信号与系统分析

　　“信号与系统分析”是通信、雷达、自动控制、光学、生物电子学、地震勘探等多种学科的一门主干专业基础课程。作为该课程核心的一些基本概念和方法，对于其他的社会和自然类学科都是很重要的。近年来，随着电子技术和集成电路工艺的迅速发展，电子计算机已成为信号处理的重要手段，系统设计方面也引起一场变革以适应信息化时代的需要。因此，信号与系统分析方法潜在的和实际的应用一直在扩大，随之而来的该课程的理论教学也在不断地革新，国外每隔一年就有一本这类代表性的著作问世，国内同类书籍也出版多种。本书是我们20多年来先后采用英文原版SIGNALSANDSYSTEM（A.V.Oppenheim等著）以及1990年和1999年间我们编写出版的《信号与系统》和《信号与系统分析》两本教材开设该课程的基础上，并参考国内外大量同类书籍改编而成的。本书的目的在于系统地论述信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法。本书在体系上有以下几个特点：将信号分析与系统分析二者融为一体，并适当扩充信号分析内容；对连续时间和离散时间信号与系统采用并行的分析方法，通过对比两者的共同点和差异，读者更能加深对各自内容的概念和特性的正确理解；将状态变量分析法放在系统的复频域和区域分析中简要介绍，增强读者对近代系统理论的初步认识；在内容选择上注意到时域处理和变换域处理的联系、基本理论与实际应用的联系；为解决“解题难”，我们用大量例题介绍分析方法和解题技巧，用以开拓思维，促进对基本概念和基本理论的理解。在各主要章节之后还附有类型各异、不同深度的习题，供读者练习。该书是一本很有实用价值的参考书。本书全面介绍信号与系统的基本理论和基本分析方法，从连续时间到离散时间，从输入-输出描述到状态描述，力求以统一的观点阐明基本概念和方法。全书共6章，内容包括：信号与系统概述，线性时不变系统的时域分析，连续时间信号与系统的傅里叶分析和复频域分析，离散时间信号与系统的傅里叶分析和Z域分析。并在第4章复频域分析和第6章Z域分析的结尾分别简介了连续时间和离散时间状态变量分析法。本书取材注意结构的完整性和内容的典型性，注意理论联系实际，深入浅出，并例举了大量例题，特别适合于读者自学。本书可供电子信息科学与工程等学科的本科生和成人自学者使用，也是考研读者的重要参考书，并可供有关科技、工程人员作为参考书。

暂缺《信号与系统分析》作者简介

第1章  信号与系统概述
  1.1  信息、消息和信号
  1.2  信号的类型
  1.2.1  确定性信号与随机信号
  1.2.2  连续时间信号与离散时间信号
  1.2.3  实信号与复信号
  1.2.4  周期信号与非周期信号
  1.2.5  能量信号与功率信号
  1.2.6  奇异信号与普通信号
  1.3  信号的基本运算
  1.3.1  相加(或减)
  1.3.2  相乘
  1.3.3  时移
  1.3.4  反折(卷)
  1.3.5  尺度变换
  1.3.6  微分(或差分)
  1.3.7  积分(或累加)
  1.3.8  信号的奇、偶分解
  1.3.9  信号对称
  1.4  系统的概念
  1.5  系统的性质
  1.5.1  线性
  1.5.2  时不变性
  1.5.3  因果性
  1.5.4  动态特性(记忆特性)
  1.5.5  可逆性
  1.5.6  稳定性
  1.6  研究系统的方法
  习题一
第2章  线性时不变系统的时域分析
  2.1  线性时不变连续系统的时域解法
  2.1.1  系统的微分方程经典解法
  2.1.2  系统的零输入响应与零状态响应解法
  2.2  连续时间冲激响应和阶跃响应
  2.2.1  单位冲激响应
  2.2.2  单位阶跃响应
  2.3  卷积积分
  2.3.1  卷积法原理
  2.3.2  卷积积分的图解法
  2.3.3  卷积运算的性质
  2.3.4  含有冲激函数的卷积
  2.3.5  连续系统的因果性和稳定性
  2.4  连续系统的周期输入响应和周期卷积
  2.4.1  周期输入的系统响应
  2.4.2  周期卷积
  2.5  杜阿密尔积分
  2.6  卷积的数值计算
  2.7  相关
  2.7.1  相关的性质
  2.7.2  自相关
  2.8  线性时不变离散系统的时域解法
  2.8.1  离散系统的递推法
  2.8.2  离散系统的经典解法
  2.8.3  离散系统的零输入响应和零状态响应解法
  2.9  离散时间冲激响应和阶跃响应
  2.9.1  单位冲激响应
  2.9.2  单位阶跃响应
  2.10  离散卷积和
  2.10.1  图解法
  2.10.2  利用多项式的乘、除法求解
  2.10.3  列表法
  2.10.4  解析法
  2.10.5  离散时间LTI系统的因果性和稳定性
  2.11  离散系统的周期输入响应和周期卷积
  2.11.1  周期输入的系统响应
  2.11.2  周期卷积
  2.12  离散相关
  2.12.1  离散自相关
  2.12.2  周期离散相关
  习题二
第3章  连续时间信号与系统的傅里叶分析
  3.1  连续时间线性时不变系统对复指数信号的响应
  3.2  周期信号的表示：连续时间傅里叶级数
  3.2.1  周期信号的傅里叶级数表示
  3.2.2  傅里叶级数系数的公式
  3.2.3  帕斯瓦尔(Parseval)关系式
  3.2.4  周期信号的频谱
  3.2.5  傅里叶级数系数与函数对称性的关系
  3.3  周期信号的傅里叶级数近似与傅里叶级数的收敛性
  3.3.1  最小均方近似
  3.3.2  傅里叶级数的收敛条件
  3.4  傅里叶级数的性质
  3.4.1  时间移位
  3.4.2  时间尺度变换
  3.4.3  频谱零内插
  3.4.4  反折
  3.4.5  求导
  3.4.6  积分
  3.4.7  用求导方法导出傅里叶级数的系数
  3.4.8  乘法与卷积
  3.5  非周期信号的表示：连续时间傅里叶变换
  3.5.1  非周期信号傅里叶变换表示式的导出
  3.5.2  傅里叶变换的收敛性
  3.5.3  一些典型信号的傅里叶变换
  3.5.4  含有冲激函数的傅里叶变换
  3.5.5  周期信号的傅里叶变换
  3.6  连续时间信号傅里叶变换的性质
  3.6.1  奇偶虚实关系
  3.6.2  线性
  3.6.3  对偶性
  3.6.4  时移特性
  3.6.5  频移特性
  3.6.6  尺度变换特性
  3.6.7  时域微分和积分特性
  3.6.8  频域微分和积分特性
  3.6.9  时域卷积特性
  3.6.10  频域卷积特性(又称调制特性)
  3.6.11  帕斯瓦尔(Parseval)关系式、能量谱和功率谱
  3.7  希尔伯特变换
  3.7.1  傅里叶变换对之间的单边性与解析性的对应关系
  3.7.2  希尔伯特变换的特性
  3.7.3  解析信号及包络
  3.8  抽样定理
  3.8.1  脉冲序列的抽样
  3.8.2  冲激序列的抽样
  3.8.3  时域抽样定理
  3.8.4  用零阶保持抽样
  3.8.5  利用内插从样本值重建信号
  3.9  无失真传输与理想低通滤波器
  3.9.1  信号无失真传输的条件
  3.9.2  理想低通滤波器
  3.10  线性时不变连续系统的频域分析法
  习题三
第4章  连续时间信号与系统的复频域分析
  4.1  双边拉普拉斯变换
  4.2  拉普拉斯变换的收敛域及其性质
  4.2.1  拉普拉斯变换收敛域
  4.2.2  拉普拉斯变换的性质
  4.3  拉普拉斯变换的性质
  4.3.1  线性
  4.3.2  时移特性
  4.3.3  S域平移特性
  4.3.4  尺度特性
  4.3.5  卷积特性
  4.3.6  时域微分特性
  4.3.7  时域积分特性
  4.3.8  S域微分特性
  4.3.9  S域卷积特性
  4.4  单边拉普拉斯变换
  4.4.1  时域微分特性
  4.4.2  时域积分特性
  4.4.3  初值定理
  4.4.4  终值定理
  4.4.5  开关周期信号的拉普拉斯变换
  4.5  拉普拉斯逆变换
  4.5.1  部分分式展开法
  4.5.2  留数法
  4.6  系统函数及连续时间系统的复频域分析
  4.6.1  系统函数
  4.6.2  线性微分方程的复频域解
  4.6.3  电网络的复频域解
  4.7  连续系统的框图模拟与信号流图表示
  4.7.1  系统的框图模拟表示
  4.7.2  系统的信号流图表示
  4.7.3  系统模拟
  4.7.4  反馈系统的分析
  4.7.5  反馈系统的稳定性
  4.8  连续系统的状态变量分析法简介
  4.8.1  状态和状态变量
  4.8.2  连续系统状态方程的建立
  4.8.3  连续系统状态方程的S域解法
  习题四
第5章  离散时间信号与系统的傅里叶分析
  5.1  离散时间线性时不变系统对复指数序列的响应
  5.2  周期序列展开为离散时间傅里叶级数
  5.3  非周期序列的表示：离散时间傅里叶变换
  5.4  周期序列的离散时间傅里叶变换
  5.5  傅里叶变换的离散性和周期性在时域与变换域的对称关系
  5.6  离散时间傅里叶变换的性质
  5.6.1  周期性
  5.6.2  线性
  5.6.3  对称性
  5.6.4  时移和频移特性
  5.6.5  时间和频率尺度特性
  5.6.6  差分与累加
  5.6.7  频域微分
  5.6.8  帕斯瓦尔(Parseval)定理
  5.6.9  卷积特性
  5.6.10  频域的卷积特性(又称调制特性)
  5.7  线性时不变离散系统的频域分析法
  习题五
第6章  离散时间信号与系统的Z域分析
  6.1  双边Z变换
  6.2  Z变换的收敛域及其性质
  6.3  Z变换的性质
  6.3.1  线性
  6.3.2  时移特性
  6.3.3  频移特性
  6.3.4  时间反转
  6.3.5  Z域微分
  6.3.6  时域卷积定理
  6.4  单边Z变换
  6.4.1  单边Z变换的时移特性
  6.4.2  初值定理
  6.4.3  终值定理
  6.4.4  离散开关周期信号的Z变换
  6.5  Z逆变换
  6.5.1  部分分式展开法
  6.5.2  长除法（幂级数展开法）
  6.5.3  围线积分法(留数法)
  6.5.4  逆变换和收敛域的关系
  6.6  系统函数及离散时间系统的Z域分析法
  6.6.1  由差分方程描述的系统
  6.6.2  用系统（传递）函数描述的系统
  6.6.3  系统函数
  6.6.4  频率响应的几何确定法
  6.6.5  全通滤波器和最小相位系统
  6.7  系统的框图模拟以及信号流图表示
  6.7.1  系统的框图模拟
  6.7.2  系统的信号流图表示
  6.7.3  LTI系统的稳定性
  6.8  Z变换与拉普拉斯变换的关系
  6.8.1  Z平面与S平面的映射关系
  6.8.2  离散时间系统和连续时间系统的变换关系
  6.9  离散系统的状态变量分析法简介
  6.9.1  离散时间系统状态方程的建立方法
  6.9.2  离散系统状态方程的Z域解法
  习题六
习题答案
参考文献