前言
“信号与系统”是电子信息、通信工程、测控技术与仪器、自动控制、电气工程等电类专业的一门重要专业基础课,主要研究信号与线性系统分析的基本概念、原理、方法与工程应用,在教学计划中起着承前启后的作用。它一方面以“高等数学”“工程数学”“电路分析基础”等课程为基础,另一方面又是后续“数字信号处理”“通信原理”“自动控制原理”等专业课程的基础,也是学生将来从事专业技术工作的重要理论基础。
“信号与系统”的主要内容是传统经典的,现有的经典教材注重教学内容的严谨、完美,且加有不少相关专业的内容。在实际教学过程中,一方面授课学时有限,很难将教材的全部内容讲授完整;另一方面还要顾及高校不断扩招后,地方院校本科学生的基础情况。本书的编写目的是通过精选课程的基本内容,删繁就简,使学生尽快掌握本课程的基本概念、基本理论和基本方法。
本书的特点体现在如下几个方面:
1)在教材内容上,以基本原理和基本方法为主导,以三大变换为主线,删除部分与后续专业课相重叠的内容,突显其在通信、控制、电子信息等专业基础方面的地位与作用。
2)在教材组织上,采用先信号后系统、先连续后离散、先时域后变换域,利用类比的方法,循序渐进,注重难点和重点的解释和分析,在保证知识结构完整和内容全面的基础上,尽可能减少公式、性质的推导,避免了一些复杂而烦琐的计算,重在培养学生应用信号与系统的分析、处理方法解决实际问题的能力。
3)在教材的讲解中,穿插了较多的例题用以强化学生对基本概念和原理的理解和掌握。每节配有适当的练习题,以选择和判断为主,主要用于课堂练习。习题的题型与教学内容紧密结合,难易适中,对一些绝大多数高等院校不常涉及的内容,酌情进行调整,以适应现今的教学要求。
4)本书在适当的位置嵌入了二维码,学生可以通过扫描各章节中的二维码,获取相关知识点的动态演示过程,这种可视化的仿真过程很好地将抽象的概念转变为形象、生动、直观的图形显示,从而大大增强了学生对抽象理论知识的理解,提高学生主动学习和继续探索的内在动力。
5)本书提供了基于LabVIEW的信号与系统虚拟仿真实验系统及仿真实验教程。学生在理论学习的基础上,通过自主研发的虚拟仪器实验平台,可相继完成三类不同层次的实验内容:基于教学的基础性实验、综合设计性实验和工程应用实例。该实验平台能够有效地提升学生的学习兴趣,引导学生把理论知识与实际相结合。受本书篇幅所限,读者可以免费索取配套的虚拟仪器仿真实验系统和相关实验教程。
本书适合通信工程、电子信息工程、测控技术与仪器、自动化、计算机科学等相关专业。具体实施可根据专业要求对内容进行取舍,建议学时数为40~72。
本书第1、2章由华宇宁执笔;第3、4章由国一兵执笔;第5、6章由梁英执笔;随书附赠的基于LabVIEW的信号与系统虚拟仿真实验系统及仿真实验教程由华宇宁、李环共同开发和执笔。华宇宁负责全书统稿。此外,在本书的编辑和出版过程中,得到了机械工业出版社的帮助与支持,在此表示诚挚的感谢;还要感谢本书参考文献中的诸位作者,他们的编写理念与思想,对本书的编者很有启发。
由于编者水平有限,书中难免有不足之处,请广大读者批评指正。
编者
商品简介
本书系统地阐述了确定信号与线性非时变系统的基本概念、理论和分析方法。利用类比的方法循序渐进地介绍了本课程从信号到系统、从连续到离散、从时域到变换域的基本内容。全书共6章,内容包括:信号与系统基础知识;连续时间系统的时域分析;连续时间信号与系统的频域和复频域分析;离散时间系统的时域分析;离散时间信号与系统的z域分析。书中采用二维码技术,实现关键知识点的动态演示,可进一步加强学生对抽象理论知识的理解。书中每章配有大量的例题、难点和重点的解释与分析以及章后习题,并且每节都安排有对应知识点的课堂练习题,便于学生自学和教师授课。
本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程、测控技术与仪器、自动化、计算机等相关专业的本科生及成人自学者的教材、教学参考书和考研用书,也可作为相关工程技术人员的参考资料。
本书配有电子教案、仿真实验素材、习题参考答案等电子资源,需要的读者可登录www.cmpedu.com免费注册,审核通过后下载,或联系编辑索取(微信:15910938545,电话:01088379739)。
目录
前言
第1章信号与系统基础知识
1.1信号与系统概述
1.2信号的描述与分类
1.2.1信号的描述
1.2.2信号的分类
1.3典型信号
1.3.1常用连续信号
1.3.2奇异信号
1.4连续信号的运算
1.4.1时移、反褶、尺度变换
1.4.2微分与积分
1.4.3信号的相加和相乘
1.5连续信号的分解
1.5.1直流分量与交流分量
1.5.2偶分量与奇分量
1.5.3信号的脉冲分量分解
1.5.4信号的正交函数分量分解
1.6系统的描述与分类
1.6.1系统的模型
1.6.2系统的模拟框图
1.6.3系统的分类
1.7线性非时变(LTI)系统
1.7.1线性特性
1.7.2非时变性
1.7.3微分与积分特性
1.7.4因果性
1.8线性非时变系统的分析方法及虚拟仪器仿真实验概述
习题
第2章连续时间系统的时域分析
2.1LTI系统的数学模型
2.2微分方程的时域经典解法与系统初始条件的确定
2.2.1微分方程的时域经典解法
2.2.2系统初始条件的确定
2.3零输入响应与零状态响应
2.3.1LTI系统的零输入响应
2.3.2LTI系统的零状态响应
2.4冲激响应与阶跃响应
2.5卷积
2.5.1卷积积分
2.5.2卷积积分的计算
2.5.3卷积积分的性质
2.6LTI系统的全响应及其分解
2.6.1系统全响应的时域求解
2.6.2全响应的分解
习题
>>>>>信号与系统目录<<<<<第3章连续时间信号与系统的频域分析
3.1周期信号的傅里叶级数分析
3.1.1三角函数形式的傅里叶级数
3.1.2指数形式的傅里叶级数
3.1.3函数对称性与傅里叶系数的关系
3.1.4周期信号的功率
3.1.5傅里叶有限项级数与最小均方误差
3.2典型周期信号的傅里叶级数
3.3傅里叶变换
3.4典型非周期信号的傅里叶变换
3.5傅里叶变换的基本性质
3.5.1对称性质
3.5.2线性性质
3.5.3奇偶虚实性
3.5.4尺度变换性质
3.5.5时移特性与频移特性
3.5.6微分特性与积分特性
3.5.7卷积特性
3.6抽样信号的傅里叶变换及抽样定理
3.7LTI系统的频域分析
3.8无失真传输
3.9理想低通滤波器
3.10调制与解调
习题
第4章连续时间信号与系统的复频域分析
4.1拉普拉斯变换的定义
4.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4.1.2拉氏变换的收敛域
4.1.3常用信号的拉氏变换
4.2拉氏变换的基本性质
4.2.1线性性质
4.2.2时域微分与积分性质
4.2.3延时特性
4.2.4s域平移特性
4.2.5尺度变换特性
4.2.6初值定理与终值定理
4.2.7卷积定理
4.2.8复频域微分与积分
4.3拉氏逆变换
4.4系统响应的拉氏变换求解
4.4.1利用拉氏变换求解微分方程
4.4.2利用拉氏变换法分析电路、s域元件模型
4.5系统函数
4.5.1系统函数H(s)定义
4.5.2应用系统函数求响应
4.5.3系统的复频域框图表示
4.6由系统函数零、极点分布决定时域特性
4.6.1系统函数零、极点与冲激响应波形特征的对应
4.6.2E(s)、H(s)的极点分布与自由响应、强迫响应特性的对应
4.7线性系统的稳定性
4.8由系统函数零、极点分布决定频响特性
4.9全通函数与最小相移函数的零、极点分布
习题
第5章离散时间系统的时域分析
5.1离散时间信号——序列
5.1.1序列的描述
5.1.2常用的典型序列
5.1.3序列的运算
5.2LTI离散时间系统的描述和模拟
5.2.1LTI离散时间系统
5.2.2LTI离散时间系统的数学描述
5.2.3LTI离散时间系统的框图
5.3常系数线性差分方程的求解
5.3.1差分方程的递推解法
5.3.2差分方程的时域经典解
5.4零输入响应和零状态响应
5.4.1零输入响应
5.4.2零状态响应
5.5单位样值响应
5.6卷积和
5.6.1卷积和的运算
5.6.2卷积和的性质
5.7离散时间系统的因果性和稳定性
习题
第6章离散时间信号与系统的z域分析
6.1Z变换的定义和收敛域
6.1.1Z变换的定义
6.1.2Z变换的收敛域
6.1.3s平面到z平面的映射
6.2典型序列的Z变换
6.3逆Z变换
6.4Z变换的基本性质
6.4.1线性
6.4.2位移性(时移特性)
6.4.3序列线性加权(z域微分)
6.4.4序列指数加权(z域尺度变换)
6.4.5序列反折
6.4.6卷积定理
6.4.7初值和终值定理
6.5应用Z变换求解差分方程
6.6离散时间系统的系统函数
6.6.1系统函数的定义
6.6.2系统函数的零极点分布与时域特性
6.6.3系统函数与系统的因果性
6.6.4系统函数与系统的稳定性
习题
参考文献
内容摘要
本书系统地阐述了确定信号与线性非时变系统的基本概念、理论和分析方法。利用类比的方法循序渐进地介绍了本课程从信号到系统、从连续到离散、从时域到变换域的基本内容。全书共6章,内容包括:信号与系统基础知识;连续时间系统的时域分析;连续时间信号与系统的频域和复频域分析;离散时间系统的时域分析;离散时间信号与系统的z域分析。书中采用二维码技术,实现关键知识点的动态演示,可进一步加强学生对抽象理论知识的理解。书中每章配有大量的例题、难点和重点的解释与分析以及章后习题,并且每节都安排有对应知识点的课堂练习题,便于学生自学和教师授课。
本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程、测控技术与仪器、自动化、计算机等相关专业的本科生及成人自学者的教材、教学参考书和考研用书,也可作为相关工程技术人员的参考资料。
本书配有电子教案、仿真实验素材、习题参考答案等电子资源,需要的读者可登录www.cmpedu.com免费注册,审核通过后下载,或联系编辑索取(微信:15910938545,电话:01088379739)。
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本书特色:
1)本书全面介绍信号与系统核心原理及实践技能,突出时域分析、连续时间信号与系统的频域和复频域分析,
2)本书为辽宁省虚拟仿真实验教学一流本科课程主干教材。
【内容简介】
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