隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字信號處理的理論和技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到光電技術(shù)、電子科學(xué)、電力電子和自動控制等領(lǐng)域,為適應(yīng)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的需要,這些專業(yè)的學(xué)生也應(yīng)該在學(xué)習(xí)“信號與系統(tǒng)”知識的同時掌握“數(shù)字信號處理”的基本知識。而《信號分析與處理》可以滿足這類專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
為保證知識的完整性并考慮應(yīng)用技術(shù)型高校的需求,《信號分析與處理》具有以下幾個特點(diǎn):
。1)由于兩門課程的知識點(diǎn)較多,但課時數(shù)不多及篇幅的限制,為保證知識的完整和全面,因此一般知識點(diǎn)的推導(dǎo)或證明盡量簡單或省略;
。2)在講授知識點(diǎn)的同時,盡可能地給出這些知識點(diǎn)的物理意義以及在實(shí)際中的應(yīng)用;
。3)盡可能多地給出例題或者實(shí)際應(yīng)用的案例,讓學(xué)生掌握解題的方法和在實(shí)際中如何應(yīng)用這些知識;
。4)將MATLAB和Simulink程序和仿真引入到課程中,使得學(xué)生在進(jìn)行理論分析的同時可以形象生動的理解所講授的理論問題。
全書共9章,第1~4章是連續(xù)時間信號、系統(tǒng)的時域和變換域分析,第5章是采樣(也是連續(xù)到離散的轉(zhuǎn)換)和濾波,第6~7章是離散信號、系統(tǒng)的時域和變換域分析,第8~9章是數(shù)字信號處理的內(nèi)容,包括離散傅里葉級數(shù)(DFS)、離散傅里葉變換(DFT)和快速傅里葉變換(FFT)及濾波器的設(shè)計(jì)!缎盘柗治雠c處理》的附錄部分增加了復(fù)變函數(shù)的基礎(chǔ)知識,以便讓沒有學(xué)過“復(fù)變函數(shù)”課程的專轉(zhuǎn)本的學(xué)生或者有著同樣情況的學(xué)生學(xué)習(xí)參考。
“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”是電子信息和通信工程專業(yè)的兩門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。相比較其他課程,這兩門課程所需的教學(xué)時數(shù)較多。
編寫本書的目的主要基于兩方面的考慮:一是為了適應(yīng)地方本科高校的轉(zhuǎn)型發(fā)展,二是為電子信息類專轉(zhuǎn)本學(xué)生提供合適的教材。
目前教育部提出了地方本科高校要向應(yīng)用技術(shù)類型高校轉(zhuǎn)型的發(fā)展要求。這是為了加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。這就要求在教學(xué)計(jì)劃中壓縮理論教學(xué)的課時數(shù),同時增加實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要,本書將“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”這兩門課程合并,并壓縮提煉部分內(nèi)容,以便更好地規(guī)劃課時。
事實(shí)上,這兩門課程在知識上是一氣貫通的,在內(nèi)容上確有部分重疊。所以將兩門課程的內(nèi)容提煉合并是十分必要的,也是可行的。
目前由于部分院校招收的電子信息類?妻D(zhuǎn)本科學(xué)生,他們的基礎(chǔ)知識參差不齊,重新學(xué)習(xí)“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”這兩門課十分必要。但由于這類學(xué)生在校時間短,課時也必須壓縮。本書可以滿足這類學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。
隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字信號處理的理論和技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到光電技術(shù)、電子科學(xué)、電力電子和自動控制等領(lǐng)域,為適應(yīng)數(shù)字技術(shù)發(fā)展的需要,這些專業(yè)的學(xué)生也應(yīng)該在學(xué)習(xí)“信號與系統(tǒng)”知識的同時掌握“數(shù)字信號處理”的基本知識。而本書可以滿足這類專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
為保證知識的完整性并考慮應(yīng)用技術(shù)型高校的需求,本書具有以下幾個特點(diǎn):
。1)由于兩門課程的知識點(diǎn)較多,但課時數(shù)不多及篇幅的限制,為保證知識的完整和全面,因此一般知識點(diǎn)的推導(dǎo)或證明盡量簡單或省略;
。2)在講授知識點(diǎn)的同時,盡可能地給出這些知識點(diǎn)的物理意義以及在實(shí)際中的應(yīng)用;
。3)盡可能多地給出例題或者實(shí)際應(yīng)用的案例,讓學(xué)生掌握解題的方法和在實(shí)際中如何應(yīng)用這些知識;
。4)將MATLAB和Simulink程序和仿真引入到課程中,使得學(xué)生在進(jìn)行理論分析的同時可以形象生動的理解所講授的理論問題。
全書共9章,第1~4章是連續(xù)時間信號、系統(tǒng)的時域和變換域分析,第5章是采樣(也是連續(xù)到離散的轉(zhuǎn)換)和濾波,第6~7章是離散信號、系統(tǒng)的時域和變換域分析,第8~9章是數(shù)字信號處理的內(nèi)容,包括離散傅里葉級數(shù)(DFS)、離散傅里葉變換(DFT)和快速傅里葉變換(FFT)及濾波器的設(shè)計(jì)。本書的附錄部分增加了復(fù)變函數(shù)的基礎(chǔ)知識,以便讓沒有學(xué)過“復(fù)變函數(shù)”課程的專轉(zhuǎn)本的學(xué)生或者有著同樣情況的學(xué)生學(xué)習(xí)參考。
參與本書的編寫有錢冬寧、吳秋玲、黃家平、陳艷、馬逸新及沈姍姍,錢冬寧負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作,黃家平、吳秋玲為副主編。
限于水平,書中難免有錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。
第1章 緒論
第2章 連續(xù)時間信號的時域分析
2.1 信號的分類
2.2 連續(xù)時間信號及其基本特性
2.2.1 常用信號的基本特性
2.2.2 單位階躍信號和單位沖激信號
2.3 信號的運(yùn)算
2.3.1 信號的加減和信號的相乘
2.3.2 信號的反褶、尺度變換與時移
2.3.3 信號的微分與積分
2.3.4 信號的卷積積分
2.4 信號的分解
2.5 利用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時間信號的時域分析
習(xí)題
第3章 連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
3.1 系統(tǒng)及其表示
3.2 系統(tǒng)的分類
3.3 線性時不變系統(tǒng)及其分析方法
3.4 連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
3.4.1 微分方程的建立
3.4.2 微分方程的求解
3.4.3 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)
3.5 系統(tǒng)的沖激響應(yīng)
3.6 連續(xù)時間系統(tǒng)的卷積積分
3.6.1 卷積積分的物理意義
3.6.2 卷積積分在線性時不變系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.7 利用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
習(xí)題
第4章 連續(xù)時間信號及系統(tǒng)的變換域分析
4.1 周期信號的傅里葉級數(shù)
4.1.1 三角形式的傅里葉級數(shù)
4.1.2 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù)
4.1.3 波形對稱性與傅里葉系數(shù)的關(guān)系
4.1.4 周期信號的頻譜及特點(diǎn)
4.1.5 吉布斯現(xiàn)象
4.2 非周期信號的傅里葉變換
4.2.1 傅里葉變換的導(dǎo)出
4.2.2 常見非周期信號的傅里葉變換
4.2.3 傅里葉變換的基本性質(zhì)
4.3 周期信號的傅里葉變換
4.3.1 正弦和余弦信號的傅里葉變換
4.3.2 一般周期信號的傅里葉變換
4.4 拉普拉斯變換
4.4.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換
4.4.2 收斂域
4.4.3 單邊拉普拉斯變換
4.4.4 常見信號的單邊拉普拉斯變換
4.4.5 單邊拉普拉斯變換的性質(zhì)
4.5 單邊拉普拉斯逆變換
4.5.1 利用單邊拉普拉斯變換性質(zhì)求解
4.5.2 部分分式展開法
4.6 用拉普拉斯變換求解線性時不變系統(tǒng)
4.6.1 微分方程的拉氏變換求解
4.6.2 電路系統(tǒng)的拉氏變換求解
4.7 連續(xù)時間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)
4.7.1 系統(tǒng)函數(shù)
4.7.2 系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)分布與時域特性
4.7.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
4.8 系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性
4.8.1 線性時不變系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性
4.8.2 頻響特性的矢量作圖法
4.9 系統(tǒng)的圖形表示方法
4.9.1 系統(tǒng)框圖
4.9.2 信號流圖
4.9.3 梅森公式
4.9.4 系統(tǒng)模擬
4.10 連續(xù)時間信號及系統(tǒng)變換域的MATLAB分析
4.10.1 連續(xù)時間信號的變換域的MATLAB分析
……
第5章 連續(xù)時間信號的濾波與采樣
第6章 離散時間信號及系統(tǒng)的時域分析
第7章 Z變換與離散時間系統(tǒng)的Z域分析
第8章 離散信號與系統(tǒng)頻域分析及快速傅里葉變換
第9章 濾波器設(shè)計(jì)
附錄A 復(fù)變函數(shù)的基本知識
參考文獻(xiàn)