信號處理與系統分析

前言
第1章信號與系統基本概念
1.1引言
1.2信號的描述和分類
1.2.1信號的描述
1.2.2信號的分類
1.3典型信號
1.4信號的變換與運算
1.4.1信號的變換
1.4.2信號的運算
1.5奇異信號
1.5.1單位斜變信號
1.5.2單位階躍信號
1.5.3單位沖激信號
1.5.4沖激偶信號
1.6信號的分解
1.6.1直流分量與交流分量
1.6.2偶分量與奇分量
1.6.3脈沖分量
1.6.4實部分量與虛部分量
1.6.5正交函數分量
1.6.6利用分形理論描述信號
1.7系統模型及其分類
1.7.1系統模型的概念及作用
1.7.2系統的分類
1.8線性時不變系統的特性分析
習題
第2章連續時間系統時域分析
2.1引言
2.2連續時間系統的描述
2.2.1系統的數學模型
2.2.2系統的框圖表示
2.3微分方程的建立與求解
2.3.1系統的數學模型（微分方程）建立
2.3.2用時域經典法求解微分方程
2.3.3電路系統初始邊界條件確定
2.4零輸入響應與零狀態響應
2.5連續系統的沖激響應與階躍響應
2.5.1連續系統的單位沖激響應
2.5.2連續系統的單位階躍響應
2.6卷積及其性質
2.6.1從信號分解角度導出卷積
2.6.2從信號響應合成角度導出卷積
2.6.3卷積積分限的確定
2.6.4卷積的圖形演示
2.6.5卷積的代數運算
2.6.6卷積的典型運算
習題
第3章連續信號頻域分析
3.1引言
3.2周期信號的傅里葉級數分析
3.2.1周期信號的三角函數傅里葉級數展開
3.2.2周期信號的三角函數傅里葉級數展開的簡化
3.2.3周期信號傅里葉級數展開的覆指數表達形式
3.2.4周期信號的頻域分析
3.2.5有限項級數表示傅里葉級數
3.3典型周期信號的傅里葉級數
3.4傅里葉變換
3.4.1傅里葉變換的由來
3.4.2傅里葉變換中蘊含的工程物理意義
3.5典型非周期信號的傅里葉變換
3.6傅里葉變換的性質
3.7帕塞瓦爾定理
3.8時域卷積定理和頻域卷積定理
3.9周期信號的傅里葉變換
3.9.1一般周期信號的傅里葉變換
3.9.2典型周期信號的傅里葉變換
3.10信號離散化原理與抽樣定理
3.10.1信號離散化原理
3.10.2時域抽樣定理
3.11信號的幅值調制與解調原理
3.12相關系數與相關函數
3.12.1相關系數和相關函數的定義
3.12.2相關函數的應用
3.12.3相關函數與卷積的關系
3.12.4相關定理
3.13信號的能量譜和功率譜
3.13.1能量譜
3.13.2功率譜
3.13.3信號的功率譜函數與自相關函數的關系
習題
第4章連續時間系統頻域分析
4.1引言
4.2系統頻率響應函數概念
4.2.1直接定義系統頻率函數
4.2.2由微分方程求系統頻率響應函數
4.2.3由系統的沖激響應h（t）求系統頻率響應函數
4.2.4由特定激勵求系統頻率響應函數
4.3周期信號的穩態響應
4.3.1正（余）弦信號的響應
4.3.2其他周期信號的響應
4.4非周期信號響應
4.5系統無失真傳輸條件
4.6理想低通濾波器
4.6.1理想低通的頻域特性
4.6.2理想低通濾波器的沖激響應
4.6.3理想低通濾波器的階躍響應
4.6.4理想低通濾波器的矩形脈沖響應
4.7物理可實現系統
4.7.1系統的物理可實現性
4.7.2佩利-維納準則
4.8激勵和響應的能量譜（功率譜）和自相關
4.8.1能量譜和功率譜
4.8.2激勵和響應的自相關
習題
第5章連續時間信號與系統覆頻域分析
5.1引言
5.2拉普拉斯變換
5.2.1頻域分析的局限性
5.2.2拉普拉斯變換的由來
5.2.3拉普拉斯變換的收斂域
5.2.4拉普拉斯變換的基本性質
5.3拉普拉斯逆變換
5.3.1部分分式展開法
5.3.2留數法（圍線積分法）
5.4覆頻域系統函數
5.4.1系統函數定義
5.4.2系統函數求法
5.5系統函數零、極點分布分析
5.5.1系統函數零、極點表達及零、極點圖
5.5.2系統函數零、極點與系統單位沖激響應
5.5.3系統穩定性分析
5.5.4系統函數零、極點分布決定頻率響應
5.6拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系
習題
第6章離散時間信號與系統的時域分析
6.1引言
6.2離散時間序列
6.2.1典型序列
6.2.2序列的周期性
6.2.3序列的運算法則
6.3離散時間系統基本概念及特性
6.3.1線性時不變離散時間系統
6.3.2因果系統
6.3.3穩定系統
6.4離散時間系統的數學模型——差分方程
6.4.1離散時間系統差分方程建立
6.4.2差分方程的框圖表示
6.5常系數線性差分方程的求解
6.5.1叠代法
6.5.2時域經典法
6.6離散時間系統的單位樣值（單位沖激）響應
6.6.1單位樣值響應
6.6.2單位樣值響應的計算
6.6.3單位樣值響應的應用
6.7序列卷積求響應
6.7.1序列卷積和的定義
6.7.2卷積性質在求響應中的應用
6.7.3卷積的求解
習題
第7章序列z變換及離散時間系統的覆頻域分析
7.1z變換的來歷及定義
7.2z變換的表達方式及其收斂域
7.2.1z變換的表達方式
7.2.2z變換的收斂域
7.2.3典型序列的z變換
7.3逆z變換
7.3.1冪級數展開法（長除法）
7.3.2部分分式展開法
7.4z變換的基本性質
7.5z變換與拉普拉斯變換的關系
7.5.1z平面與s平面的映射關系
7.5.2z平面與s平面的轉換關系
7.6利用z變換解差分方程
7.7離散系統的系統函數及離散系統特性分析
7.7.1離散系統函數定義
7.7.2系統函數的零、極點分布對系統特性的影響
7.7.3離散時間系統的穩定性和因果性
7.8離散時間系統的頻率響應
7.8.1離散系統頻率響應的意義
7.8.2頻率響應特性的定性分析
習題
第8章離散時間信號與系統頻域分析
8.1連續與離散時間信號頻譜特點
8.2離散周期序列的傅里葉級數
8.3離散非周期序列的傅里葉變換
8.3.1離散時間傅里葉變換
8.3.2常用信號的離散時間傅里葉變換
8.3.3周期序列的離散時間傅里葉變換
8.3.4離散傅里葉變換
8.4離散傅里葉變換的性質
8.4.1線性性質
8.4.2時移特性
8.4.3頻移特性
8.4.4時域循環卷積（時域圓卷積）特性
8.4.5頻域循環卷積（頻域圓卷積）特性
8.4.6對偶性
8.4.7帕塞瓦爾定理
8.5快速傅里葉變換（FFT）
8.5.1由定義直接計算DFT
8.5.2時域抽取法基2FFT算法
8.6信號頻譜分析
8.7離散系統的頻域分析
8.7.1基本信號激勵下系統的零狀態響應
8.7.2一般信號激勵下系統的零狀態響應
習題
第9章無限脈沖響應數字濾波器的設計
9.1數字濾波器的基本概念
9.2數字濾波器的分類
9.3數字濾波器的技術指標
9.4數字濾波器的實現途徑及結構
9.4.1直接構成法
9.4.2間接構成法
9.5數字濾波器設計方法概述
9.6模擬濾波器的設計
9.6.1模擬低通濾波器的設計指標及逼近方法
9.6.2巴特沃思低通濾波器的設計
9.6.3切比雪夫低通濾波器的設計
9.7頻率變換與模擬高通、帶通、帶阻濾波器的設計
9.7.1模擬高通濾波器設計
9.7.2低通到帶通的頻率變換
9.7.3低通到帶阻的頻率變換
9.8用脈沖響應不變法設計IIR數字低通濾波器
9.9用雙線性變換法設計IIR數字低通濾波器
9.10數字高通、帶通和帶阻濾波器的設計
習題
第10章有限脈沖響應數字濾波器設計
10.1線性相位FIR數字濾波器的約束條件
10.2傅里葉級數法設計FIR數字濾波器
10.2.1傅里葉級數法（窗函數法）設計原理
10.2.2傅里葉級數法（窗函數法）設計FIR濾波器舉例
10.2.3窗函數法的MATLAB設計函數簡介
10.3利用頻域采樣法設計FIR數字濾波器
10.4IIR和FIR數字濾波器的比較
習題
附錄
附錄A卷積表
附錄B拉普拉斯變換表
附錄C逆z變換表
附錄D巴特沃思歸一化低通濾波器參數表
參考文獻