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第1章 信号与系统的基本概念1

1.1信号概述1

1.2信号的分类1

1.2.1确定性信号与随机信号1

1.2.2连续时间信号与离散时间信号2

1.2.3周期信号与非周期信号2

1.2.4能量信号与功率信号3

1.3单位阶跃信号与单位冲激（脉冲）信号4

1.3.1连续时间单位阶跃信号与单位冲激信号4

1.3.2离散时间单位阶跃信号与单位脉冲信号7

1.4信号的基本运算8

1.4.1连续时间信号的基本运算8

1.4.2离散时间信号的基本运算10

1.5信号的分解13

1.5.1周期信号的正交分解13

1.5.2连续时间信号的时域分解15

1.5.3离散时间信号的时域分解16

1.6系统概述17

1.7系统的分类17

1.7.1线性系统与非线性系统17

1.7.2时变系统与非时变系统18

1.7.3因果系统与非因果系统19

1.7.4稳定系统与非稳定系统20

习题20

习题参考答案23

第2章 连续时间线性时不变系统的时域和s域分析24

2.1电路分析与综合简介24

2.2电路元件简介25

2.3线性电路一般分析方法简介33

2.3.1 KCL、KVL完备的数学形式33

2.3.2 2b法34

2.3.3其他分析方法35

2.4描述连续时间线性时不变系统的微分方程37

2.5连续时间线性时不变系统的响应38

2.5.1连续时间线性时不变系统的初始条件38

2.5.2连续时间线性时不变系统的零输入响应39

2.5.3连续时间线性时不变系统的零状态响应40

2.5.4连续时间线性时不变系统的全响应43

2.6连续时间线性时不变系统的s域分析44

2.6.1拉普拉斯变换44

2.6.2微分方程的拉普拉斯变换求解49

2.6.3电路的s域模型与方程50

2.6.4系统函数与单位冲激响应53

2.6.5系统的稳定性54

2.7复合系统的连接及系统函数55

2.7.1系统的连接形式55

2.7.2复合系统的系统函数56

习题58

习题参考答案60

第3章 离散时间线性时不变系统的时域和z域分析62

3.1描述离散时间线性时不变系统的差分方程62

3.2离散时间线性时不变系统的响应63

3.2.1离散时间线性时不变系统的初始条件与响应的迭代求解63

3.2.2离散时间线性时不变系统的零输入响应64

3.2.3离散时间线性时不变系统的零状态响应65

3.2.4离散时间线性时不变系统的全响应66

3.3 z变换67

3.3.1 z变换的定义67

3.3.2z变换的收敛域68

3.3.3常用序列的z变换70

3.3.4z变换的性质73

3.3.5逆z变换77

3.4离散时间线性时不变系统的z域分析79

3.4.1利用z变换求解差分方程79

3.4.2系统函数与单位脉冲响应81

3.4.3系统的稳定性82

3.5复合系统的连接及系统函数82

习题83

习题参考答案85

第4章 信号的频域分析87

4.1连续时间周期信号的傅里叶级数及频谱87

4.1.1连续时间周期信号的傅里叶级数87

4.1.2傅里叶级数的指数形式87

4.1.3连续时间周期信号的频谱89

4.1.4周期信号的功率谱93

4.2非周期信号的傅里叶变换95

4.2.1从傅里叶级数到傅里叶变换95

4.2.2典型非周期信号的傅里叶变换97

4.2.3傅里叶变换的性质101

4.3连续时间周期信号的傅里叶变换106

4.4离散时间信号的生成与信号重建108

4.4.1采样定理108

4.4.2实际采样与信号重建111

4.5离散时间信号的傅里叶变换115

4.5.1 s平面与z平面的映射关系115

4.5.2离散时间傅里叶变换的定义117

4.5.3离散时间傅里叶变换的基本性质119

4.6离散周期信号的傅里叶级数和傅里叶变换120

4.6.1离散周期信号的傅里叶级数120

4.6.2离散周期信号的傅里叶变换122

习题124

习题参考答案127

第5章 卷积与系统的频域分析130

5.1卷积积分130

5.1.1单位冲激响应的时域求解130

5.1.2零状态响应的卷积积分描述131

5.1.3卷积积分的计算与性质132

5.2连续时间线性时不变系统的频域分析137

5.2.1连续时间线性时不变系统的频率特性137

5.2.2连续时间信号通过系统的频域分析138

5.2.3无失真传输系统143

5.2.4理想模拟滤波器144

5.3卷积和146

5.3.1单位脉冲响应的时域求解146

5.3.2零状态响应的卷积和描述148

5.3.3卷积和的计算与性质148

5.4离散时间线性时不变系统的频域分析152

5.4.1离散时间线性时不变系统的频率特性152

5.4.2离散时间信号通过系统的频域分析153

5.4.3理想数字滤波器153

习题154

习题参考答案156

第6章 离散傅里叶变换159

6.1离散傅里叶变换概述159

6.1.1离散傅里叶变换的定义159

6.1.2离散傅里叶变换与DTFT和z变换的关系161

6.2离散傅里叶变换的性质和圆周卷积163

6.2.1离散傅里叶变换的性质163

6.2.2圆周卷积165

6.3利用DFT计算线性卷积166

6.3.1两个有限长序列的线性卷积166

6.3.2短序列与极长序列的线性卷积167

6.4利用DFT计算信号的频谱167

6.4.1混叠现象168

6.4.2频谱泄漏170

6.4.3栅栏现象172

6.4.4利用DFT进行频谱分析时的参数选择173

6.5快速傅里叶变换174

6.5.1 DFT的运算量分析174

6.5.2减少DFT运算量的基本思路174

6.5.3基2时间抽取FFT算法175

6.5.4基2频率抽取FFT算法177

习题179

习题参考答案180

第7章 模拟滤波器182

7.1模拟滤波器的几个概念182

7.1.1因果系统的一些特性182

7.1.2滤波器逼近182

7.1.3归一化和去归一化183

7.2模拟滤波器设计183

7.2.1模拟滤波器模平方函数183

7.2.2巴特沃思模拟低通滤波器设计184

7.2.3切比雪夫模拟低通滤波器设计187

7.2.4巴特沃思逼近与切比雪夫逼近的比较189

7.2.5利用原型模拟低通滤波器设计模拟高通、带通、带阻滤波器189

7.3无源模拟滤波器的实现191

7.3.1无源单端口LC网络的综合191

7.3.2无源模拟滤波器的综合193

7.4有源模拟滤波器的实现199

7.4.1有源模拟滤波器概述199

7.4.2一阶转移函数实现电路200

7.4.3二阶转移函数实现电路201

习题207

习题参考答案208

第8章 数字滤波器212

8.1数字滤波器原理与类型212

8.2 IIR数字滤波器设计214

8.2.1脉冲响应不变法设计IIR滤波器214

8.2.2双线性变换法设计IIR滤波器217

8.3 FIR数字滤波器设计220

8.3.1线性相位系统及时域特性220

8.3.2窗函数法设计FIR数字滤波器223

8.3.3几种常用的窗函数225

8.3.4频率取样法设计线性相位FIR滤波器229

8.4数字滤波器结构230

8.4.1 IIR数字滤波器结构230

8.4.2 FIR数字滤波器结构233

习题234

习题参考答案236

第9章 现代信号分析与处理简介238

9.1时频分析方法238

9.1.1时频分析的基本概念238

9.1.2短时傅里叶变换239

9.1.3 Wigner-Ville分布240

9.1.4时频分析实例242

9.2小波变换243

9.2.1概述243

9.2.2连续小波变换244

9.2.3离散小波变换250

9.2.4小波分析在信号处理中的应用256

9.3希尔伯特-黄变换258

9.3.1概述258

9.3.2瞬时频率258

9.3.3固有模态函数259

9.3.4希尔伯特谱261

9.3.5希尔伯特-黄变换应用实例261

习题265

习题参考答案265

参考文献266