内容简介
《信号与系统》是根据国家教委颁布的高等工业学校《信号与系统课程教学基本要求》,在作者多年教学实践的基础上编写成的。内容共九章。信号与系统的基本概念;连续系统时域分析;连续信号频域分析;连续系统频域分析;连续系统复频域分析;复频域系统函数;离散信号与系统时域分析;离散信号与系统z域分析;状态变量法。每章后均有习题。
编辑推荐
《信号与系统》可作为高等工业学校电子、通信、自动化、自控、计算机、信号检测、电力等专业本科生信号与系统课程的教材,也可供其他专业选用和工程技术人员参考。
目录
第一章 信号与系统的基本概念
§1-1 信号的定义与分类
§1-2 基本的连续信号及其时域特性
§1-3 信号时域变换
§1-4 信号时域运算
§1-5 信号时域分解
§1-6 系统的定义与分类
§1-7 线性时不变系统的性质
§1-8 线性系统分析概论
§1-9 信号变换与运算的计算机辅助教学
习题一
第二章 连续系统时域分析
§2-1 系统的数学模型-微分方程与传输算子
§2-2 系统的自然频率
§2-3 系统微分方程的解-系统的全响应
§2-4 系统零输入响应的求解
§2-5 系统的冲激响应与阶跃响应
§2-6 卷积积分
§2-7 求系统零状态响应的卷积积分法
§2-8 求系统零状态响应的杜阿密尔积分法
§2-9 卷积积分的数值计算
§2-10 卷积积分的计算机辅助求解
习题二
第三章 连续信号频域分析
§3-1 用完备正交函数集表示信号
§3-2 非正弦周期函数展开成傅立叶级数
§3-3 周期信号的频谱
§3-4 非周期信号的频谱
§3-5 傅立叶变换的基本性质
§3-6 周期信号的傅立叶变换
§3-7 功率信号、能量信号及其功率谱与能量谱
§3-8 周期信号傅立叶系数的计算机辅助求解
习题三
第四章 连续系统频域分析
§4-1 引言
§4-2 系统对非正弦周期信号的响应
§4-3 系统对非周期信号的响应
§4-4 频域系统函数
§4-5 无失真传输及其条件
§4-6 理想低通滤波器及其响应
§4-7 抽样信号与抽样定理
§4-8 调制与解调
§4-9 周期信号通过线性系统的计算机辅助求解
习题四
第五章 连续系统复频域分析
§5-1 拉普拉斯变换
§5-2 电路基尔霍夫定律的复频域形式
§5-3 电路元件伏安关系的复频域形式
§5-4 复频域阻抗与复频域导纳
§5-5 线性系统复频域分析法
习题五
第六章 复频域系统函数
§6-1 复频域系统函数的定义与分类
§6-2 系统函数的一般表示式及其零、极点图
§6-3 系统函数的应用
§6-4 系统的模拟图与框图
§6-5 系统的信号流图与梅森公式
§6-6 系统的稳定性及其判定
§6-7 系统频率特性的计算机辅助求解
习题六
第七章 离散信号与系统时域分析
§7-1 离散信号及其时域特性
§7-2 离散系统及其描述
§7-3 离散系统时域分析的经典法
§7-4 离散系统的单位序列响应
§7-5 离散系统的卷积和分析
§7-6 离散系统时域响应的计算机辅助求解
习题七
第八章 离散信号与系统z域分析
§8-1 离散信号的z变换
§8-2 Z变换的基本性质
§8-3 Z反变换
§8-4 离散系统z域分析
§8-5 z域系统函数H(z)
§8-6 H(z)的零、极点分析
§8-7 离散系统的稳定性
§8-8 离散系统稳定性的计算机辅助分析
习题八
第九章 状态变量法
§9-1 引言
§9-2 基本概念与定义
§9-3 连续系统状态方程与输出方程的列写
§9-4 连续系统状态方程与输出方程的s域解法
§9-5 连续系统状态方程与输出方程的时域解法
§9-6 状态空间与状态轨迹
§9-7 离散系统状态变量分析
§9-8 由状态方程判断系统的稳定性
§9-9 状态向量的线性变换
§9-10 系统的可控性与可观测性
§9-11 状态方程的数值求解
习题九
习题答案(部分)
参考文献
序言
信号与系统课程是电子、通信、计算机、自控、信息处理等专业的重要技术基础课之一。它主要研究信号与系统分析的基本理论与方法,在教学计划中起着承前启后的作用。本课程以工程数学和电路分析为基础,同时又是后续的技术基础课和专业课的基础,是学生合理知识结构中的重要组成部分,在发展智力、培养能力和良好的非智力素质方面,均起着极为重要的作用。
为适应提高教学质量的需要,我们根据国家教委颁布的《信号与系统课程教学基本要求》,在总结多年教学实践的基础上,编写成本教材。编写中考虑了以下特点:
贯彻“打好基础,精选内容,逐步更新,利于教学”的原则,使本书能成为一本教师好教,学生好学,有一定深度、新度和广度的基本教材。
提高起点,处理好与高等数学、工程数学、电路分析基础等课程的分工、衔接与配合。对学生已学过的内容原则上不再重复,必要时只简要提及或直接引用其结论,并注重物理意义的阐述与工程应用。
重视教学法,循序渐进,遵循学生接受知识的规律。在教材体系上采用先信号后系统,先连续后离散,先时域后变域,先输入输出法后状态变量法,同时加强理论与实际的结合。
坚持传授知识、发展智力与培养能力相统一的教学原则,在内容组织、习题选取方面注重学生思维能力、分析解决问题能力的培养;在各章中适当引入计算机辅助教学内容,以加强学生计算机应用的能力;培养良好的非智力素质、严谨的科学作风与治学态度。
在编写中,努力做到:物理语言描述与数学语言描述并重;信号分析与系统分析并重,输入输出法与状态变量法并重;时域分析法与变域分析法并重;连续时间系统与离散时间系统并重;学理论、做习题与做实验并重。
本教材由段哲民、范世贵编写。其中范世贵提出编写提纲,并编写了第一、二、五、六、九章;段哲民编写了第三、四、七、八章及备章的计算机辅助教学内容。此外,焦念君参加了部分习题选做和程序编写工作。
由范世贵主编的《信号与系统——理论提要与例题分析》一书(西北工业大学出版社出版)可与此教材配套使用,对于提高教学质量定有裨益。书中打“*”号的为选学与自学内容,不计在课程总学时之内。
本书的编写得到了西北工业大学电子工程系的支持与指导;电路与系统教研室的王淑敏教授、吉玉琴教授及其他同志都给予了热情帮助和支持。在此均深表感谢。
本书承西安电子科技大学吴大正教授审阅,提出了很多宝贵意见。谨致谢意。
文摘
插图:
第一章 信号与系统的基本概念
§1-1 信号的定义与分类
一、信号的定义
广义地说,信号就是随时间和空间变化的某种物理量。例如在通讯工程中,一般将语言、文字、图象、数据等统称为消息,在消息中包含着一定的信息。通讯就是从一方向另一方传送消息,给对方以信息。但传送消息必须借助于一定形式的信号(光信号、电信号等)才能传送和进行各种处理。因而,信号是消息的载体,是消息的表现形式,是通讯的客观对象,而消息则是信号的内容。
若信号表现为电压、电流、电荷、磁链,则称为电信号,它是现代技术中应用最广泛的信号。本书将只涉及电信号。
信号通常是时间变量t的函数。信号随时间变量t变化的函数曲线称为信号的波形。
应当注意,信号与函数在概念的内涵与外延上是有区别的。
(1)信号一般是时间变量t的函数,但函数并不一定都是信号,信号是实际的物理量,而函数则可能只是一种抽象的数学定义;
(2)信号的值一定是单值的,而函数的值则可能是多值的。
本书对信号与函数两个概念混用,不予区分。例如正弦信号也说成正弦函数,或者相反;凡提到函数,指的均是信号。
信号的特性可从两方面来描述,即时域特性与频域特性。信号的时域特性指的是信号的波形,出现的时间先后,持续时间的长短,随时间变化的快慢和大小,重复周期的大小等。信号时域特性的这些表现,反映了信号中所包含的信息内容。信号频域特性的内涵,我们将在第三章 中阐述。
二、信号的分类
按不同的分类原则,信号可分为:
(1)确定信号与随机信号。按信号随时间变化的规律来分,信号可分为确定信号与随机信号。
确定信号是指能够表示为确定的时间函数的信号。当给定某一时间值时,信号有确定的数值,其所含信息量的不同是体现在其分布值随时问或空间的变化规律上。电路基础课程中研究的正弦信号、指数信号、各种周期信号等都是确定信号的例子。
随机信号不是时间t的确定函数,它在每一个确定时刻的分布值是不确定的,只能通过大量试验测出它在某些确定时刻上取某些值的可能性的分布(概率分布)。空中的噪音,电路元件中的热噪声电流等,都是随机信号的例子。
| ISBN | 7561291115 |
|---|---|
| 出版社 | 西北工业大学出版社 |
| 作者 | 段哲民 |
| 尺寸 | 16 |