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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