信号与线性系统分析

信号与线性系统分析
作　者： 朱钟霖
出版社： 中国铁道出版社
丛编项： 高等学校教材
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标　签： 化学工业
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暂缺《信号与线性系统分析》作者简介

内容简介

内容简介本书是1982年出版的《信号与线性系统分析》试用教材的修订版。全书内容包括：导论，连续时间信号与系统的时域分析、变换域（频域和复频域）分析，系统函数与系统特性，离散时间信号与系统的时域分析、变换域（频域和z域）分析，状态空间分析等十章。本书保留了试用教材的体系和特色，融合了近十年的教学实践经验，各章内容都有所更新。为便于学生学习，各章附有思考题及习题，书后附有习题答案。本书可作为高等院校通信、控制、信息和计算机等专业的本科生教材，也可供从事电路设计、通信工程、控制工程、信息工程以及计算机等专业的广大科技工作者自学参考。片断：四、能量信号与功率信号按照时间函数的可积性划分，信号可分为能量信号与功率信号。我们知道，信号可看作是随时间变化的电压或电流。这样，如果将信号f（t）通过一个1欧的电阻，则信号在时间间隔－T≤t≤T内所消耗的能量称为归一化能量，应为同样，信号在上述时间间隔内的平均功率称为归一化功率，应为对于给定的信号，若其归一化能量为有限值，而其归一化功率为零，即0＜W＜∞，P＝0，则称此信号为能量信号；若信号的归一化功率为有限值，而其归一化能量趋于无穷，即0＜P＜∞，W→∞，则称此信号为功率信号。例如，图1－2（b）所示的信号就是能量信号；直流信号和周期信号都是功率信号。有的信号既不是能量信号，也不是功率信号，但不可能既是能量信号，又是功率信号。以上定义也适用于离散时间信号，这时信号的归一化能量与归一化功率分别定义为下面举例予以说明。〔例1－1〕试判断下列信号属于能量信号还是功率信号。〔解〕根据式（1—5）及（1—6），上述三个信号的归一化能量与功率分别计算为可见，f1（t）为能量信号；f2（t）为功率信号；f3（t）既不是能量信号，也不是功率信号。综上所述，信号作为消息的表现形式与传送载体，在电子技术领域中一般表现为随时间变化的电压或电流，并具有其内在的特性。所谓信号分析，主要就是研究各种信号的描述方法及信号通过设备的基本特性。这是实现对信号的滤波、取样、检测、估值以及特征提取和波形设计等近代技术的基础。本书的以下各章将逐步深入地讨论有关信号分析的基本概念和方法。思考题1.说明消息、信息与信号的区别和联系。2.在信号分析中，怎样对信号进行分类？试说明各类信号的本质区别。3.列举几种实践中的信号并说明属于哪种信号。本书前言前言本书的试用本于1982年由中国铁道出版社出版。根据国家教委制订的〈信...

图书目录

目 录

第一章 信号与系统分析导论

第一节 信号的分类和特性

一、确定信号与随机信号

二、连续时间信号与离散时间信号

三、周期信号与非周期信号

四、能量信号与功率信号

第二节 系统的分类和特性

一、连续时间系统与离散时间系统

二、线性系统与非线性系统

三、非时变系统与时变系统

四、因果系统与非因果系统

第三节 信号与系统分析概述

习 题

第二章 连续时间信号的时域分析

第一节 确定信号的时域描述

一、普通信号的时域描述

二、奇异信号的时域描述

第二节 确定信号的时域运算

一、普通信号的展缩、平移和翻转

二、普通信号的叠加、相乘 微分和积分

三、冲激信号的性质与运算

四、冲激偶信号的性质与运算

第三节 确定信号的时域分解

一、信号分解为直流分量与交流分量

二、信号分解为偶分量与奇分量

三、信号分解为实部分量与虚部分量

四、信号分解为冲激信号序列

五、信号分解为正交信号集

习 题

第三章 连续时间系统的时域分析

第一节 确定信号通过系统的时域分析

一、经典时域分析方法

二、系统的零输入响应

三、系统的冲激响应

四、系统的零状态响应

第二节 卷积积分的计算

一、脉冲波形的卷积积分

二、任意波形的卷积积分

三、卷积积分的代数性质

四、奇异信号的卷积积分

第三节 随机信号通过系统的时域分析

一、随机信号的基本概念

二、平稳随机信号的统计特征

三、平稳随机信号的遍历特性

四、随机信号通过系统的统计特征

习 题

第四章 连续时间信号的频域分析

第一节 周期信号的频谱分析

一、周期信号的傅里叶级数展开式

二、周期信号的对称性质

三、周期信号傅里叶级数展开式的其他形式

四、周期信号的频谱

第二节 非周期信号的频谱分析

一、非周期信号的傅里叶积分变换式

二、典型信号的频谱函数

第三节 频谱函数的基本特性

一、频谱函数的奇偶特性

二、频谱函数的变换特性

三、非周期信号的能量频谱

习 题

第五章 连续时间系统的频域分析

第一节 系统响应的频域分析

一、系统特性的频域表示

二、任意信号激励下的系统响应

　 三、周期信号激励下的系统响应

第二节 理想滤波器与实际滤波器

一、无失真传输系统

二、理想低通滤波器

　 三、实际低通滤波器

第三节 调制原理与频分复用

一、信号的调制

二、信号的解调

　 三、频分复用通信

第四节 随机信号通过系统的频域分析

一、随机信号的功率谱密度函数

二、功率谱密度与自相关函数

　 三、随机信号通过系统的功率谱特征

习 题

第六章 连续时间系统的复频域分析

第一节 单边拉普拉斯变换

一、单边拉普拉斯变换及其收敛条件

二、常用信号的拉普拉斯变换

三、拉普拉斯变换和傅里叶变换之间的关系

四、拉普拉斯变换的性质

　 五、拉普拉斯反变换

第二节 双边拉普拉斯变换

　 一、双边拉普拉斯变换及其收敛条件

二、双边拉普拉斯变换的性质

三、双边拉普拉斯反变换

第三节 系统响应的复频域分析

一、应用拉普拉斯变换法分析系统

二、系统函数与复频域分析法

三、关于系统函数的计算

四、激励为复指数信号时系统响应的特点

习 题

第七章 连续时间系统函数与系统特性

第一节 系统函数的零极点特性

一、系统的固有频率

二、零极点与冲激响应

　 三、零极点与系统频响特性

第二节 系统的信号流图与系统模拟

一、系统的联结

二、系统的信号流图

　 三、系统模拟

第三节 系统的稳定性分析

一、系统的因果性和稳定性

二、系统稳定性的判据

习 题

第八章 离散时间信号与系统的时域分析

第一节 离散时间信号的时域分析

一、离散时间信号的时域描述

二、序列的变换和运算

　 三、序列的卷积和

四、常用基本序列及其特性

第二节 离散时间系统的时域分析

一、线性非时变离散系统的特性及其描述

二 线性常系数差分方程的求解

　 三、离散时间系统响应的时域分析

第三节 连续时间信号的离散化

一、取样信号及其频谱

二、取样定理

三、取样的实际问题

四、时分复用

习 题

第九章 离散时间信号和系统的变换域分析

第一节 离散时间信号与系统的频域分析

一、线性非时变离散系统对复指数序列的响应

二、周期序列的傅里叶级数（DFS）

　三、非周期序列的傅里叶变换（DTFT）

四、离散时间系统的频域分析

五、几种傅里叶变换之间的对偶关系

　 六、离散傅里叶变换（DFT）

第二节 离散时间信号与系统的z域分析

一、序列的单边z变换

二 序列的双边z变换

三、z变换与DTFT、DFT以及拉普拉斯变换之间

　 的关系

四、离散时间系统响应的z域分析法

五、系统函数H（z）与系统特性

第三节 离散时间系统的结构与实现

一、离散时间系统的结构与实现

二、连续时间系统的离散化处理

习 题

第十章 系统的状态空间分析

第一节 系统的状态方程

一、状态方程的建立方法

二、状态方程的普遍形式

　 三、状态方程的规范型实现

第二节 系统的状态方程解

一、线性非时变连续状态方程式解

二、线性非时变离散状态方程式解

　三、线性时变状态方程式解

第三节 系统的可控性和可测性

一、系统的可控性

二、系统的可测性

　 三、系统可控和可测的充要条件

习 题

习题答案

参考书目