目 錄
第1章 信號(hào)與系統(tǒng)分析導(dǎo)論 1
1.1 信號(hào)的描述及分類(lèi) 1
1.1.1 信號(hào)的定義與描述 1
1.1.2 信號(hào)的分類(lèi)和特性 2
1.2 系統(tǒng)的描述及分類(lèi) 6
1.2.1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 6
1.2.2 系統(tǒng)的分類(lèi) 7
1.3 信號(hào)與系統(tǒng)的分析方法 15
習(xí)題 16
第2章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析 18
2.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào) 18
2.1.1 典型普通信號(hào) 19
2.1.2 奇異信號(hào) 24
2.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的基本運(yùn)算 32
2.3 確定性信號(hào)的時(shí)域分解 38
2.3.1 直流分量與交流分量 38
2.3.2 奇分量與偶分量 39
2.3.3 實(shí)部分量與虛部分量 39
2.3.4 按脈沖分量進(jìn)行分解 40
2.4 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的描述及其特性 41
2.4.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 41
2.4.2 LTI系統(tǒng) 43
2.5 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng) 44
2.5.1 經(jīng)典時(shí)域分析方法 44
2.5.2 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 48
2.5.3 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 49
2.6 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 51
2.6.1 沖激響應(yīng) 51
2.6.2 階躍響應(yīng) 53
2.7 卷積積分 53
2.7.1 卷積積分的計(jì)算 54
2.7.2 卷積積分的性質(zhì) 57
2.7.3 奇異信號(hào)的卷積 58
2.8 沖激響應(yīng)表示的系統(tǒng)特性 60
2.8.1 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng) 60
2.8.2 并聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng) 61
2.8.3 因果系統(tǒng) 61
2.8.4 穩(wěn)定系統(tǒng) 62
2.9 利用MATLAB進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析 63
2.9.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 63
2.9.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn) 69
2.9.3 利用MATLAB求連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng) 72
2.9.4 利用MATLAB求連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 73
2.9.5 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間信號(hào)的卷積積分 75
2.10 利用Python進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析 76
2.10.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的Python實(shí)現(xiàn) 76
2.10.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)基本運(yùn)算的Python實(shí)現(xiàn) 81
2.10.3 利用Python求連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng) 84
2.10.4 利用Python求連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 86
2.10.5 利用Python實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間信號(hào)的卷積積分 87
習(xí)題 89
上機(jī)習(xí)題 91
第3章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 93
3.1 信號(hào)的正交分解 94
3.1.1 正交函數(shù)集 94
3.1.2 信號(hào)的正交分解與最小均方誤差 95
3.1.3 Dirichlet條件 96
3.2 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi) 98
3.2.1 傅里葉級(jí)數(shù)的指數(shù)形式 98
3.2.2 傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)形式 99
3.2.3 傅里葉級(jí)數(shù)的性質(zhì) 104
3.3 連續(xù)周期信號(hào)的頻譜 110
3.3.1 周期信號(hào)的頻譜 110
3.3.2 周期信號(hào)的頻譜的特點(diǎn) 114
3.3.3 周期信號(hào)的功率譜 116
3.4 非周期信號(hào)的傅里葉變換 118
3.4.1 從傅里葉級(jí)數(shù)到傅里葉變換 118
3.4.2 典型信號(hào)的傅里葉變換 120
3.4.3 常見(jiàn)周期信號(hào)的傅里葉變換 125
3.4.4 傅里葉變換的性質(zhì) 127
3.5 連續(xù)非周期信號(hào)通過(guò)LTI系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析 138
3.5.1 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 138
3.5.2 微分方程描述的連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng) 140
3.5.3 電路系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 142
3.6 連續(xù)周期信號(hào)通過(guò)連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析 143
3.6.1 正弦信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的響應(yīng) 143
3.6.2 任意周期信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的響應(yīng) 144
3.7 無(wú)失真?zhèn)鬏斉c理想濾波器 144
3.7.1 無(wú)失真?zhèn)鬏?144
3.7.2 理想濾波器 146
3.8 利用MATLAB進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 150
3.9 利用Python進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 153
習(xí)題 156
上機(jī)習(xí)題 159
第4章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 161
4.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的復(fù)頻域分析 161
4.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 161
4.1.2 單邊拉普拉斯變換的收斂域 163
4.1.3 常用信號(hào)的單邊拉普拉斯變換 164
4.1.4 單邊拉普拉斯變換的性質(zhì) 166
4.1.5 拉普拉斯反變換 175
4.2 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域分析 181
4.2.1 微分方程的復(fù)頻域求解 181
4.2.2 電路的復(fù)頻域分析 182
4.3 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 185
4.3.1 系統(tǒng)函數(shù) 185
4.3.2 系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布 186
4.3.3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 187
4.4 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬 195
4.4.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的聯(lián)結(jié) 195
4.4.2 連續(xù)系統(tǒng)的模擬 197
4.5 利用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 202
4.5.1 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)部分分式展開(kāi) 202
4.5.2 利用MATLAB實(shí)現(xiàn)H(s)的零極點(diǎn)分布圖繪制與系統(tǒng)特性分析 204
4.6 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)頻域分析的Python實(shí)現(xiàn) 206
4.6.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的拉普拉斯正變換與拉普拉斯反變換 206
4.6.2 部分分式展開(kāi)的Python實(shí)現(xiàn) 207
4.6.3 H(s)的零極點(diǎn)分布圖的繪制與系統(tǒng)特性分析的Python實(shí)現(xiàn) 208
習(xí)題 211
上機(jī)習(xí)題 213

參考文獻(xiàn) 369