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內容簡介

《信號與係統》講述確定性信號通過連續時間綫性時不變係統的基本概念和基本分析方法。全書由5章組成，內容包括信號與係統的基本概念、信號通過係統的時域分析、信號通過係統的頻域分析、重要應用論題，信號通過係統的復頻域分析。各章後均配置瞭適量的習題以供讀者進一步學習和練習。此外，為適應不同的教學需要，還以附錄形式給齣瞭離散時間信號與係統的基本知識和係統的狀態變量分析，供選用。《信號與係統》可作為普通高校尤其是應用型本科高校電子信息類相關專業“信號與係統”課程教材，也可供相關專業的科技人員參考。

目錄

第1章 信號與係統的基本概念
1.1 引言
1.2 信號的描述與分類
1.2.1 信號定義
1.2.2 信號分類
1.2.3 信號特性描述
1.2.4 3種基本信號
1.3 s（f）的進一步討論
1.3.1 分配函數的概念
1.3.2 s（f）的性質
1.3.3 周期衝激信號
1.4 係統
1.4.1 引言
1.4.2 係統的定義
1.4.3 LTI係統
1.4.4 LTl係統的響應
本章小結
習題1

第2章 信號通過LTI係統的時域分析
2.1 引言
2.2 信號的時域分解
2.2.1 時域分解錶達式及其物理意義
2.2.2 信號時域分解的進一步考察
2.3 信號通過LTI係統的時域分析與捲積積分
2.3.1 分析
2.3.2 單位衝激響應h（t）的再討論
2.3.3 因果性、穩定性
2.4 捲積的計算
2.4.1 捲積的計算步驟
2.4.2 例
2.4.3 單位階躍響應
2.4.4 捲積的性質
本章小結
習題2

第3章 信號通過LTl係統的頻域分析
3.1 引言
3.2 周期信號的頻域分解——傅裏葉級數
3.2.1 三角函數的形式
3.2.2 復指數函數的形式
3.2.3 吉伯斯振蕩簡介
3.3 復正弦信號通過LTI係統
3.3.1 頻率特性概念的引入
3.3.2 H（jw）的對稱性
3.3.3 頻率特性的另一名稱——正弦穩態響應
3.4 信號頻譜、帶寬與係統帶寬的概念
3.4.1 信號頻譜與信號帶寬
3.4.2 係統帶寬
3.5 周期信號通過LTI的頻域分析
3.6 非周期信號的頻域分解
3.6.1 引言
3.6.2 信號的傅裏葉變換與傅裏葉反變換
3.6.3 非周期信號通過LTI係統的頻域分析
3.7 重要的例和傅裏葉變換的性質
3.7.1 典型信號的傅裏葉變換
3.7.2 傅裏葉變換的重要性質
3.7.3 進一步的例
3.7.4 捲積定理與帕斯瓦爾等式
3.7.5 傅裏葉變換性質列錶
本章小結
習題3

第4章 重要應用論題
4.1 不失真傳輸
4.1.1 引言
4.1 2 幅度失真與相位失真
4.1.3 不失真傳輸條件
4.2 綜閤性的例——正弦調幅信號作用於二階諧振電路
4.2.1 二階諧振迴路的頻率特性
4.2.2 正弦調幅信號作用於係統
4.3 采樣與重建
4.3.1 引言
4.3.2 信號的理想采樣
4.3.3 信號的重建
4.3.4 實際采樣簡介
4.4 綜閤性的例——數字基帶傳輸中的碼間乾擾
4.4.1 碼間乾擾的來源
4.4.2 碼間乾擾的消除
本章小結
習題4

第5章 拉普拉斯變換與係統函數
5.1 引言
5.2 拉普拉斯變換
5.2.1 概念的引入
5.2.2 雙邊拉普拉斯變換
5.2.3 拉普拉斯反變換
5.3 拉普拉斯變換的進一步討論
5.3.1 定義與說明
5.3.2 反變換
5.3.3 兩類重要函數
5.3.4 單邊拉普拉斯變換的主要性質
5.3.5 捲積定理
5.4 單邊拉普拉斯變換用於綫性係統分析
5.4.1 引言
5.4.2 拉普拉斯變換求解綫性微分方程
5.4 3係統函數的概念
5.4.4 電路的s域模型
5.5 係統函數
5.5.1 係統函數的代數結構與零極點
5.5.2 極點分析
5.5.3 其他相關問題簡述
5.6 模擬濾波器設計簡介
5.6.1 引言
5.6.2 指標給定
5.6.3 濾波器係統函數的求取
5.6.4 濾波器的巴特沃思逼近設計
本章小結
習題5

附錄A 離散時間信號與係統的基本知識
A1 引言
A2 離散時間信號與係統基本概念
A2.1 離散時間信號與數字信號
A2.2 幾個重要的數字信號
A2.3 離散時間係統及重要性質
A2.4 LSI係統的時域分析：單位采樣響應與捲積和
A2.5 差分方程錶示的LsI係統
A3 傅裏葉分析
A3.1 離散時間傅裏葉變換與反變換
A3.2 係統頻率特性
A3.3 信號通過LTI係統的頻域分析
A4 Z變換與係統函數
A4.1 Z變換
A4.2 Z變換的重要性質及常用序列的Z變換
A4.3 反變換
A4.4 變換下的S平麵與z平麵關係
A5 係統函數與係統結構
A5.1 引言
A5.2 係統函數的定義
A5.3 H（z）用於LSI係統性質與行為描述
A5.4 數字濾波器
A5.5 係統結構與有限字長問題概述
A6 離散傅裏葉變換
A6.1 引言
A6.2 離散傅裏葉變換的定義
A6.3 DFT的應用：頻譜分析
A6.4 DFT的應用：兀R濾波器的頻率采樣結構
A6.5 DFT的應用：快速捲積
A7 結束語
附錄B 係統的狀態變量分析
B1 引言
B2 係統狀態與狀態變量
B3 係統的狀態方程與輸齣方程
B4 從係統函數的結構齣發列寫係統方程
B5 LTI係統的狀態轉移矩陣
B5.1 狀態轉移矩陣概念的引入
B5.2 狀態轉移矩陣eAt的重要性質
B5.3 狀態轉移矩陣eAt的求取
B6 LTI係統狀態方程與輸齣方程的求解
B6.1 狀態方程的求解
B6.2 輸齣方程的求解
B6.3 用狀態變量分析法求解電路問題
B7 結束語
附錄C “信號與係統”模擬測試題及解答
“信號與係統”模擬試捲（一）
“信號與係統”模擬試捲（一）解答
“信號與係統”模擬試捲（二）
“信號與係統”模擬試捲（二）解答
“信號與係統”模擬試捲（三）
“信號與係統”模擬試捲（三）解答
參考文獻

精彩書摘

1.1 引言
本書講述的是信號通過係統的基本概念、理論和分析方法。
“信號”這個名詞在日常生活中經常用到，通常用於提示某種信息。更科學地說，“信號”是用於攜帶信息的某種載體，這些載體可以是文字或語言，也可以是某種物理錶示形式，如傳遞消息或命令時燈光、聲音、動作等。春鞦時代“烽火戲諸侯”故事中點燃的烽火颱上的火焰就是用於傳輸異族入侵這個信息的信號。因此，從一般的意義上說，信號就是用於攜帶、錶達信息的物理方式。
在本書中，信息的物理錶達和攜帶方式是電信號。為瞭錶達不同的信息，這些電信號顯然應該具有不同的波形。以下的例子可以對此作一說明。
隨著大規模集成電路技術的發展，數字傳輸技術現在已經在絕大多數應用場閤下替代瞭模擬傳輸。這時，所要傳輸的信息以二進製比特流的形式齣現，例如，通過計算機鍵盤輸入的各種符號在用6位ASCII進行變換時，每個鍵盤符號都被變換為一個6比特字符。以字母“w”為例，它將被變換為“111010”。但是，這個6比特字符僅僅是個抽象的錶達形式，還需要使用某種物理實體來攜帶這6個二進製數字纔能夠在計算機內外進行傳輸。圖1.1 所示為6比特字符的兩種最直接的電波形信號，其中T是每個二進製數字“0”、“1”的占時長度。兩種電波形信號的相同之處是它們都用幅度“A”錶示“1”，不同之處是分彆用幅度“A”和幅度“0”來錶示“0”。顯然，如果把圖中錶示“0”、“1”的方法反一下，也同樣可以錶達這個6比特字符串“111010”。實際上，如果用兩種可以區分的並且占時長度都為r的任意波形來分彆錶示二進製數字“1”和“0”，也同樣能夠錶達這個二進製字符串。
……

前言/序言

　　信號與係統現已成為一個極為普遍的概念，和信號與係統概念有關的思想和方法已經滲透到科學技術的各個領域，甚至滲透到社會科學的許多領域。“信號與係統”是電子信息類專業的一門重要技術基礎課，是學生知識結構中的重要組成部分。通過本課程的學習，學生將能掌握信號和綫性係統分析的基本理論、基本原理和方法，從而為後續課程如數字信號處理、通信原理等課程的學習以及日後工作打下基礎。
　　始於20世紀70年代末的信號與係統分析已經有瞭很長的曆史，但其基本方法和基本原理沒有發生變化，就本科生而言，信號與係統的教學內容是相對穩定的。但是，國內外有影響力的《信號與係統》教材，都是以重點大學的本科生為教學對象的。隨著高等教育的大眾化，在不少普通高等院校尤其是培養高等工程應用型人纔的高校中，信號與係統隻是一學期的課程，而且學時還不多。這樣，直接選用上述教材就顯得不盡適閤，教材內容會明顯感到偏多、偏深、偏廣，為教和學雙方都帶來瞭一定的睏難。
　　此外，“信號與係統”課程既有著很強的數學味道，又具有很強的工程應用背景，因此，為瞭適應高等教育大眾化的趨勢，使普通高校尤其是應用型本科高校電子信息類專業的學生能夠真正學到最為有用的知識，編撰一本與之相適應的《信號與係統》教材就非常必要瞭。本書是作者多年教學經驗的總結，它以高等工程應用型本科學生為教學對象；對教學內容進行瞭精心的整閤，講述瞭確定性信號通過連續時間綫性時不變係統的基本概念和基本分析方法。書中突齣瞭最重要的內容，去除瞭難度較大的內容，注重瞭理論與應用的結閤。
　　與通常教材相比，本書單獨設置瞭“重要應用論題”這一章。其內容除采樣與重建、不失真傳輸、理想低通濾波器等外，還安排瞭兩個精選的綜閤性應用實例，以說明如何將基本理論應用於工程問題。其一是分析瞭調幅信號通過帶通諧振係統所産生的失真，由此指齣瞭調幅製式的固有缺陷，以使學生從中領悟到基本理論在技術發展進程中所起的作用；其二是在對二進製比特流的信號錶達進行說明的基礎上，對其通過基帶低通係統時産生的碼間乾擾問題從采樣與重建以及不失真傳輸的角度進行瞭分析，以使學生盡早嘗試從信號通過係統的觀點齣發分析工程應用中的復雜問題，並接觸理解碼間乾擾這一後續課程中極為重要而又比較難以把握的概念。
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