书籍详情

信号与系统的结构和解释:英文版

信号与系统的结构和解释:英文版

作者:(美)Edward A.Lee,(美)Pravin Varaiya著

出版社:机械工业出版社

出版时间:2004-01-01

ISBN:9787111134695

定价:¥59.00

购买这本书可以去
内容简介
  “这部著作的确展现了信号与系统在当前研究和应用范围内的核心地位。” ——Ravi Mazumdar,普度大学 “Lee和Varaiya在富有建设性的重大课程改革中迈出了大胆的一步。他们采用了革命性的方法,而不是逐步改动,这也正是我们所需要的。” ——Theodore Djaferis,马萨诸塞大学 本书结合加州大学伯克利分校多年成功授课的经验而编写,对信号与系统进行了深刻与清晰的剖析,力求反映当今数字化世界的成果。所用实例包含声音和图像处理,取代以前的枯燥电路,从而激发读者的兴趣去了解应用背后的理论知识。 本书的配套Web站点(WWW.aw.com/lee_varaiya)包括扩充的实验材料,可帮助读者跨越理论与实践之间的障碍。另外,还提供了更多内容,包括声音和图像交互式操作的Java小程序,帮助读者更加直观地理解书中内容。 本书适合作为电子工程、计算机工程。计算机科学等专业的教材。
作者简介
  Edward A.Lee1986年于加州大学伯克利分校获得博士学位,现为该校电子工程与计算机科学系教授。他因在工程教育领域的成就和扩展性的研究而闻名。其主要研究方向为设计、建模、嵌入式仿真和实时计算系统等。他曾获得多项殊荣,其中包括工程教育界的Frederick Emmons Terman奖。
目录
 Preface xi
 1 Signals and systems 1
 1.1 Signals 2
 1.1.1  Audio signals 3
 PROBING FURTHER: Household electrical power 7
 1.1.2 Images 9
 1.1.3 Video signals 11
 PROBING FURTHER: Color and light 12
 1.1.4 Signals representing physical attributes 15
 1.1.5 Sequences 16
 1.1.6 Discrete signals and sampling 18
 1.2 Systems 23
 1.2.1  Systems as functions 24
 1.2.2 Telecommunications systems 25
 PROBING FURTHER: Wireless
 communication 27
 PROBING FURTHER:LEO telephony 28
 PROBING FURTHER: Encrypted speech 32
 1.2.3 Audio storage and retrieval 33
 1.2.4 Modem negotiation 34
 1.2.5 Feedback control systems 35
 1.3 Summary 40
 2 Defining signals
 and systems 45
 2.1 Defining functions 46
 2.1.1  Declarative assignment 47
 2.1.2 Graphs 48
 PROBING FURTHER:Relations 50
 2.1.3 Tables 51
 2.1.4  Procedures 52
 2.1.5 Composition 53
 2.1.6  Declarative versus imperative 56
 PROBING FURTHER:Declarative interpretation of imperative definitions 57
 2.2 Defining signals 59
 2.2.1  Declarative definitions 59
 2.2.2 Imperative definitions 60
 2.2.3 Physical modeling 61
 PROBING FURTHER:Physics of a tuningfork 61
 2.3 Defining systems 63
 2.3.1  Memoryless systems and systems
 with memory 63
 2.3.2 Differential equations 65
 2.3.3  Difference equations 66
 2.3.4 Composing systems by using block diagrams 68
 BASiCS:Summations 69
 PROBING FURTHER: Composition of graphs 71
 2.4 Summary 74
 INTERVIEW: Panos Antsaklis 83
 3 State machines 85
 3.1 Structure of state machines 86
 3.1.1 Updates 87
 3.1.2 Stuttering 88
 3.2 Finite-state machines 90
 3.2.1 State transition diagrams 90
 3.2.2 Update table 96
 3.3 Nondeterministic state machines 100
 3.3.1  State transition diagram 100
 3.3.2 Sets and functions model 103
 3.4 Simulation and bisimulation 106
 3.4.1  Relating behaviors 112
 3.5 Summary 115
 4 Composing state machines 123
 4.1  Synchrony 123
 4.2 Side-by-side composition 125
 4.3 Cascade composition 128
 4.4 Product-form inputs and outputs 132
 4.5 General feed-forward composition 135
 4.6 Hierarchical composition 138
 4.7 Feedback 139
 4.7.1  Feedback composition with no inputs 140
 4.7.2 State-determined output 145
 4.7.3 Feedback composition with
 inputs 149
 4.7.4 Constructive procedure for feedback
 composition 153
 4.7.5 Exhaustive search 156
 PROBING FURTHER: Constructive semantics 157
 4.7.6 Nondeterministic machines 158
 4.8 Summary 158
 INTERVIEW: Gerard Berry 166
 5 Linear systems 169
 5.1  Operation of an infinite-state machine 170
 BASICS:Functions yielding tuples 172
 5.1.1  Time 173
 BASICS:Matrices and vectors 174
 BASICS:Matrix arithmetic 175
 5.2 Linear functions 176
 5.3 The [A,B,C,D] representation of a discrete
 linear system 179
 5.3.1  Impulse response 181
 5.3.2 One-dimensional SISO systems 183
 5.3.3  Zero-state and zero-input
 response 188
 5.3.4 Multidimensional SISO systems 191
 5.3.5  Multidimensional MIMO systems 199
 PROBING FURTHER: Impulse responses of MIMO
 systems 200
 5.3.6 Linear input-output function 201
 5.4 Continuous-time state-space models 201
 PROBING FURTHER: Approximating continuous-time systems 202
 5.5 Summary 203
 6 Hybrid systems 209
 6.1 Mixed models 211
 6.2 Modal models 213
 6.3 Timed automata 216
 PROBING FORTHER: Internet protocols 224
 6.4 More interesting dynamics 226
 6.5 Supervisory control 231
 6.6 Formal model 237
 6.7 Summary 239
 INTERVIEW: PR. Kumar 244
 7 Frequency domain 247
 7.1  Frequency decomposition 248
 BASICS: Frequencies in Hertz and radians 248
 BASICS: Ranges of frequencies 249
 PROBING FURTHER: Circle of fifths 251
 7.2 Phase 253
 7.3 Spatial frequency 254
 7.4 Periodic and finite signals 255
 7.5 Fourier series 258
 PROBING FURTHER: Uniform convergence of the
 Fourier series 262
 PROBING FURTHER: Mean square convergence
 of the Fourier series 263
 PROBING FURTHER: Dirichlet conditions for
 validity of the Fourier series 263
 7.5.1 Uniqueness of the Fourier series 265
 7.5.2 Periodic, finite, and aperiodic
 signals 266
 7.5.3 Fourier series approximations to
 images 266
 7.6 Discrete-time signals 268
 7.6.1  Periodicity 268
 BASICS: Discrete-time frequencies 269
 7.6.2  The discrete-time Fourier series 270
 7.7 Summary 270
 8 Frequency response 277
 8.1  LTl systems 278
 8.1.1 Time invariance 278
 8.1.2 Linearity 283
 8.1.3 Linearity and time invariance 286
 8.2 Finding and using the frequency
 response 289
 8.2.1  Linear difference and differential
 equations 292
 BASICS: Sinusoids in terms of complex
 exponentials 294
 TIPS AND TRICKS:Phasors 294
 8.2.2 The Fourier series with complex
 exponentials 301
 PROBING FURTHER: Relating DFS coefficients 303
 8.2.3 Examples 304
 8.3 Determining the Fourier series
 coefficients 305
 PROBING FURTHER: Formula for Fourier series
 coefficients 306
 PROBING FURTHER: Exchanging integrals and
 summations 307
 8.3.1 Negative frequencies 307
 8.4 Frequency response and the Fourier series 307
 8.5 Frequency response of composite systems 309
 8.5.1  Cascade connection 309
 8.5.2 Feedback connection 311
 PROBING FURTHER: Feedback systems are LTI 312
 8.6 Summary 315
 INTERVIEW:Dawn Tilbury 323
 9 Filtering 325
 9.1  Convolution 328
 9.1.1  Convolution sum and integral 328
 9.1.2  Impulses 332
 9.1.3 Signals as sums of weighted delta functions 333
 9.1.4  Impulse response and convolution 335
 9.2 Frequency response and impulse response 338
 9.3 Causality 342
 PROBING FURTHER: Causality 342
 9.4 Finite impulse response filters 343
 9.4.1 Design of FIR filters 346
 9.4.2 Decibels 349
 PROBING FURTHER:Decibels 350
 9.5 Infinite impulse response (IIR) filters 351
 9.5.1  Designing IIR filters 352
 9.6 Implementation of filters 355
 9.6.1  MATLAB implementation 355
 PROBING FURTHER:Joua implementation of an
 hTR filter 356
 PROBING FURTHER: Programmable DSP
 implementation of an FIR filter 357
 9.6.2 Signal flow graphs 358
 9.7 Summary 361
 lO The four Fourier transforms 369
 10.1 Notation 370
 10.2 The Fourier series 370
 PROBING FURTHER: Showing inverse relations 372
 10.3 The discrete Fourier transform 376
 10.4 The discrete-time Fourier transform 380
 10.5 The continuous-time Fourier transform 383
 10.6 Fourier transforms versus Fourier series 385
 10.6.1 Fourier transforms of finite signals 385
 10.6.2 Fourier analysis of a speech signal 387
 10.6.3 Fourier transforms of periodic signals 390
 10.7 Properties of Fourier transforms 393
 10.7.1 Convolution 393
 PROBING fURTHER:Multiplying signals 398
 10.7.2 Conjugate symmetry 399
 10.7.3 Time shifting 401
 10.7.4 Linearity 404
 10.7.5 Constant signals 405
 10.7.6 Frequency shifting and modulation 407
 10.8 Summary 408
 INTERVIEW:Jeff Bier 422
 11 Sampling and reconstruction 425
 11.1 Sampling 425
 11.1.1 Sampling a sinusoid 426
 BASICS: Units 426
 11.1.2 Aliasing 426
 11.1.3 Perceived pitch experiment 428
 11.1.4 Avoiding aliasing ambiguities 431
 PROBING FURTHER: Antialiasing for fonts 432
 11.2 Reconstruction 433
 11.2.1 A model for reconstruction 434
 PROBING FURTHER:Sampling 437
 PROBING FURTHER: Impulse trains 438
 11.3 The Nyquist-Shannon sampling theorem 438
 11.4 Summary 442
 12 Stability 447
 12.1 Boundedness and stability 450
 12.1.1 Absolutely summable and absolutely
 integrable 450
 12.1.2 Stability 452
 PROBING FURTHER:Stable systems and their impulse response 453
 12.2 The Z transform 456
 12.2.1 Structure of the region of convergence 458
 12.2.2 Stability and the Z transform 463
 12.2.3 Rational Z tranforms and poles and zeros 463
 12.3 The Laplace transform 467
 12.3.1 Structure of the region of convergence 469
 12.3.2 Stability and the Laplace transform 472
 12.3.3 Rational Laplace tranforms and poles and zeros 474
 12.4 Summary 475
 INTERVlEW: Xavier Rodet 481
 13 Laplace and Z transforms 483
 13.1 Properties of the Z tranform 485
 13.1.1 Linearity 485
 13.1.2 Delay 488
 13.1.3 Convolution 489
 13.1.4 Conjugation 490
 13.1.5 Time reversal 491
 PROBING FURTHER: Derivatives of Z transforms 491
 13.1.6 Multiplication by an exponential 492
 13.1.7 Causal signals and the initial value
 theorem 493
 13.2 Frequency response and pole-zero plots 494
 13.3 Properties of the Laplace transform 497
 13.3.1 Integration 497
 13.3.2 Sinusoidal signals 499
 13.3.3 Differential equations 500
 13.4 Frequency response and pole-zero plots,
 continuous time 501
 13.5 The inverse transforms 503
 13.5.1 Inverse Z transform 503
 13.5.2 Inverse Laplace transform 512
 PROBING FURTHER: Inverse transform as on
 integral 514
 PROBING FURTHER:Differentiation property of the Laplace transform 515
 13.6 Steady-state response 515
 13.7 Linear difference and differential equations 519
 13.7.1 LTI differential equations 525
 13.8 State-space models 530
 13.8.1 Continuous-time state-space models 535
 13.9 Summary 541
 14 Composition and feedback control 549
 14.1 Cascade composition 550
 14.1.1 Stabilization 550
 14.1.2 Equalization 551
 14.2 Parallel composition 557
 14.2.1 Stabilization 558
 14.2.2 Noise cancelation 559
 14.3 Feedback composition 562
 14.3.1 Proportional controllers 564
 14.4 PID controllers 574
 14.5 Summary 580
 A Sets and functions 589
 A. 1 Sets 589
 A.1.1 Assignment and assertion 591
 A.1.2 Sets of sets 592
 A.1.3 Variables and predicates 592
 PROBING FURTHER:Predicates in MATLAB 593
 A.1.4 Quantification over sets 594
 A.1.5 Some useful sets 596
 A.1.6 Set operations: union, intersection,
 complement 597
 A.1.7 Predicate operations 597
 A.1.8 Permutations and combinations 599
 BASICS: Tuples, strings, and sequences 600
 A.1.9 Product sets 601
 A.1.10 Evaluating an expression 605
 A.2 Functions 608
 A.2.1 Defining functions 610
 A.2.2 Tuples and sequences as functions 610
 A.2.3 Function properties 611
 PROBING FURTHER:Infinite sets 612
 PROBING FURTHER:Even bigger sets 613
 A.3 Summary 614
 B Complex numbers 619
 B.1 Imaginary numbers 619
 B.2 Arithmetic of imaginary numbers 621
 B.3 Complex numbers 622
 B.4 Arithmetic of complex numbers 622
 B.5 Exponentials 624
 B.6 Polar coordinates 626
 BASICS: From Cartesian to polar coordinates 627
 Symbols 635
 Index 637
猜您喜欢

读书导航