本書(shū)系統(tǒng)地介紹了確定性信號(hào)、線性時(shí)不變系統(tǒng)及信號(hào)處理的基本理論、基本概念、基本分析方法。全書(shū)共11章，包括信號(hào)的基本概念、描述和基本運(yùn)算，信號(hào)分析與處理的基本方法，連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換、離散傅里葉變換及其快速算法、拉普拉斯變換、 z 變換，連續(xù)和離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)分析法，模擬和數(shù)字濾波器的基本原理及其設(shè)計(jì)。本書(shū)在編排上采取先信號(hào)后系統(tǒng)、先連續(xù)后離散、先時(shí)域后變換域，先理論后應(yīng)用展開(kāi)，符合學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程。每章配有大量的例題和習(xí)題，注重難點(diǎn)和重點(diǎn)的解析與分析，習(xí)題附有參考答案，附錄中配有一些應(yīng)和實(shí)例的Matlab腳本。
符號(hào)一覽表 <br/>
緒論 <br/>
0.1 信號(hào)與系統(tǒng) <br/>
0.2 信號(hào)處理 <br/>
0.3 信號(hào)分析與處理的主要研究?jī)?nèi)容 <br/>
第1章 信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念 <br/>
1.1 信號(hào)及其分類 <br/>
1.1.1 確定性信號(hào)和隨機(jī)性信號(hào) <br/>
1.1.2 連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào) <br/>
1.1.3 周期信號(hào)和非周期信號(hào) <br/>
1.1.4 功率信號(hào)和能量信號(hào) <br/>
1.1.5 對(duì)稱信號(hào)和非對(duì)稱信號(hào) <br/>
1.2 常用信號(hào)及其基本特性 <br/>
1.2.1 連續(xù)時(shí)間復(fù)指數(shù)信號(hào) <br/>
1.2.2 連續(xù)時(shí)間單位階躍和單位沖激信號(hào) <br/>
1.2.3 離散時(shí)間單位樣值信號(hào)和單位階躍信號(hào) <br/>
1.2.4 離散時(shí)間復(fù)指數(shù)信號(hào) <br/>
1.3 信號(hào)時(shí)域運(yùn)算 <br/>
1.3.1 信號(hào)的和、積運(yùn)算 <br/>
1.3.2 信號(hào)的積分與微分運(yùn)算 <br/>
1.3.3 信號(hào)波形的翻轉(zhuǎn)、展縮與平移 <br/>
1.3.4 信號(hào)的分解 <br/>
1.4 系統(tǒng)及其表示 <br/>
1.4.1 系統(tǒng) <br/>
1.4.2 系統(tǒng)的表示 <br/>
1.5 系統(tǒng)的分類 <br/>
1.5.1 因果與非因果系統(tǒng) <br/>
1.5.2 連續(xù)與離散系統(tǒng) <br/>
1.5.3 有記憶系統(tǒng)與無(wú)記憶系統(tǒng) <br/>
1.5.4 時(shí)不變系統(tǒng)與時(shí)變系統(tǒng) <br/>
1.5.5 線性與非線性系統(tǒng) <br/>
1.5.6 其他的系統(tǒng)分類 <br/>
習(xí)題一 <br/>
第2章 線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析 <br/>
2.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析 <br/>
2.1.1 微分方程的建立 <br/>
2.1.2 微分方程的求解 <br/>
2.1.3 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng) <br/>
2.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析 <br/>
2.2.1 差分方程的建立 <br/>
2.2.2 差分方程的求解 <br/>
2.2.3 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng) <br/>
2.3 系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)與單位樣值響應(yīng) <br/>
2.3.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng) <br/>
2.3.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng) <br/>
2.4 連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)：卷積積分 <br/>
2.4.1 利用卷積積分計(jì)算系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) <br/>
2.4.2 卷積積分的圖解法 <br/>
2.4.3 卷積積分的性質(zhì) <br/>
2.5 離散時(shí)間LTI系統(tǒng)：卷積和 <br/>
2.5.1 零狀態(tài)響應(yīng)：卷積和 <br/>
2.5.2 卷積和的性質(zhì) <br/>
2.5.3 卷積和的計(jì)算 <br/>
2.6 系統(tǒng)的特征根及特征模式對(duì)系統(tǒng)行為的影響 <br/>
2.6.1 系統(tǒng)行為對(duì)特征模式的依賴 <br/>
2.6.2 系統(tǒng)時(shí)間常數(shù) <br/>
2.6.3 系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)與上升時(shí)間 <br/>
2.6.4 系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)與濾波 <br/>
2.6.5 時(shí)間常數(shù)與脈沖色散 <br/>
2.6.6 時(shí)間常數(shù)與信息傳輸速率 <br/>
2.6.7 諧振現(xiàn)象 <br/>
習(xí)題二 <br/>
第3章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻域分析 <br/>
3.1 任意信號(hào)分解為正交函數(shù) <br/>
3.2 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) <br/>
3.2.1 三角函數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù) <br/>
3.2.2 指數(shù)函數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù) <br/>
3.2.3 周期信號(hào)的頻譜 <br/>
3.2.4 LTI系統(tǒng)對(duì)周期信號(hào)的響應(yīng) <br/>
3.3 非周期信號(hào)的傅里葉變換 <br/>
3.3.1 傅里葉變換的導(dǎo)出 <br/>
3.3.2 常用信號(hào)的傅里葉變換 <br/>
3.3.3 傅里葉變換的性質(zhì) <br/>
3.3.4 周期信號(hào)的傅里葉變換 <br/>
習(xí)題三 <br/>
第4章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)及系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 <br/>
4.1 拉普拉斯變換 <br/>
4.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 <br/>
4.1.2 收斂域 <br/>
4.1.3 單邊拉普拉斯變換 <br/>
4.1.4 拉普拉斯變換和傅里葉變換的關(guān)系 <br/>
4.1.5 單邊拉普拉斯變換的性質(zhì) <br/>
4.2 單邊拉普拉斯反變換 <br/>
4.2.1 利用拉普拉斯變換性質(zhì)求解 <br/>
4.2.2 部分分式展開(kāi)法 <br/>
4.3 利用拉普拉斯變換求解LTI系統(tǒng)的響應(yīng) <br/>
4.3.1 微分方程的復(fù)頻域求解 <br/>
4.3.2 電路系統(tǒng)的復(fù)頻域求解 <br/>
4.4 系統(tǒng)函數(shù)分析 <br/>
4.4.1 系統(tǒng)函數(shù) <br/>
4.4.2 系統(tǒng)因果性和穩(wěn)定性分析 <br/>
4.5 系統(tǒng)的圖形表示方法 <br/>
4.5.1 系統(tǒng)框圖 <br/>
4.5.2 信號(hào)流圖 <br/>
4.5.3 梅森公式 <br/>
4.5.4 系統(tǒng)模擬 <br/>
習(xí)題四 <br/&g
修訂版前言
\\t 本教材是國(guó)防科技大學(xué)國(guó)家級(jí)信號(hào)處理系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的系列教材之一，也是國(guó)家精品課程和國(guó)家資源共享課《信號(hào)處理與系統(tǒng)》的主教材�！缎盘�(hào)分析與處理》自2008年出版以來(lái)，已印制3次，被許多高等院校采用。為適應(yīng)信號(hào)處理技術(shù)快速發(fā)展，結(jié)合我們自身的教學(xué)實(shí)踐，參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材，感到在教材內(nèi)容、表達(dá)方式等方面有充實(shí)完善的必要，因而決定在原教材的基礎(chǔ)上，重新修訂本教材。本教材主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1．將信號(hào)與系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理有機(jī)地融合，構(gòu)造了新的教材體系。采用了兩個(gè)并重和兩個(gè)基礎(chǔ)的編寫思想，即信號(hào)與系統(tǒng)并重，信號(hào)、系統(tǒng)分析與信號(hào)處理并重；時(shí)域分析是變換域分析的基礎(chǔ)，信號(hào)分析是系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。只有通過(guò)信號(hào)分析確定其特性，才能正確選擇和設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的處理。教材體系結(jié)構(gòu)條理清晰、內(nèi)容敘述深入淺出，符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)規(guī)律。
2. 將分析法與歸納綜合法結(jié)合起來(lái)，在教材內(nèi)容上體現(xiàn)經(jīng)典與現(xiàn)代、連續(xù)與離散、信號(hào)與系統(tǒng)、分析與應(yīng)用的辯證關(guān)系，使學(xué)習(xí)者在對(duì)比學(xué)習(xí)中對(duì)理論知識(shí)加深理解和掌握。例如在內(nèi)容組織上先信號(hào)后系統(tǒng)、先連續(xù)后離散、先時(shí)域后變換域，先理論后應(yīng)用。全書(shū)以第6章為連續(xù)與離散分界，第9章為理論分析與應(yīng)用分界，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者運(yùn)用已掌握知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí)、理解和掌握新知識(shí)、新方法和新技術(shù)能力。
3．本教材經(jīng)過(guò)我們6年多的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)原教材中有個(gè)別錯(cuò)誤和不夠完善之處，這次都進(jìn)行了一一修訂，例如新增部分習(xí)題與解答、修訂編排有誤的公式，增添應(yīng)用示例等。
本教材將另行出版配套學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，教學(xué)課件和教材中的應(yīng)用案例可從教育部“愛(ài)課程”網(wǎng)站作者的課程中直接下載或向作者直接索取。
本次修訂由吳京、丹梅、安成錦、周劍雄等人完成。
由于編者水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤和不妥之處，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。
編者者
2014年6月
\\t前 言
\\t 《信號(hào)分析與處理》主要介紹信號(hào)的基本概念及信號(hào)分析與處理的基本方法。內(nèi)容包括信號(hào)的基本概念和基本運(yùn)算、連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換、離散傅里葉變換及其快速算法、拉普拉斯變換、z變換，并對(duì)連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間系統(tǒng)及其分析方法、模擬和數(shù)字濾波器
的基本原理及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
本書(shū)強(qiáng)調(diào)了信號(hào)、系統(tǒng)、變換和濾波器的基本原理及應(yīng)用。它涉及全面了解時(shí)域和頻域關(guān)系的重要概念。目標(biāo)是使學(xué)生能夠?qū)r(shí)域和頻域知識(shí)進(jìn)行清楚的思考，并能在兩者中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。全書(shū)采用了理論推導(dǎo)和應(yīng)用分析相結(jié)合的方法，著重讓讀者掌握信號(hào)分析與處理的基本原理、分析和處理方法；配以一定量的習(xí)題和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)讓學(xué)生對(duì)實(shí)際的信號(hào)和系統(tǒng)進(jìn)行變換域分析，訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力；通過(guò)介紹一些最新的信號(hào)處理方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已掌握的信號(hào)處理知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí)、理解和掌握新方法與新技術(shù)的能力。
全書(shū)突出了模擬和數(shù)字信號(hào)方面的聯(lián)系。書(shū)中內(nèi)容可以分成以下幾個(gè)大的范圍：
（1） 信號(hào)與系統(tǒng)的介紹，它們的表示方法和分類。
（2） 卷積積分法和卷積和法是一種時(shí)域分析方法，可用來(lái)把時(shí)域和頻域聯(lián)系起來(lái)。
（3） 傅里葉級(jí)數(shù)、傅里葉變換及其應(yīng)用。用來(lái)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。
（4） 拉普拉斯變換及其應(yīng)用。它是處理系統(tǒng)分析及其應(yīng)用的有效工具。
（5） 傅里葉變換和拉普拉斯變換在模擬濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
（6） 采樣和采樣信號(hào)的離散時(shí)間傅里葉變換（DTFT）以及DFT和FFT，它們都強(qiáng)調(diào)了一個(gè)中心概念，就是在一個(gè)域的采樣導(dǎo)致了在另一個(gè)域的周期延拓。
（7） z變換。把DTFT擴(kuò)展到離散時(shí)間系統(tǒng)的分析。
（8） IIR、FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。
本書(shū)分為11章和1個(gè)附錄。第1章：從信號(hào)的分類入手，介紹了常用的連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離
散時(shí)間信號(hào)，并討論了信號(hào)的運(yùn)算和卷積運(yùn)算；第2章：線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析；第
3章：連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻域分析；第4章：連續(xù)時(shí)間信號(hào)及系統(tǒng)的復(fù)頻域分析；
第5章：連續(xù)時(shí)間濾波器，主要討論模擬濾波器的原理和設(shè)計(jì)方法；第6章：抽樣,從連續(xù)到離散的過(guò)渡；第7章：離散時(shí)間信號(hào)的頻域分析；第8章：離散LTI系統(tǒng)的 z域分析；第9章：離散傅里葉變換；第10章：快速傅里葉變換；第11章：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，主要討論數(shù)字濾波器的原理和設(shè)計(jì)方法。
本書(shū)的第1章、第2章、第3章、第7章由吳京編寫，前言、緒論、11.3節(jié)由萬(wàn)建偉編寫，第9章、第10章、11.1節(jié)、11.2節(jié)由王展編寫，第4章、第8章由丹梅編寫，第5章、第6章由張漢華編寫，附錄、參考答案、參考文獻(xiàn)由陶華敏編寫與整理。吳京負(fù)責(zé)全書(shū)的組織和修改。感謝馮德軍、楊鵬、彭金龍、許可、何元為本書(shū)的文字錄入、繪圖、排版等所做的工作。
本書(shū)在編寫過(guò)程中參考了很多優(yōu)秀教材和著作。編者向收錄于參考文獻(xiàn)中的各位作者表示真誠(chéng)的謝意。
限于作者的水平，不妥及錯(cuò)誤之處在所難免，懇切希望讀者給予批評(píng)指正。
編著者
2008年5月于長(zhǎng)沙
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