第 1章 信號與系統(tǒng)的基本概念 1.1　信號的描述與分類　1 1.1.1　信號的定義與描述　1 1.1.2　信號的分類　2 1.2　系統(tǒng)的描述與分類　5 1.2.1　系統(tǒng)的概念　5 1.2.2　系統(tǒng)的數(shù)學模型　6 1.2.3　系統(tǒng)的分類　7 1.3　信號與系統(tǒng)分析概述　11 1.3.1　信號與系統(tǒng)分析的基本內容與方法　11 1.3.2　信號與系統(tǒng)理論的應用　12
思考題　14
練習題　14 第　2章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的時域分析 2.1　典型的連續(xù)時間信號　17 2.1.1　復指數(shù)信號　17 2.1.2　單位階躍信號　18 2.1.3　單位沖激信號　19 2.1.4　沖激偶信號　23 2.1.5　斜坡信號　23 2.2　連續(xù)時間信號的基本運算　24 2.2.1　替換自變量的運算　24 2.2.2　信號的導數(shù)與積分　26 2.2.3　信號的相加與相乘　26 2.3　信號的時域分解　27 2.3.1　交、直流分解　27 2.3.2　奇、偶分解　28 2.3.3　實部、虛部分解　28 2.3.4　脈沖分解　28 2.4　連續(xù)時間系統(tǒng)的零輸入響應　30 2.5　連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應　30 2.5.1　沖激響應的定義　30 2.5.2　沖激響應的物理解釋　31 2.5.3　沖激響應的求取　31 2.6　連續(xù)時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應　36 2.6.1　卷積分析法的引出　36 2.6.2　確定卷積積分限的公式　37 2.6.3　卷積的圖解　38 2.6.4　卷積積分的性質　40 2.7　連續(xù)時間系統(tǒng)的全響應　45 *2.8　時域卷積的應用案例　46 2.8.1　測距雷達　46 2.8.2　卷積與卷積神經網絡　48
思考題　51
練習題　52 第3章　離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析 3.1　典型的離散時間信號　57 3.1.1　復指數(shù)序列　58 3.1.2　單位脈沖序列　60 3.1.3　單位階躍序列　61 3.2　離散時間信號的基本運算　62 3.2.1　替換自變量的運算　62 3.2.2　相加與相乘　63 3.2.3　差分與累加　64 3.2.4　離散信號的時域分解　65 3.3　離散時間系統(tǒng)的零輸入響應　66 3.4　離散時間系統(tǒng)的單位脈沖響應　66 3.5　離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應　69 3.5.1　離散卷積的引出　69 3.5.2　離散卷積的性質　70 3.5.3　確定離散卷積求和限的公式　70 3.5.4　離散卷積的圖解　71 3.5.5　離散卷積的列表計算　72 3.6　離散時間系統(tǒng)的全響應　73 *3.7　離散時間系統(tǒng)建模應用案例——建立銀行還款額的差分方程　74
思考題　75
練習題　76 第4章　連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析 4.1　傅里葉級數(shù)的形成歷史回顧　80 4.2　周期信號分解為傅里葉級數(shù)　81 4.2.1　三角形式傅里葉級數(shù)　82 4.2.2　指數(shù)形式傅里葉級數(shù)　84 4.3　周期信號的頻譜　87 4.3.1　周期信號的頻譜類型　87 4.3.2　周期信號的頻譜特點　89 4.3.3　周期信號的頻帶寬度　90 4.3.4　周期信號的功率譜　91 4.4　非周期信號的頻譜密度函數(shù)——傅里葉變換　93 4.4.1　非周期信號的頻譜密度函數(shù)　93 4.4.2　傅里葉變換　94 4.4.3　常用信號的傅里葉變換　94 4.5　傅里葉變換的性質及其應用　99 4.5.1　傅里葉變換的性質和基本應用　99 4.5.2　調制技術簡介　107 4.5.3　頻譜資源的有限性與認知無線電　108 4.6　希爾伯特變換及小波變換簡介　109 4.6.1　希爾伯特變換　109 4.6.2　小波變換簡介　110 4.7　取樣信號的頻譜　111 4.7.1　時域取樣　112 4.7.2　時域取樣定理　114 4.7.3　壓縮感知簡介　115 4.8　連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析　115 4.8.1　虛指數(shù)信號的響應　115 4.8.2　正弦信號的響應　116 4.8.3　直流信號的響應　116 4.8.4　非正弦周期信號　116 4.8.5　非周期信號的響應　117 4.8.6　頻域系統(tǒng)函數(shù)　117 4.9　信號的無失真?zhèn)鬏敽蜑V波器　118 4.9.1　信號的無失真?zhèn)鬏敗?19 4.9.2　理想濾波器　120 4.9.3　實際濾波器　121 *4.10　頻域分析應用案例　122 4.10.1　數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)定量 分析　121 4.10.2　從濾波器角度看5G通信系統(tǒng)中的OFDM技術和FBMC技術　124
思考題　128
練習題　128 第5章　連續(xù)時間系統(tǒng)的復頻域分析 5.1　拉普拉斯變換　133 5.1.1　拉普拉斯變換的定義　133 5.1.2　拉氏變換的收斂域　134 5.1.3　常用信號的拉氏變換　135 5.2　拉氏變換的性質　136 5.3　拉氏反變換　142 5.4　連續(xù)時間系統(tǒng)的復頻域分析方法　145 5.4.1　系統(tǒng)微分方程的求解　145 5.4.2　分析電路　146 5.5　系統(tǒng)函數(shù)　150 5.5.1　系統(tǒng)函數(shù)的定義　150 5.5.2　系統(tǒng)函數(shù)的零點、極點圖　151 5.5.3　系統(tǒng)函數(shù)的零點、極點分布與系統(tǒng)沖激響應的關系　152 5.5.4　系統(tǒng)的穩(wěn)定性　154 5.5.5　系統(tǒng)的連接　155 5.6　連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬　156 5.6.1　基本運算器　157 5.6.2　連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬圖　158 *5.7　拉普拉斯變換的應用案例　162 5.7.1　雙邊拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系　162 5.7.2　拉普拉斯變換在高等數(shù)學中的應用　163 5.7.3　拉普拉斯變換在自動控制領域中的應用　164
思考題　165
練習題　166 第6章　離散時間信號與系統(tǒng)的變換域分析 6.1　Z變換　169 6.1.1　從拉氏變換到Z變換　169 6.1.2　Z變換的定義　170 6.1.3　Z變換的收斂域　171 6.1.4　常見信號的Z變換　173 6.2　Z變換的性質　174 6.3　Z反變換　181 6.3.1　冪級數(shù)展開法　182 6.3.2　部分分式展開法　182 6.4　離散時間系統(tǒng)的Z變換分析　184 6.5　離散時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性　189 6.6　離散時間系統(tǒng)的模擬　190 6.6.1　基本運算器　190 6.6.2　離散時間系統(tǒng)的模擬圖　191 6.7　離散時間傅里葉變換與離散時間系統(tǒng)的頻率響應特性　192 6.7.1　離散時間傅里葉變換　192 6.7.2　離散時間系統(tǒng)的頻率響應特性　194 *6.8　離散時間系統(tǒng)設計分析應用案例——回聲及回聲消除　196
思考題　198
練習題　198 第7章　連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法 7.1　狀態(tài)變量分析法概述　202 7.2　構建連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)方程　203 7.2.1　通過電路圖構建狀態(tài)方程　204 7.2.2　通過系統(tǒng)模擬圖構建狀態(tài)方程　206 7.2.3　通過輸入 輸出方程構建狀態(tài)方程　208 7.3　連續(xù)時間系統(tǒng)的狀態(tài)方程的復頻域求解　209
思考題　215
練習題　215 附錄1　常用信號的傅里葉變換　217 附錄2　傅里葉變換的基本性質　218 附錄3　常用信號的傅里葉變換　219 附錄4　拉氏變換的基本性質　220 附錄5　常用序列的Z變換　221 附錄6　Z變換的性質　222 附錄7　信號與系統(tǒng)常用數(shù)學公式　223 附錄8　部分練習題參考答案　224