信号与线性系统分析

目录



前言
第1 章 绪论 1

1.1 信号的描述与分类 1
1.1.1 信号的基本概念 1
1.1.2 信号的分类 2
1.2 信号的基本运算 5
1.2.1 信号的加（减）、乘 5
1.2.2 信号的反转 6
1.2.3 信号的平移 6
1.2.4 信号的尺度变换 6
1.3 典型连续时间信号 8
1.3.1 单位冲激信号 8
1.3.2 单位阶跃信号 10
1.3.3 单边指数信号 10
1.4 连续时间系统的描述与分类 11
1.4.1 系统的数学模型 11
1.4.2 系统的分类 12
1.4.3 系统的框图描述 14
1.5 线性时不变系统的分析方法概述 14
1.5.1 线性时不变系统的基本特性 15
1.5.2 系统分析方法 17
1.6 信号的 MATLAB 仿真 18
1.6.1 连续时间信号的 MAT LAB 表示 18
1.6.2 信号基本运算的MAT LAB 实现 20
1.6.3 MATLAB仿真作业 22
习题 22
第 2 章 连续时间信号与系统的时域分析 25
2.1 单位冲激信号的性质 25


2.1.1 筛选特性 25
2.1.2 抽样特性 25
2.1.3 尺度变换特性 26
2.1.4 卷积特性 26
2.1.5 冲激信号与阶跃信号的关系 27
2.2 卷积积分 28
2.2.1 时域信号的分解 29
2.2.2 卷积的定义 29
2.2.3 卷积的图解法 31
2.3 卷积积分的性质 32
2.3.1 卷积的代数性质 32
2.3.2 卷积的微积分性质 33
2.3.3 卷积的时移性质 33
2.3.4 含冲激信号的卷积性质 33
2.4 系统的响应 34
2.4.1 零输入响应与零状态响应 34
2.4.2 单位冲激响应与单位阶跃响应 37
2.5 MATLAB 仿真 40
2.5.1 仿真实例 40
2.5.2 MATLAB 仿真作业 43
习题 43
第 3 章 连续时间信号与系统的频域分析 46
3.1 周期信号的傅里叶分析 47
3.1.1 三角函数形式的傅里叶级数 47
3.1.2 指数形式的傅里叶级数 49
3.1.3 典型周期信号的傅里叶级数 54
3.2 非周期信号的傅里叶分析 61
3.2.1 傅里叶变换的定义 61
3.2.2 傅里叶变换的物理意义 64
3.2.3 典型非周期信号的傅里叶变换 65
3.3 傅里叶变换的基本性质 73
3.3.1 线性 73
3.3.2 对称性 74
3.3.3 尺度变换特性 74
3.3.4 时移特性 76
3.3.5 频移特性 77
3.3.6 微积分特性 79


3.3.7 卷积特性 83
3.4 傅里叶变换在通信系统中的应用分析 85
3.4.1 信号抽样与恢复 85
3.4.2 调制与解调 98
3.4.3 多路复用 100
3.4.4 应用实例分析 无人机无线数据链测试 104
3.5 傅里叶分析的 MATLAB仿真 108
3.5.1 典型信号的傅里叶变换 108
3.5.2 信号抽样与恢复 111
3.5.3 TDMA 115
3.5.4 仿真作业 118
习题 119
第 4 章 连续时间信号与系统的复频域分析 125
4.1 拉普拉斯变换的定义 125
4.2 典型信号的拉普拉斯变换 127
4.3 拉普拉斯变换的基本性质 128
4.3.1 线性 129
4.3.2 时移特性 129
4.3.3 尺度变换特性 130
4.3.4 s 域平移特性 130
4.3.5 时域卷积定理 131
4.3.6 时域微积分特性 131
4.3.7 复频域微积分特性 132
4.3.8 初、终值定理 132
4.4 拉普拉斯逆变换 133
4.5 连续时间系统的复频域分析 137
4.5.1 系统函数 137
4.5.2 系统的响应 138
4.5.3 电路的复频域分析 140
4.6 系统函数零极点分布图及稳定性 143
4.6.1 系统函数零极点分布图 143
4.6.2 系统的稳定性 144
4.7 MATLAB在拉普拉斯变换中的应用 145
4.7.1 拉普拉斯变换的符号表示 145
4.7.2 拉普拉斯逆变换的符号表示 146
4.7.3 拉普拉斯变换的部分分式展开法 147
4.7.4 连续 LTI 系统的表示 148


4.7.5 山零极点分布分析系统的频率响应特性 150
习题 153
第 5 章 离散时间信号与系统的时域分析 158
5.1 离散信号的由来及表示 158
5.1.1 离散信号的由来 158
5.1.2 离散信号的表示 159
5.2 序列的基本运算 159
5.2.1 序列的加（减）、乘 159
5.2.2 序列的平移 160
5.2.3 序列的翻转 160
5.2.4 序列的差分 160
5.2.5 序列的累加求和 161
5.3 典型的离散时间信号 162
5.3.1 单位脉冲序列 162
5.3.2 单位阶跃序列 162
5.3.3 矩形序列 163
5.3.4 正弦序列 163
5.3.5 实指数序列 164
5.4 卷积和 165
5.4.1 用单位取样序列表示任意序列 165
5.4.2 单位取样响应 165
5.4.3 卷积和 167
5.5 离散时间系统的数学模型 169
5.5.1 常系数线性差分方程 170
5.5.2 离散时间系统的框图描述 172
5.6 卷积和与解卷积在数字图像处理中的应用 173
5.6.1 图像的平滑 173
5.6.2 图像锐化 177
5.6.3 图像的边缘检测 180
5.6.4 图像复原 183
5.7 MATLAB 仿真 185
习题 189
第 6 章 离散时间信号与 系统的 z 域分 析 192
6.1 Z 变换 192
6.1.1 Z 变换的定义 192
6.1.2 Z 变换的收敛域 194
6.2 Z 变换的性质 196


6.3 逆 Z 变换 199
6.3.1 幕级数展开法 199
6.3.2 部分分式展开法 200
6.4 离散时间系统的z 域分析 203
6.5 系统函数与系统稳定性 205
6.6 Z 变换在数字滤波器设计中的应用 209
6.6.1 数字滤波器的基本概念 209
6.6.2 数字滤波器的设计 211
6.6.3 数字滤波器的MATLAB 仿真 214
6.7 MATLAB 仿真 216
习题 219
专业术语（中英文对照） 223