2002年12月出版。2004年榮獲北京高等教育精品教材。同年,臺灣文京出版社將《信號與系統(第3版)(最新版)》轉換成中文繁體版在中國臺灣地區出版發行!缎盘柵c系統(第3版)(最新版)》第三版在宏觀結構體系方面沒有變動,在具體內容方面有所修改、補充和加強!缎盘柵c系統(第3版)(最新版)》深入淺出而又系統全面地論述了信號與系統分析的基本理論和分析方法。全書共九章。內容包括信號與系統的基本概念,連續時間系統的時域分析,離散時間系統的時域分析,連續時間傅里葉變換、連續時間信號的譜分析和時一頻分析,離散時間傅里葉變換、離散時間信號的譜分析,連續時間與離散時間系統的頻域分析,拉普拉斯變換、連續時間系統的復頻域分析,z變換、離散時間系統的z域分析,連續時間與離散時間系統的狀態變量分析。
《信號與系統(第3版)(最新版)》可作為電子工程、通信工程、信息工程、電磁場與微波技術、微電子技術、信息對抗技術、生物醫學工程、自動化、計算機等相關專業信號與系統課程的教材,也可供相關專業的技術人員參考。
《信號與系統》是信息與電子學科各專業的一門主干課程,它的任務是研究信號與系統分析的基本理論與分析方法,為進一步研究信息處理、通信和控制等理論奠定基礎。隨著科學技術和IT產業的飛速發展,信號與系統的概念與分析方法已應用于許多不同領域與學科中。因此,它不僅是信息與電子學科中一門重點課程,而且也是工科各專業中一門非常有用的課程。
本書第二版于2002年12月出版。2004年榮獲北京高等教育精品教材。同年,臺灣文京出版社將本書轉換成中文繁體版在中國臺灣地區出版發行。
本書第三版在宏觀結構體系方面沒有變動,在具體內容方面有所修改、補充和加強。本書深入淺出而又系統全面地論述了信號與系統分析的基本理論和分析方法。全書共九章。內容包括信號與系統的基本概念,連續時間系統的時域分析,離散時間系統的時域分析,連續時間傅里葉變換、連續時間信號的譜分析和時一頻分析,離散時間傅里葉變換、離散時間信號的譜分析,連續時間與離散時間系統的頻域分析,拉普拉斯變換、連續時間系統的復頻域分析,z變換、離散時間系統的z域分析,連續時間與離散時間系統的狀態變量分析。
本書第三版由曾禹村主編。第一、第六章由張寶俊編寫,第二、第九章由王曉華編寫,第三章由唐曉英編寫,第七、第八章由沈庭芝編寫,其余各章由曾禹村編寫。校院負責同志和教研室的有關同志對本書編寫工作給予了許多支持和幫助,作者在此表示衷心的感謝!
限于水平和工作中的疏忽,書中難免有錯誤和不妥之處,誠懇希望讀者批評、指正。
第一章 信號與系統的基本概念
1.1 引言
1.2 信號的定義與描述
1.3 信號的分類
1.4 信號的基本運算
1.5 基本連續時間信號
1.6 基本離散時間信號
1.7 系統的定義、描述與互聯
1.8 系統的特性與分類
1.9 線性時不變系統的分析
習題
第二章 連續時間系統的時域分析
2.1 引言
2.2 LTI系統的微分方程表示及響應
2.3 零輸入響應與零狀態響應
2.4 單位沖激響應
2.5 卷積積分
2.6 卷積積分的性質
2.7 奇異函數
2.8 連續時間系統的模擬
習題
第三章 離散時間系統的時域分析
3.1 引言
3.2 離散時間系統的差分方程
3.3 差分方程的經典解法
3.4 LTI離散時間系統的零輸人響應
3.5 用抽樣序列表示任意序列單位抽樣響應
3.6 LTI離散時間系統的零狀態響應卷積和
3.7 卷積和的圖解
3.8 用單位抽樣響應表示系統的性質
3.9 反卷積及其應用
3.10 離散時間系統的模擬
習題
第四章 連續時間傅里葉變換連續時間信號的譜分析和時一頻分析
4.1 引言
4.2 復指數函數的正交性
4.3 周期信號的表示連續時間傅里葉級數
4.4 波形對稱性與傅里葉系數
4.5 周期信號的頻譜與功率譜
4.6 傅里葉級數的收斂性吉伯斯現象
4.7 非周期信號的表示連續時間傅里葉變換
4.8 傅里葉級數與傅里葉變換的關系
4.9 連續時間傅里葉變換的性質與應用
4.10 卷積定理及其應用
4.11 相關
4.12 能量譜密度與功率譜密度
4.13 信號的時一頻分析和小波分析簡介
習題
第五章 離散時間傅里葉變換離散時間信號的譜分析
5.1 引言
5.2 連續時間信號的離散化時域抽樣定理
5.3 頻域抽樣定理
5.4 周期的離散時間信號的表示離散傅里葉級數
5.5 非周期離散時間信號的表示離散時間傅里葉變換
5.6 離散傅里葉級數和離散時間傅里葉變換的關系
5.7 離散傅里葉變換
5.8 離散時間傅里葉變換的性質
5.9 時域卷積定理及其應用
5.10 周期卷積定理及其應用用DFI計算兩個有限長序列的卷積
5.11 周期相關定理及其應用
5.12 頻域卷積定理及其應用
5.13 離散時間傅里葉變換的性質小結
習題
第六章 連續時間和離散時間系統的頻域分析
6.1 引言
6.2 LTI系統對復指數信號的響應頻率響應
6.3 互聯系統的頻率響應級聯和并聯結構
6.4 利用頻率響應H(W)或H(e)求系統對任意輸入的響應
6.5 LTI系統頻率響應的模和相位表示無失真傳輸
6.6 波特圖
6.7 理想濾波器和可實現的非理想濾波器
6.8 希爾伯特變換
6.9 連續時間信號的離散時間處理
習題
第七章 拉普拉斯變換連續時間系統的復頻域分析
7.1 引言
7.2 拉普拉斯變換
7.3 拉氏變換的性質
7.4 常用函數的拉氏變換
7.5 拉普拉斯反變換
7.6 連續時間系統的復頻域分析法
7.7 系統函數與時域響應
7.8 系統函數與頻率響應
7.9 系統的實現
7.10 系統的穩定性
7.11 有源濾波器設計簡介
習題
第八章 z變換離散時間系統的z域分析
8.1 引言
8.2 z變換及其收斂域
8.3 z變換的性質
8.4 常用序列z變換表
8.5 z反變換
8.6 z變換分析法
8.7 離散時間系統的系統函數
8.8 由零極點圖確定系統的頻率響應
8.9 z變換和拉氏變換的關系
8.10 z變換在數字濾波中的應用
習題
第九章 連續時間與離散時間系統的狀態變量分析
9.1 引言
9.2 狀態變量與狀態空間方程
9.3 狀態空間方程的建立
9.4 連續時間系統狀態空間方程的解
9.5 離散時間系統狀態空間方程的解
9.6 系統穩定性
習題
習題答案
參考文獻
在極為廣泛的各種科學和技術領域中,人們經常會遇到有關信號與系統的概念。例如在通信、雷達、電視與廣播、航空與宇航、電路設計、聲學、地震學、生物與醫學工程、能源產生與分配系統、化學過程控制及語音處理等方面都會見到或用到信號與系統的概念。舉例說,在電路中隨時間變化的電流或電壓是信號,電路本身是一個系統,而電路對輸入信號的響應是輸出信號;在汽車中,駕駛員腳踩加速踏板產生壓力使汽車加速,這時加速踏板上的壓力是信號,汽車本身是一個系統,而汽車在油門板加壓下產生加速度是響應,也就是輸出信號;在x光cT(計算機斷層)掃描機中,X光透射人體組織觀測體內病變,這時透射人體的X光是信號,CT掃描機是系統,而觀測到的體內病變(斷層圖像)是輸出信號。以上所提到的只是信號與系統概念極為廣泛應用的少數幾個例子。
需要指出,信號與系統概念的許多應用已經有了很長一段歷史,并從中產生出一整套分析信號與系統的基本方法和基本理論。而且,面對新技術的挑戰,信號與系統分析方法一直在不斷地演變和發展著。完全可以期望,隨著技術日益加速地進步,會使日趨復雜的系統問題和信號處理問題得以更好地解決成為可能。因此,將來我們會看到信號與系統概念和分析方法能夠應用到更為廣泛的領域中去。
我們深切感到信號與系統分析這一論題代表了科學家和工程師都必須關注的一整套知識,因此多年來《信號與系統》已成為培養信息工程及相關專業高級專門人才的一門重要課程。該課程主要討論信號與系統的基本理論和基本分析方法,為進一步學習或研究通信理論、電路理論、控制理論、信號處理與信號檢測等學科內容奠定一個堅實的基礎。
本章從信號與系統的直觀概念、數學描述與表示人手,討論涉及有關信號與系統的某些基本概念,以使初學這門課程的學生初步地建立一個基礎,為后續章節進一步分析信號與系統提供一個起點。
1.2 信號的定義與描述1.信息、消息、信號要弄清信號的含義,應先從信息和消息說起。消息是由符號、文字、數字或語言等組成的序列,一份電報、一句話、一段文字和報紙上登載的新聞都是消息。消息中所包含的事先不確定的內容就是信息,換句話說,信息蘊涵于不確定中,消息中不確定內容愈多,則信息量就愈大。例如,在小孩子未出生之前,是男是女,各占一半,尚不能確定,如果這時醫生告訴你一定生男孩,醫生這句話(即消息)則很有信息。但在小孩出生之后,已經知道是男孩,如果護士再來告訴你生的是男孩,這條消息就一點信息也沒有了。