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內容簡介

　　《信號與係統分析和應用》按照先連續後離散的順序討論瞭確知信號與係統分析的基本原理、方法和應用（個彆應用涉及隨機信號）以及信號的時域運算和頻譜分析；並從時域、頻域、復頻域、z域討論瞭綫性時不變（LTI）連續和離散係統的特性以及對信號的作用特性；在闡述上盡量使涉及的運算公式具有清晰的物理意義，在內容上力求與實際應用相結閤。
　　《信號與係統分析和應用》共分十二章，分彆為信號與係統基礎、連續時間信號與信號運算、LTI連續時間係統的時域分析、連續周期信號的傅裏葉級數與信號的頻譜、傅裏葉變換、濾波器和信號濾波、信號傳輸與信號分析中的幾個典型問題、拉普拉斯變換及其在連續時間係統分析中的應用、離散時間信號與離散係統的時域分析、z變換及其在離散信號與係統分析中的應用、係統函數與信號流圖、信號分析應用案例（軸承故障診斷）等。部分章節配有數字資源，讀者可掃描二維碼或登錄相應的網頁進行查看。各章還安排瞭適量的例題、思考題和習題。
　　《信號與係統分析和應用》可作為高等學校電子信息類以及其他相關專業“信號與係統”課程教材，也可供教師、廣大科技工作者以及其他相關專業的研究生參考。

目錄

第1章 信號與係統基礎
1．1 信號
1．1．1 信號、信息與信號分析
1．1．2 信號的描述
1．1．3 信號的分類
1．1．4 不同頻率無綫電信號的傳播與應用（數字資源）
1．2 係統及其分類
1．2．1 係統基本概念
1．2．2 係統研究的主要內容
1．2．3 係統分類
1．3 綫性時不變（LTI）係統
1．3．1 綫性時不變係統的性質
1．3．2 LTI連續時間係統的描述
1．3．3 綫性時不變係統分析
習題1

第2章 連續時間信號與信號運算
2．1 典型無時限連續時間信號
2．1．1 直流信號
2．1．2 指數信號
2．1．3 正弦信號
2．1．4 復指數信號
2．1．5 Sa（t）信號（抽樣信號）
2．1．6 鍾形信號（高斯信號）
2．2 奇異信號
2．2．1 單位斜變信號（單邊）
2．2．2 單位躍變信號△u（t）
2．2．3 單位階躍信號u（t）
2．2．4 符號信號sgn（t）
2．2．5 單邊衰減指數信號
2．2．6 單邊正（餘）弦信號
2．2．7 單位衝激信號8（t）
2．2．8 衝激偶信號及其8（t）的高階導數
2．3 信號的基本運算
2．3．1 信號的相加與相減運算
2．3．2 信號的相乘運算
2．3．3 信號的微分與積分運算
2．3．4 典型奇異信號的微分以及它們之間的關係
2．4 信號的平移、反褶和尺度變換
2．4．1 信號的平移
2．4．2 信號的反褶
2．4．3 信號的尺度變換
2．5 相關係數與相關函數
2．5．1 相關係數與信號的正交
2．5．2 相關函數
2．5．3 相關函數的應用案例
2．6 信號的分解
2．6．1 直流分量與交流分量
2．6．2 偶分量與奇分量
2．6．3 實部分量與虛部分量
習題2

第3章 LTI連續時間係統的時域分析
3．1 係統模型（常係數微分方程）的建立
3．2 經典法求解微分方程（求係統全響應）
3．2．1 常微分方程的一般形式及其解（係統響應）的形式
3．2．2 微分方程特解（強迫響應）的形式與求解）
3．2．3 微分方程齊次解（自由響應）的形式與求解
3．2．4 自由響應中係數Ak的求解
3．2．5 起始點的跳變判斷方法與跳變量的求解
3．2．6 經典法求解係統全響應舉例
3．3 零輸入響應和零狀態響應
3．3．1 經典法求解零輸入響應yzi（t）
3．3．2 經典法求解零狀態響應yzs（t）
3．4 特殊激勵下的係統零狀態響應——單位衝激響應和單位階躍響應
3．4．1 經典法求係統的單位衝激響應h（t）
3．4．2 係統單位衝激響應的特點與作用
3．4．3 經典法求係統的單位階躍響應g（t）
3．5 捲積
3．5．1 信號波形的分解和錶示
3．5．2 係統零狀態響應與捲積
3．5．3 捲積運算（公式法和圖解法）
3．5．4 捲積的性質
3．5．5 捲積與相關函數
3．6 係統響應及激勵的相關函數與係統單位衝激響應的關係（數字資源）
習題3

第4章 連續周期信號的傅裏葉級數與信號的頻譜
4．1 信號的傅裏葉分析背景和分析類型
4．2 連續周期信號的傅裏葉級數
4．2．1 我們關心的問題
4．2．2 周期信號的三角函數形式傅裏葉級數
4．3 求解各頻率分量公式的物理意義
4．3．1 三角函數正交函數集
4．3．2 各頻率分量求解公式的物理意義
4．4 無窮多個餘弦信號的錶示與信號的頻譜
4．4．1 單一頻率餘弦信號的錶示
4．4．2 三角函數形式的傅裏葉級數與信號的頻譜
4．4．3 復指數形式的傅裏葉級數與信號的頻譜
4．4．4 周期信號的功率與功率譜
4．4．5 周期信號頻譜的特點
4．5 周期信號的對稱性與傅裏葉級數的關係
4．6 傅裏葉級數有限項與信號波形的關係
習題4

第5章 傅裏葉變換
5．1 連續非周期確知信號的傅裏葉變換
5．1．1 非周期確知信號的傅裏葉變換
5．1．2 傅裏葉逆變換
5．1．3 t傅裏葉變換的解析（數字資源）
5．2 典型非周期信號的傅裏葉變換
5．2．1 單邊衰減指數信號
5．2．2 雙邊偶對稱衰減指數信號
5．2．3 雙邊奇對稱衰減指數信號
5．2．4 矩形脈衝信號
5．2．5 符號信號sgn（t）
5．2．6 單位衝激信號和衝激偶信號
5．2．7 單位階躍信號
5．2．8 鍾形脈衝信號
5．2．9 三角脈衝信號
5．3 傅裏葉變換性質
5．3．1 綫性性質
5．3．2 對稱性質
5．3．3 奇偶虛實性質
5．3．4 尺度性質
5．3．5 時移性質
5．3．6 頻移特性
5．3．7 時域捲積定理
5．3．8 頻域捲積定理
5．3．9 時域微分特性
5．3．10 頻域微分特性
5．3．11 時域積分特性
5．4 周期信號的傅裏葉變換及8（f）函數的作用
5．4．1 周期信號的傅裏葉變換
5．4．2 典型周期信號的傅裏葉變換
5．4．3 周期信號的頻譜及8（f）函數的作用
5．5 抽樣信號的傅裏葉變換及抽樣定理
5．5．1 信號抽樣與抽樣類型
5．5．2 時域抽樣信號的傅裏葉變換
5．5．3 時域抽樣定理
5．5．4 頻域抽樣和頻域抽樣定理
5．6 相關函數的傅裏葉變換
5．6．1 互相關函數和自相關函數的傅裏葉變換
5．6．2 信號能量及能量譜
5．6．3 信號功率及功率譜
5．6．4 隨機信號的頻譜
習題5

第6章 濾波器和信號濾波
6．1 濾波器的頻率響應與濾波器的分類
6．1．1 濾波器（係統）的頻率響應
6．1．2 濾波器的信號濾波特性和濾波器的分類
6．1．3 理想濾波係統概述
6．1．4 非理想濾波係統及性能指標
6．1．5 因果穩定LTI連續時間係統頻率響應H（w）的求解
6．2 係統響應
6．2．1 係統的正弦穩態響應
6．2．2 絕對可積的單邊非周期信號激勵下的係統零狀態響應
6．3 失真和無失真傳輸
6．3．1 信號失真
6．3．2 無失真傳輸
6．4 低通濾波器
6．4．1 理想低通濾波器及其頻率響應
6．4．2 理想低通濾波器的單位衝激響應
6．4．3 理想低通濾波器的階躍響應
6．4．4 濾除直流分量的低通濾波器
6．5 從抽樣信號中恢復原信號
6．6 帶通濾波器
6．6．1 理想帶通濾波器
6．6．2 具有可變中心頻率或帶寬的帶通濾波器
6．7 係統零狀態響應的能量譜或功率譜與係統頻率響應的關係（數字資源）
習題6

第7章 信號傳輸與信號分析中的幾個典型問題
7．1 調製與解調
7．2 希爾伯特變換和單邊帶調製
7．2．1 時域希爾伯特變換
7．2．2 時域希爾伯特變換的性質
7．2．3 單邊帶調製
7．2．4 因果穩定係統的頻率響應
7．3 信號疊加與信號檢測
7．3．1 多路復用
7．3．2 乾擾與反乾擾
7．3．3 信號和信息檢測
7．4 信號的截短
7．4．1 信號的截短問題
7．4．2 提高頻率分辨率的方法
7．5 信號的延時與兩個同頻率正弦信之間相位差的計算
習題7

第8章 拉普拉斯變換及其在連續時間係統分析中的應用
8．1 引言
8．2 拉普拉斯變換的定義和收斂域
8．2．1 從傅裏葉變換到單邊拉普拉斯變換
8．2．2 單邊拉普拉斯變換的收斂域
8．3 常用單邊信號的拉普拉斯變換
8．4 單邊拉普拉斯變換的基本性質
8．4．1 綫性（疊加）
8．4．2 時移（延時）特性
8．4．3 尺度性質
8．4．4 s域頻移特性
8．4．5 時域微分特性（定理）
8．4．6 時域積分定理
8．4．7 s域微分定理
8．4．8 s域積分定理
8．4．9 初值定理
8．4．10 終值定理
8．4．11 時域捲積定理
8．5 拉普拉斯逆變換
8．6 單邊拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
8．7 雙邊拉普拉斯變換
8．8 單邊拉普拉斯變換應用概述
8．9 電路響應的s域求解
8．9．1 電路基本元件的s域模型
8．9．2 電路響應的求解
8．10 求解微分方程
8．11 係統函數H（s）與連續時間係統分析
8．11．1 係統函數（網絡函數）
8．11．2 係統函數H（s）的求解
8．11．3 利用係統函數求解係統響應
8．11．4 係統函數零、極點分布決定係統時域特性
8．11．5 綫性係統穩定性分析
8．11．6 係統函數零、極點分布決定係統頻域特性
8．11．7 全通係統與最小相移係統
習題8

第9章 離散時間信號與離散係統的時域分析
9．1 引言
9．2 離散時間信號（序列）
9．2．1 離散時間信號的定義和錶示
9．2．2 典型序列
9．2．3 離散時間信號的運算與時域變換
9．3 離散時間係統與係統模型
9．3．1 綫性時不變離散時間係統
9．3．2 離散時間係統模型
9．3．3 離散時間係統類型與差分方程
9．4 遞歸型係統的常係數綫性差分方程的時域求解
9．4．1 迭代法
9．4．2 時域經典法求解差分方程
9．4．3 離散時間係統全響應的分解
9．5 遞歸型離散時間係統的單位樣值響應h（n）
9．5．1 單位樣值響應h（n）的求解
9．5．2 單位樣值響應h（n）錶徵離散係統特性
9．6 捲積（捲積和）
9．6．1 從捲積積分到捲積和
9．6．2 捲積和的運算
9．6．3 有限長單位樣值響應低通係統的h（n）的獲得
9．6．4 值得注意的幾個問題
9．7 反捲積
9．8 兩個同頻率正弦信號相位差的估計
習題9

第10章 z變換及其在離散信號與係統分析中的應用
10．1 z變換
10．1．1 變換的定義
10．1．2 z平麵
10．2 常用序列的z變換
10．3 z變換的收斂域
10．4 z變換的基本性質
10．4．1 綫性
10．4．2 位移性
10．4．3 因果序列綫性加權（z域微分）
10．4．4 因果序列指數加權（z域尺度變換）
10．4．5 時域捲積定理
10．4．6 初值定理
10．4．7 終值定理
10．5 z逆變換
10．5．1 冪級數展開法（長除法）
10．5．2 部分分式展開法
10．5．3 反演積分法（留數法）
10．6 z變換與拉普拉斯變換的關係
10．7 序列z變換與序列離散時間傅裏葉變換（DTFT）的關係
10．8 遞歸型係統差分方程的z域求解
10．9 離散係統函數與係統分析
10．9．1 係統函數與係統零狀態響應
10．9．2 係統函數的零、極點分布對係統特性的影響
10．9．3 離散係統的頻率響應
習題10

第11章 係統函數與信號流圖
11．1 係統函數與係統框圖
11．1．1 連續時間係統函數與係統框圖
1．1．2 離散時間係統函數與係統框圖
11．2 信號流圖與梅森公式
11．2．1 信號流圖
11．2．2 梅森公式
11．3 係統結構
習題11

第12章 信號分析應用案例（軸承故障診斷）
12．1 引言
12．2 隨機變量與隨機過程
12．2．1 隨機變量與隨機過程概述
12．2．2 平穩隨機過程和各態曆經過程
12．3 軸承信號分析與軸承故障診斷
12．3．1 引言
12．3．2 軸承信號的時域和幅值分析
12．3．3 離散傅裏葉變換簡介
12．3．4 信號頻譜分析與軸承故障診斷
12．3．5 計算倒譜源程序代碼（數字資源）
附錄一 捲積積分錶
附錄二 典型的連續周期信號的傅裏葉級數錶
附錄三 常用信號的傅裏葉變換錶
附錄四 基於正交雙通道算法的正弦信號相位差估計源程序（數字資源）
附錄五 常用冪級數及其在數值計算中的應用
附錄六 軸承振動信號樣值數據文件：6310．dat（數字資源）
習題答案
參考文獻
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