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第1章 信号与系统基础知识 1

内容提要 1

1.1 信号与系统的定义 1

1.1.1 信号的定义 1

1.1.2 系统的定义 2

1.1.3 域的概念 4

1.1.4 本课程的性质和特点 6

1.2 信号的分类及典型信号 7

1.2.1 信号的分类 7

1.2.2 典型的连续时间信号 10

1.2.3 典型的离散时间信号 13

1.3 信号的基本时域运算 14

1.3.1 信号的相加和相乘 15

1.3.2 信号的微分和积分 15

1.3.3 信号的平移、翻转和展缩 16

1.3.4 信号的简单分解 17

1.4 系统的分类及常用表示方法 19

1.4.1 系统的分类 19

1.4.2 系统的常用表示方法 22

1.5 MATLAB编程及上机实践 27

1.5.1 MATLAB软件简介 27

1.5.2 上机实践举例 31

习题一 32

第2章 连续时间信号分析 35

内容提要 35

2.1 连续时间周期信号的傅里叶级数 35

2.1.1 连续时间周期信号的傅里叶级数表示 35

2.1.2 连续时间周期信号的频谱与功率谱 39

2.1.3 连续时间傅里叶级数的性质 41

2.2 连续时间信号的傅里叶变换 42

2.2.1 傅里叶变换的导出与非周期信号的频谱 42

2.2.2 常见信号的傅里叶变换 44

2.2.3 连续时间傅里叶变换的性质 48

2.3 MATLAB编程及上机实践 53

2.3.1 与本章有关的MATLAB函数举例 53

2.3.2 上机实践举例 55

习题二 57

第3章 连续时间系统分析 59

内容提要 59

3.1 系统的时域分析 59

3.1.1 微分方程的建立与求解 59

3.1.2 单位冲激响应的意义 63

3.1.3 卷积积分 64

3.2 系统的频域分析 66

3.2.1 系统频率响应的定义 66

3.2.2 系统频率响应与零状态响应 67

3.2.3 正弦稳态响应 68

3.3 拉普拉斯变换 69

3.3.1 拉普拉斯变换的定义及收敛域 69

3.3.2 拉普拉斯变换的性质 71

3.3.3 拉普拉斯反变换 74

3.4 系统的复频域分析 76

3.4.1 微分方程的复频域求解 76

3.4.2 系统函数 77

3.4.3 零极点图及系统特性分析 78

3.5 MATLAB编程及上机实践 81

3.5.1 与本章有关的MATLAB函数举例 81

3.5.2 上机实践举例 81

习题三 84

第4章 离散时间信号分析 86

内容提要 86

4.1 离散时间傅里叶级数 86

4.1.1 、周期信号的离散时间傅里叶级数表示 86

4.1.2 离散时间周期信号的频谱 87

4.1.3 离散时间傅里叶级数的性质 89

4.2 离散时间傅里叶变换 93

4.2.1 离散非周期信号的傅里叶变换 93

4.2.2 离散时间傅里叶变换的性质 96

4.3 奈奎斯特抽样定理 102

4.3.1 理想抽样的数学模型 103

4.3.2 奈奎斯特抽样定理 104

4.3.3 抽样信号的重建 107

4.3.4 实际抽样过程 108

4.4 MATLAB编程及上机实践 110

4.4.1 与本章有关的MATLAB函数举例 110

4.4.2 上机实践举例 111

习题四 113

第5章 离散时间系统分析 115

内容提要 115

5.1 离散时间系统的时域分析 115

5.1.1 差分方程的建立与求解 115

5.1.2 零输入响应和零状态响应 119

5.1.3 卷积和 121

5.2 离散时间系统的频域分析 125

5.2.1 系统频率响应 125

5.2.2 正弦稳态响应 127

5.2.3 系统频率响应的分析 127

5.3 z变换 129

5.3.1 z变换的定义及收敛域 129

5.3.2 基本z变换对 130

5.3.3 z变换的性质 133

5.3.4 z变换与拉普拉斯变换的关系 137

5.3.5 z反变换 139

5.4 离散时间系统的复频域分析 142

5.4.1 差分方程的z域求解 142

5.4.2 系统函数 145

5.4.3 零极点图与系统特性分析 147

5.5 MATLAB编程及上机实践 150

5.5.1 与本章有关的MATLAB函数举例 150

5.5.2 上机实践举例 152

习题五 154

第6章 离散傅里叶变换及应用 156

内容提要 156

6.1 离散傅里叶变换 156

6.1.1 离散傅里叶变换的定义 156

6.1.2 离散傅里叶变换的性质 162

6.1.3 快速傅里叶变换 171

6.2 离散傅里叶变换的应用 172

6.2.1 基于离散傅里叶变换的信号频谱分析 172

6.2.2 基于离散傅里叶变换的LTI系统实现 181

6.3 MATLAB编程及上机实践 184

6.3.1 与本章有关的MATLAB函数举例 184

6.3.2 上机实践举例 185

习题六 189

第7章 数字滤波器设计 190

内容提要 190

7.1 数字滤波器的基本概念及分类 190

7.1.1 数字滤波器的基本概念 190

7.1.2 数字滤波器的分类 195

7.2 IIR数字滤波器设计 196

7.2.1 IIR数字滤波器分类 196

7.2.2 IIR数字滤波器设计方法概述 200

7.2.3 模拟滤波器设计 201

7.2.4 模拟滤波器转化为数字滤波器的方法 210

7.2.5 IIR数字滤波器的结构实现 215

7.3 FIR数字滤波器设计 219

7.3.1 FIR数字滤波器的线性相位特性 219

7.3.2 窗函数法设计FIR数字滤波器 224

7.3.3 FIR数字滤波器的结构实现 233

7.3.4 IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的比较 234

7.4 MATLAB编程及上机实践 236

7.4.1 与本章有关的MATLAB函数举例 236

7.4.2 上机实践举例 240

习题七 244

附录 246

附录A 与本书有关的著名科学家简介 246

附录B 常用数学公式 247

附录C MATLAB常用命令函数 252

附录D MATLAB信号处理工具箱常用函数 260

参考文献 263