信号与系统(2版)/于慧敏

1信号与系统的基本概念110引言111信号与系统的基本概念2111信号的描述与信号的分类2112系统的表示与分类612基本的连续时间信号7121连续时间复指数信号与正弦信号7122奇异信号9123其他连续时间信号1413基本的离散时间信号15131单位脉冲序列和单位阶跃序列及其相关序列15132离散时间复指数信号与正弦信号1814信号的组合运算与自变量变换21141信号的组合运算21142信号的自变量变换2315系统的描述26151系统的模型26152系统的互联2716系统的基本性质28161线性系统和非线性系统28162时变系统和时不变系统28163增量线性系统29164记忆系统与无记忆系统29165因果性与因果系统29166可逆性与可逆系统30167系统的稳定性30习题1302LTI系统的时域分析3520引言3521连续时间LTI系统的时域分析35211信号的脉冲分解：用δ(t)表示连续时间信号35212连续时间LTI系统的卷积积分与单位冲激响应37213卷积积分的图示法38214卷积积分的性质4022离散时间LTI系统的时域分析45221离散时间信号的脉冲分解：用δ［n］表示离散时间信号45222离散时间LTI系统的卷积和与单位脉冲响应47223卷积和的性质4923单位冲激/脉冲响应与LTI系统性质50231LTI系统的可逆性与可逆系统50232LTI系统的稳定性52233LTI系统的因果性53234LTI系统的单位阶跃响应53235LTI系统的特征函数5424LTI系统的微分、差分方程描述56241连续时间LTI系统微分方程描述及其经典解法56242离散时间LTI系统的数学模型及其差分方程的经典求解6125LTI系统的响应分解：零状态响应和零输入响应6326LTI系统的框图表示6827LTI系统的Matlab求解与仿真70271连续时间LTI系统的求解70272离散时间LTI系统的求解73273卷积计算74274LTI系统的仿真75习题2773连续时间信号与系统的频域分析8330引言8331连续时间周期信号的谐波复指数信号表示：连续时间傅里叶级数84311连续时间傅里叶级数84312典型周期信号的傅里叶级数展开86313连续时间傅里叶级数的收敛与周期信号傅里叶级数的近似表示9132非周期信号的复指数信号的表示：连续时间傅里叶变换94321非周期信号的傅里叶变换的导出94322连续时间傅里叶变换的收敛性96323典型连续时间信号的傅里叶变换对9733连续时间周期信号的傅里叶变换10134连续时间傅里叶变换的性质103341线性性质103342时移性质103343频移性质104344共轭性及共轭对称性105345微分与积分106346时间与频率的尺度变换109347对偶性110348帕斯瓦尔（Paseval）定理112349时域卷积性质1123410调制性质（频域卷积）11335连续时间LTI系统的频域分析116351连续时间LTI系统的频率响应116352连续时间LTI系统的零状态响应的频域求解118353用线性常系数微分方程表征的LTI系统119354周期信号激励下的系统响应121355电路系统的频域求解122356信号的不失真传输124357信号的滤波与理想滤波器126358利用Matlab实现频域的数值求解129习题31314离散时间信号与系统的频域分析13740引言13741离散时间周期信号的谐波表示：离散时间傅里叶级数（DFS）13742离散时间非周期信号的复指数表示：离散时间傅里叶变换（DTFT）141421离散时间傅里叶变换的导出141422离散时间傅里叶变换的收敛性144423典型离散时间非周期信号的傅里叶变换对14543离散时间周期信号的傅里叶变换14844离散时间傅里叶变换的性质150441离散时间傅里叶变换的周期性150442线性性质150443时域平移与频域平移性质150444共轭与共轭对称性150445时域差分与累加151446时域扩展152447频域微分154448时域卷积和性质154449调制性质1554410帕斯瓦尔定理15545对偶性158451离散傅里叶级数的对偶性159452离散时间傅里叶变换与连续时间傅里叶级数之间的对偶性16046离散时间LTI系统的频域分析161461离散时间LTI系统的频率响应161462离散时间LTI系统的零状态响应的频域求解163463用线性常系数差分方程表征的LTI系统164464离散时间信号的滤波与理想滤波器16647基于Matlab的离散时间信号与LTI系统分析167471离散时间周期信号傅里叶级数的计算167472绝对可和序列的频谱计算与显示168473根据差分方程计算系统的频率响应168习题41695采样与调制17850引言17851连续时间信号的时域采样定理178511冲激串采样：采样定理179512用样值序列重建或表示连续时间信号181513零阶保持采样18552信号的欠采样18553离散时间信号的时域采样定理187531脉冲串采样188532离散时间信号的抽取与内插18954连续时间系统的离散时间实现19255正弦载波幅度调制197551双边带正弦载波幅度调制（DSB）与同步解调198552频分复用19956脉冲幅度调制（PAM）200561自然采样与时分复用（TDM）200562平顶采样形式的脉冲幅度调制20257希尔伯特变换与信号的正交表示20258离散时间信号正弦幅度调制205习题52076信号与系统的复频域分析21360引言21361拉普拉斯变换213611从傅里叶变换到拉普拉斯变换213612拉氏变换的收敛域214613拉氏变换的几何表示：零极点图215614x(t)的时域特性与其拉氏变换X(s)收敛域的关系21662常用信号的拉氏变换对21963双边拉氏变换的性质22164周期信号与抽样信号的拉氏变换22565拉氏反变换22666单边拉氏变换及性质23067连续时间LTI系统的复频域分析232671系统函数232672S域的元件模型235673全响应的求解238674系统函数代数属性和方框图表示23968用Matlab实现连续时间信号与系统的复频域分析242习题62467Z变换24970引言24971双边Z变换24972Z变换的收敛域25173Z变换的几何表示：零极点图25474Z变换的性质25575常用信号的Z变换对25976Z反变换260761幂级数展开法（长除法）260762部分分式展开法262763围线积分法（留数法）26377单边Z变换26478单边Z变换的性质26579LTI系统的Z域分析267791系统函数与系统性质267792线性常系数差分方程的Z域求解269793系统函数的方框图表示272710利用Matlab进行Z域分析举例274习题72788系统理论28280引言28281系统函数与时域特性282811连续时间LTI系统282812离散时间LTI系统28582系统函数与稳定系统的频域特性288821连续时间LTI系统288822离散时间LTI系统290823二阶系统29283理想滤波器的逼近与频率变换298831巴特沃思滤波器299832频率变换30184因果系统的稳定性准则304841因果连续时间系统的稳定性准则304842因果离散时间系统的稳定性准则30585线性反馈系统的根轨迹分析法306851线性反馈系统306852闭环极点方程307853根轨迹的端点：K=0和K= ∞时的闭环极点308854角判据：根轨迹的相角条件308855根轨迹的性质31086奈奎斯特稳定性判据315861围线映射的基本性质315862连续时间LTI反馈系统的奈奎斯特判据316863离散时间LTI反馈系统的奈奎斯特判据31987基于Matlab的系统频率响应与稳定性分析方法320871波特图320872奈奎斯特图321873根轨迹322习题83239状态变量分析32890引言32891系统的状态与状态变量32992系统的信号流图表示32993连续时间系统状态方程的建立333931由电路图直接建立状态方程334932由微分方程来建立状态方程337933由系统函数来建立状态方程33894连续时间系统状态方程的求解342941用拉氏变换求解状态变量与输出响应342942状态方程的时域解法34495离散时间系统状态方程的建立348951由差分方程来建立状态方程348952由系统函数来建立状态方程34996离散时间系统状态方程的求解35097由状态方程判断系统的稳定性35398状态矢量的线性变换35499系统的可控制性和可观察性357910利用Matlab进行状态空间分析举例360习题9366部分习题答案370参考文献385