信号与系统分析2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

信号与系统分析PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 信号与系统的概念1

1.1 信号的概念1

1.1.1 信号1

1.1.2 信号的分类2

1.1.3 按持续时间对信号的分类6

1.2 基本连续信号7

1.2.1 分段直线的信号7

1.2.2 实指数信号10

1.2.3 复指数信号11

1.2.4 正弦信号与谐波信号12

1.2.5 内插函数12

1.3 冲激函数16

1.3.1 冲激函数的极限形式16

1.3.2 冲激函数与阶跃函数的关系16

1.3.3 冲激函数的性质17

1.3.4 冲激偶19

1.3.5 冲激偶的性质20

1.4 信号的运算21

1.4.1 信号的相加与相乘21

1.4.2 信号的导数与积分22

1.4.3 信号的平移和反褶22

1.4.4 信号的尺度变换23

1.5 信号的时域分解26

1.5.1 任意信号的冲激函数表示26

1.5.2 信号分解为直流分量fD（t）与交流分量fA（t）之和26

1.5.3 信号分解为偶分量fe（t）与奇分量fo（t）之和27

1.6 系统的概念29

1.6.1 系统29

1.6.2 系统描述29

1.6.3 系统的分类30

1.7 系统的性质31

1.7.1 线性性质31

1.7.2 分解性质31

1.7.3 非时变性质32

1.7.4 线性非时变系统的性质33

1.7.5 线性非时变系统34

1.7.6 因果性35

1.8 系统举例36

1.8.1 通信系统36

1.8.2 控制系统37

1.8.3 雷达测距系统37

本章小结38

思考题39

习题140

第2章 连续系统的时域分析45

2.1 系统模型的建立45

2.1.1 电气系统45

2.1.2 机械系统46

2.1.3 机电系统47

2.2 微分方程的经典解法47

2.3 零输入响应和零状态响应49

2.3.1 零输入响应50

2.3.2 零状态响应和全响应52

2.3.3 初始状态的讨论：0－状态和0＋状态53

2.4 冲激响应和阶跃响应54

2.5 卷积积分（简称卷积）55

2.5.1 卷积的意义55

2.5.2 卷积的图解计算56

2.5.3 卷积的解析计算60

2.5.4 卷积的性质62

2.6 系统的互联68

2.7 相关及其应用69

2.7.1 自相关与互相关69

2.7.2 雷达测距系统中应用：延时检测70

2.8 卷积与变换法73

2.9 附录：冲激响应的求法74

本章小结76

思考题78

习题278

第3章 连续系统的拉普拉斯变换分析83

3.1 拉普拉斯变换和收敛域83

3.1.1 拉普拉斯变换的定义83

3.1.2 拉普拉斯变换的收敛域84

3.1.3 三个基本函数的拉普拉斯变换85

3.2 拉普拉斯变换的性质86

3.2.1 线性性质87

3.2.2 时移性质87

3.2.3 频移性质89

3.2.4 尺度变换性质89

3.2.5 时域微分性质90

3.2.6 复频域微分性质91

3.2.7 时域卷积性质92

3.2.8 初值定理92

3.2.9 终值定理93

3.3 拉普拉斯反变换96

3.3.1 部分分式展开法96

3.3.2 应用拉普拉斯变换的性质100

3.4 微分方程的拉普拉斯变换解104

3.4.1 微分方程的解104

3.4.2 系统函数105

3.5 动态电路的拉普拉斯变换分析107

3.5.1 电路元件的s域模型107

3.5.2 电路定律的s域形式109

3.5.3 动态电路的分析110

3.6 系统函数与系统特性114

3.6.1 系统函数的零极点分布114

3.6.2 零极点分布与冲激响应117

3.6.3 系统的稳定性119

3.6.4 系统的强迫响应123

3.6.5 系统的正弦稳态响应125

3.6.6 任意信号输入的零状态响应126

3.7 系统实现131

3.7.1 基本模拟单元及连接方式131

3.7.2 系统实现方式133

3.7.3 采用运算放大器的实现方式137

3.8 信号流图与梅森公式140

3.8.1 信号流图140

3.8.2 信号流图的性质142

3.8.3 梅森（Mason）公式143

3.9 控制系统中的应用：PID控制器146

3.10 系统的频率响应150

3.11 波特图153

3.11.1 常数因子K154

3.11.2 积分和微分因子154

3.11.3 一阶零极点因子155

3.11.4 二阶零极点因子156

3.11.5 从频率响应求系统函数159

3.12 H（s）零极点与滤波器设计160

3.12.1 几何作图法确定频率响应160

3.12.2 低通滤波器162

3.12.3 巴特沃思低通滤波器的实现163

3.12.4 全通滤波器166

3.12.5 最小相位滤波器168

3.13 附录：双边拉普拉斯变换169

本章小结171

思考题173

习题3174

第4章 离散系统的时域分析183

4.1 引言183

4.2 离散时间信号及其时间特性184

4.2.1 离散时间信号及其描述方法184

4.2.2 基本离散时间信号186

4.2.3 离散信号的运算190

4.3 离散系统的描述及其性质192

4.3.1 离散系统的数学模型192

4.3.2 系统的性质194

4.4 差分方程的解法195

4.4.1 差分方程的迭代解法196

4.4.2 差分方程的经典解法198

4.4.3 零输入响应和零状态响应200

4.4.4 离散系统的初始状态202

4.5 冲激序列响应与阶跃序列响应205

4.6 离散卷积207

4.6.1 卷积和的意义207

4.6.2 离散卷积的性质208

4.6.3 离散卷积的计算209

4.7 系统的互联215

4.8 地震勘探系统中的应用：反卷积及其应用216

4.9 附录：离散冲激序列响应的计算217

本章小结219

思考题220

习题4221

第5章 离散系统的z变换分析225

5.1 z变换及收敛域225

5.1.1 z变换的定义225

5.1.2 z变换的收敛域226

5.1.3 几个基本信号的z变换227

5.2 z变换的性质228

5.2.1 线性性质228

5.2.2 乘以ak（z域尺度变换）229

5.2.3 移序性质230

5.2.4 z域微分231

5.2.5 时域卷积231

5.2.6 时域求和232

5.2.7 初值与终值定理232

5.3 z反变换234

5.3.1 幂级数展开法235

5.3.2 部分分式展开法236

5.4 差分方程的z变换解239

5.4.1 差分方程的解240

5.4.2 系统函数240

5.5 系统函数与系统特性243

5.5.1 系统函数的零点和极点244

5.5.2 零极点分布与冲激响应245

5.5.3 因果性与稳定性248

5.5.4 系统的强迫响应249

5.5.5 系统的正弦稳态响应250

5.6 系统实现251

5.6.1 离散系统的连接251

5.6.2 离散系统的实现方法252

5.7 离散系统的频率响应255

5.7.1 频率响应的特点255

5.7.2 频率特性的几何确定法257

5.7.3 全通滤波器260

5.7.4 最小相位系统261

5.8 z变换与拉普拉斯变换的关系263

5.9 电视机系统中的应用：数字梳状滤波器265

5.10 附录：双边z变换267

本章小结270

思考题271

习题5272

第6章 连续信号的傅里叶级数分析277

6.1 三角型傅里叶级数277

6.1.1 傅里叶系数的计算277

6.1.2 傅里叶单边频谱279

6.1.3 周期信号的分解与合成281

6.2 指数型傅里叶级数282

6.2.1 傅里叶系数间的关系282

6.2.2 傅里叶系数与信号的对称性285

6.2.3 周期信号的功率与帕塞瓦尔定理287

6.3 周期信号的频谱分析288

6.3.1 频谱的概念288

6.3.2 周期矩形脉冲的频谱291

6.3.3 信号的有效带宽294

6.3.4 收敛率与吉布斯现象295

6.4 傅里叶级数的性质296

6.4.1 时间移位296

6.4.2 尺度变换296

6.4.3 反褶297

6.4.4 微分297

6.5 周期信号激励下的系统响应299

6.5.1 正弦信号激励时的响应299

6.5.2 非正弦周期信号激励时的响应300

6.6 电力系统中的应用：电力系统谐波分析303

6.7 附录：Fn的数值计算305

本章小结307

思考题308

习题6309

第7章 连续信号的傅里叶变换分析314

7.1 傅里叶变换314

7.1.1 傅里叶变换的定义314

7.1.2 傅里叶反变换316

7.1.3 幅度频谱与相位频谱316

7.1.4 三个基本傅里叶变换对317

7.1.5 傅里叶变换与拉普拉斯变换的关系319

7.2 傅里叶变换的性质320

7.2.1 线性性质321

7.2.2 时移性质与相位相关算法322

7.2.3 频移性质与调制定理324

7.2.4 尺度变换性质与时间带宽积326

7.2.5 对偶性质329

7.2.6 时域卷积定理330

7.2.7 频域卷积定理332

7.2.8 时域微分性质333

7.2.9 时域积分性质333

7.2.10 频域微分性质336

7.2.11 帕塞瓦尔定理338

7.3 周期信号的傅里叶变换340

7.3.1 正弦信号的傅里叶变换340

7.3.2 一般周期信号的傅里叶变换341

7.4 傅里叶反变换343

7.5 无失真传输与理想滤波器345

7.5.1 信号的无失真传输346

7.5.2 理想低通滤波器348

7.5.3 信号与系统的二维视角351

7.6 通信系统中的应用：调制与解调352

7.6.1 双边带（DSB）AM352

7.6.2 AM信号的解调354

7.6.3 频率多路复用357

7.6.4 单边带（SSB）AM358

7.7 附录：F（jω）的数值计算361

本章小结363

思考题364

习题7365

第8章 采样信号的傅里叶分析371

8.1 时域采样与采样定理371

8.1.1 理想采样371

8.1.2 自然采样373

8.1.3 时域采样定理374

8.2 采样定理的应用379

8.2.1 抗混叠滤波器379

8.2.2 采样示波器379

8.3 信号重构381

8.3.1 理想内插381

8.3.2 实际内插382

8.4 离散时间傅里叶变换（DTFT）384

8.4.1 采样信号的频谱与DTFT385

8.4.2 DTFT与z变换的关系388

8.4.3 DTFT的计算389

8.5 离散时间傅里叶级数（DTFS）391

8.5.1 周期信号采样与DTFS391

8.5.2 四种傅里叶变换的关系395

8.6 频域采样定理396

8.7 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）397

8.7.1 离散傅里叶变换（DFT）397

8.7.2 快速傅里叶变换（FFT）399

8.7.3 离散傅里叶变换的误差源401

8.7.4 FFT参数的选取405

8.8 异步电动机故障检测中的应用：转子断条检测407

本章小结408

思考题410

习题8410

第9章 系统的状态变量分析415

9.1 状态模型415

9.1.1 状态和状态变量415

9.1.2 状态方程的一般形式416

9.2 连续系统状态方程的建立417

9.2.1 电路的状态方程417

9.2.2 由系统函数求状态方程419

9.2.3 由微分方程组或方框图求状态方程425

9.3 连续系统状态方程的解426

9.4 离散系统状态方程的建立431

9.5 离散系统状态方程的解433

9.6 状态变量滤波器的分析与设计436

9.7 附录：状态方程的时域解438

9.7.1 连续系统状态方程的时域解438

9.7.2 离散系统状态方程的时域解441

本章小结443

思考题444

习题9444

附录A MATLAB的基本知识及常用函数449

附录B 三大变换的性质和常用变换对456

附录C 常用周期信号的傅里叶级数461

附录D 常用数学公式462

部分习题答案463

参考文献474