系统的稳定性分析 211 9.9 离散系统的频域分析法 213 9.10 离散系统与连续系统概念对比 214 学习提示 214 问与答 215 习题9 215第10章 系统的状态空间分析 218 10.1 系统的状态空间描述 218 10.1.1 输入-输出描述 218 10.1.2 状态空间描述 218 10.2 系统的状态方程 220 10.3 状态模型建立方法 222 10.3.1 电路图建立法 222 10.3.2 模拟图建立法 223 10.3.3 数学模型建立法 225 10.4 状态模型求解方法 229 10.5 稳定性判别 234 学习提示 234 问与答 234 习题10 235第11章 信号与系统分析理论及方法的应用 238 11.1 无失真传输系统 238 11.2 均衡系统 240 11.3 滤波系统 241 11.3.1 理想滤波器 242 11.3.2 实际滤波器 244 11.4 调制/解调系统 244 11.4.1 DSB调制系统 245 11.4.2 DSB解调系统 246 11.4.3 AM调制系统 247 11.4.4 AM解调系统 248 学习提示 253 问与答 253 习题11 254附录 部分习题参考答案 255