matlab与信号与系统设计,信号与系统：使用MATLAB分析与实现（原书第2版）

信号与系统：使用MATLAB分析与实现(原书第2版)

出版时间：2017

内容简介

本书系统地论述了信号与系统的理论与应用，并融合了MATLAB仿真分析。第一部分(第0章)首先介绍几个信号处理应用实例作为开篇，然后介绍有关数学基础及仿真工具MATLAB。第二部分(第1~7章)介绍连续时间信号与系统，从连续时间信号的概念、类型(第1章)，连续时间系统的概念、特性、时域描述和分析(第2章)出发，先介绍拉普拉斯变换及其在连续LTI系统分析中的应用(第3章); 然后讲述傅里叶级数(第4章)和傅里叶变换(第5章)及其在连续LTI系统的频域分析和描述中的作用，后两章侧重应用，分别介绍了拉普拉斯分析在控制领域(第6章)，以及傅里叶分析在通信和滤波领域(第7章)的实际应用。第三部分(第8~12章)介绍离散时间信号与系统，这一部分首先阐述抽样定理(第8章)，然后从离散时间信号和系统的概念、表达、时域描述和分析(第9章)出发，介绍Z变换及其在离散LTI系统分析中的应用(第10章)，然后介绍作为Z变换特殊形式的离散时间傅里叶变换(DTFT)(第11章)。第12章介绍了离散滤波器的设计方法。本书适合作为电子信息、通信工程类专业本科生及研究生的教材，也适合从事信号处理、通信工程的专业人士阅读。

译者序Ⅰ

前言Ⅲ

致谢Ⅶ

第一部分绪论

第0章万丈高楼平地起

0.1引言

0.2信号处理应用实例

0.2.1光盘(CD)播放器

0.2.2软件无线电和认知无线电

0.2.3计算机控制系统

0.3连续和离散

0.3.1连续表示和离散表示

0.3.2导数和有限差分

0.3.3积分和求和

0.3.4微分方程和差分方程

0.4复数和实数

0.4.1复数和向量

0.4.2复变函数

0.4.3相量和正弦稳态

0.4.4相量与动态系统的联系

0.5MATLAB软件介绍

0.5.1数值计算

0.5.2符号计算

0.6本章练习题

0.6.1基础题

0.6.2MATLAB实践题

第二部分连续时间信号与系统的理论与应用

第1章连续时间信号

1.1引言

1.2时间依赖信号的分类

1.3连续时间信号

1.3.1基本信号运算——时移和反褶

1.3.2偶信号和奇信号

1.3.3周期信号和非周期信号

1.3.4有限能量信号和有限功率信号

1.4利用基本信号表示连续时间信号

1.4.1复指数信号

1.4.2单位阶跃信号、单位冲激信号和斜变信号

1.4.3信号的通式

1.5特殊信号——抽样冲激序列和sinc信号

1.6基本信号运算——时间尺度变换、频移和频率加窗

1.7我们完成了什么，我们向何处去

1.8本章练习题

1.8.1基础题

1.8.2MATLAB实践题

第2章连续时间系统

2.1引言

2.2系统的概念和分类

2.3线性时不变(LTI)连续时间系统

2.3.1线性

2.3.2时不变性

2.3.3卷积积分

2.4因果性

2.4.1卷积积分的图形计算

2.5有界输入有界输出(BIBO)稳定性

2.6我们完成了什么，我们向何处去

2.7本章练习题

2.7.1基础题

2.7.2MATLAB实践题

第3章拉普拉斯变换

3.1引言

3.2双边拉普拉斯变换

3.2.1LTI系统的特征函数

3.2.2收敛域

3.3单边拉普拉斯变换

3.4单边拉普拉斯变换的性质

3.4.1线性

3.4.2微分

3.4.3积分

3.4.4时移

3.4.5卷积积分

3.5拉普拉斯逆变换

3.5.1单边拉普拉斯变换的逆变换

3.5.2包含指数项函数的逆变换

3.5.3双边拉普拉斯变换的逆变换

3.6LTI系统的分析

3.6.1常微分方程描述的LTI系统

3.6.2卷积积分的计算

3.7我们完成了什么，我们向何处去

3.8本章练习题

3.8.1基础题

3.8.2MATLAB实践题

第4章频率分析： 傅里叶级数

4.1引言

4.2重温特征函数

4.3复指数傅里叶级数

4.3.1线谱——分布在频率上的功率

4.3.2三角傅里叶级数

4.3.3由拉普拉斯求傅里叶系数

4.3.4反褶周期信号反褶、偶信号和奇信号

4.3.5傅里叶级数的收敛性

4.3.6时移和频移

4.4LTI系统对周期信号的响应

4.4.1对周期信号滤波

4.5利用傅里叶级数进行运算

4.5.1周期信号相加

4.5.2周期信号相乘

4.5.3周期信号的导数和积分

4.6我们完成了什么，我们向何处去

4.7本章练习题

4.7.1基础题

4.7.2MATLAB实践题

第5章频率分析： 傅里叶变换

5.1引言

5.2从傅里叶级数到傅里叶变换

5.3傅里叶变换的存在条件

5.4由拉普拉斯变换求傅里叶变换

5.5线性、反比例和对偶

5.5.1线性

5.5.2时间和频率的反比例关系

5.5.3对偶性

5.6谱表示

5.6.1信号调制

5.6.2周期信号的傅里叶变换

5.6.3帕色瓦尔能量关系

5.6.4谱表示的对称性

5.7卷积与滤波

5.7.1滤波基础

5.7.2理想滤波器

5.7.3由极点和零点求频率响应

5.7.4频谱分析仪

5.8补充性质

5.8.1时移

5.8.2微分和积分

5.9我们完成了什么,接下来是什么

5.10本章练习题

5.10.1基础题

5.10.2MATLAB实践题

第6章拉普拉斯分析在控制系统中的应用

6.1引言

6.2系统连接和方框图

6.3在经典控制中的应用

6.3.1稳定性和稳定化

6.3.2一阶和二阶控制系统的暂态分析

6.4LTI系统的状态变量表示

6.4.1标准型实现

6.4.2由状态方程和输出方程求全解

6.4.3系统的外部和内部表示

6.5我们完成了什么,接下来是什么

6.6本章练习题

6.6.1基础题

6.6.2MATLAB实践题

第7章通信和滤波中的傅里叶分析

7.1引言

7.2应用于通信

7.2.1抑制载波调幅(AMSC)

7.2.2商用调幅

7.2.3单边带调幅

7.2.4正交幅度调制和频分复用

7.2.5角调制

7.3模拟滤波

7.3.1滤波基础

7.3.2巴特沃斯低通滤波器设计

7.3.3切比雪夫低通滤波器设计

7.3.4频率变换

7.3.5用MATLAB设计滤波器

7.4我们完成了什么，接下来是什么

7.5本章练习题

7.5.1基础题

7.5.2MATLAB实践题

第三部分离散时间信号与系统的理论与应用

第8章抽样理论

8.1引言

8.2均匀抽样

8.2.1脉冲幅度调制

8.2.2理想冲激抽样

8.2.3原始连续时间信号的重建

8.2.4由sinc函数插值重建信号

8.2.5奈奎斯特香农抽样定理

8.2.6用MATLAB模拟抽样

8.2.7对已调信号抽样

8.3实际抽样

8.3.1抽样保持

8.3.2量化与编码

8.3.3用MATLAB抽样、量化和编码

8.4应用于数字通信

8.4.1脉冲编码调制

8.4.2时分复用

8.5我们完成了什么，我们向何处去

8.6本章练习题

8.6.1基础题

8.6.2MATLAB实践题

第9章离散时间信号与系统

9.1引言

9.2离散时间信号

9.2.1周期信号和非周期信号

9.2.2有限能量和有限功率离散时间信号

9.2.3偶信号和奇信号

9.2.4基本离散时间信号

9.3离散时间系统

9.3.1递归和非递归离散时间系统

9.3.2由差分方程描述的动态离散时间系统

9.3.3卷积和

9.3.4用MATLAB进行线性和非线性滤波

9.3.5离散时间系统的因果性和稳定性

9.4我们完成了什么，我们向何处去

9.5本章练习题

9.5.1基础题

9.5.2MATLAB实践题

第10章Z变换

10.1引言

10.2抽样信号的拉普拉斯变换

10.3双边Z变换

10.3.1收敛域

10.4单边Z变换

10.4.1信号表现与极点

10.4.2用MATLAB计算Z变换

10.4.3卷积和与转移函数

10.4.4离散时间系统的互连

10.4.5初值和终值性质

10.5单边逆Z变换

10.5.1长除法

10.5.2部分分式展开法

10.5.3用MATLAB求逆Z变换

10.5.4差分方程的解

10.5.5双边Z变换的逆变换

10.6状态变量表示

10.6.1状态方程和输出方程的解

10.6.2标准实现

10.7我们完成了什么，我们向何处去

10.8本章练习题

10.8.1基础题

10.8.2MATLAB实践题

第11章离散时间信号与系统的傅里叶分析

11.1引言

11.2离散时间傅里叶变换(DTFT)

11.2.1抽样、Z变换、特征函数和DTFT

11.2.2时间和频率的对偶性

11.2.3用MATLAB计算DTFT

11.2.4时间支撑和频率支撑

11.2.5非周期离散时间信号的能量/功率

11.2.6时移和频移

11.2.7对称性

11.2.8卷积和

11.3离散时间周期信号的傅里叶级数

11.3.1离散时间周期信号的循环表达式

11.3.2复指数离散傅里叶级数

11.3.3与Z变换的联系

11.3.4周期信号的DTFT

11.3.5LTI系统对周期信号的响应

11.3.6循环移位和周期卷积

11.4离散傅里叶变换(DFT)

11.4.1周期离散时间信号的DFT

11.4.2非周期离散时间信号的DFT

11.4.3通过FFT计算DFT

11.4.4线性卷积与循环卷积

11.4.5快速傅里叶变换算法

11.4.6逆DFT的计算

11.5我们完成了什么，我们向何处去

11.6本章练习题

11.6.1基础题

11.6.2MATLAB实践题

第12章离散滤波器设计概论

12.1引言

12.2频率选择离散滤波器

12.2.1相位失真

12.2.2IIR和FIR离散滤波器

12.3滤波器指标

12.3.1频率指标

12.3.2时域指标

12.4IIR滤波器设计

12.4.1IIR离散滤波器的变换设计法

12.4.2巴特沃斯低通离散滤波器的设计

12.4.3切比雪夫低通离散滤波器的设计

12.4.4有理频率变换

12.4.5用MATLAB设计一般IIR滤波器

12.5FIR滤波器设计

12.5.1窗函数设计法

12.5.2窗函数

12.5.3冲激响应的线性相位及对称性

12.6离散滤波器的实现

12.6.1IIR滤波器的实现

12.6.2FIR滤波器的实现

12.7我们完成了什么，我们向何处去

12.8本章练习题

12.8.1基础题

12.8.2MATLAB实践题

附录常用数学公式