信號(hào)與系統(tǒng)：理論、方法和應(yīng)用

第一章  緒論                  
 1. 1  信息. 信號(hào)和系統(tǒng)                  
 1. 1. 1  信息. 信號(hào)和系統(tǒng)                  
 1. 1. 2  信號(hào)和系統(tǒng)問題                  
 1. 2  系統(tǒng)分析與綜合和信號(hào)分析與處理                  
 1. 2. 1  系統(tǒng)分析與綜合                  
 1. 2. 2  信號(hào)分析與處理                  
 1. 3  信號(hào)與系統(tǒng)的內(nèi)容體系                  
 第二章  信號(hào)和系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述及性質(zhì)                  
 2. 1  信號(hào)的數(shù)學(xué)描述和分類                  
 2. 1. 1  信號(hào)的數(shù)學(xué)描述                  
 2. 1. 2  信號(hào)的分類                  
 2. 2  信號(hào)的運(yùn)算和變換                  
 2. 2. 1  信號(hào)的基本運(yùn)算                  
 2. 2. 2  自變量變換導(dǎo)致的信號(hào)變換                  
 2. 3  基本的連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間信號(hào)                  
 2. 3. 1  單位階躍與單位沖激信號(hào)                  
 2. 3. 2  復(fù)指數(shù)信號(hào)與正弦信號(hào)                  
 2. 4  信號(hào)的時(shí)域特性                  
 2. 4. 1  信號(hào)的周期性. 周期信號(hào)與非周期信號(hào)                  
 2. 4. 2  信號(hào)的時(shí)域?qū)ΨQ性質(zhì)                  
 2. 4. 3  信號(hào)的大小. 能量和功率                  
 2. 5  信號(hào)的內(nèi)積和相關(guān)函數(shù)                  
 2. 5. 1  用一個(gè)信號(hào)近似另一個(gè)信號(hào)                  
 2. 5. 2  信號(hào)的內(nèi)積                  
 2. 5. 3  才目關(guān)函數(shù)和才目關(guān)序列                  
 *2. 6  信號(hào)空間                  
 2. 6. 1  信號(hào)與矢量的類比                  
 2. 6. 2  信號(hào)空間                  
 2. 7  系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和分類                  
 2. 7. 1  系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和描述方法                  
 2. 7. 2  系統(tǒng)的分類                  
 2. 8  系統(tǒng)的相互聯(lián)聯(lián)接與系統(tǒng)的等價(jià)或等效                  
 2. 8. 1  系統(tǒng)的基本連接方式                  
 2. 8. 2  系統(tǒng)的等價(jià)和等效                  
 2. 9  連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間基本系統(tǒng)                  
 2. 10  系統(tǒng)的性質(zhì)                  
 2. 10. 1  無記憶性和記憶性                  
 2. 10. 2  因果性. 非因果和反因果                  
 2. 10. 3  穩(wěn)定性                  
 2. 10. 4  可逆性與逆系統(tǒng)                  
 2. 10. 5  時(shí)不變性                  
 2. 10. 6  線性性質(zhì)和增量線性系統(tǒng)                  
 2. 11  線性時(shí)不變系統(tǒng)和用微分或差分方程描述的系統(tǒng)                  
 習(xí)題                  
 第三章  信號(hào)卷積和LTI系統(tǒng)的時(shí)域分析                  
 3. 1  引言                  
 3. 2  分析線性時(shí)不變系統(tǒng)的基本思想和方法                  
 3. 3  用單位沖激表示信號(hào)的表示法                  
 3. 4  連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的卷積關(guān)系                  
 3. 4. 1  卷積和與卷積積分                  
 3. 4. 2  卷積的求解和計(jì)算                  
 3. 5  卷積的性質(zhì)及其在LTI系統(tǒng)分析中的作用                  
 3. 5. 1  卷積的代數(shù)運(yùn)算規(guī)則                  
 3. 5. 2  涉及單位沖激的卷積及卷積的時(shí)移性質(zhì)                  
 3. 5. 3  卷積的微分或差分與積分或疊加                  
 3. 5. 4  卷積與相關(guān)函數(shù)的關(guān)系                  
 3. 6  卷積的收斂和周期卷積                  
 3. 6. 1  卷積積分及卷積和的收斂                  
 3. 6. 2  周期卷積                  
 3. 7  線性時(shí)變系統(tǒng)和時(shí)變卷積                  
 3. 8  單位沖激響應(yīng)及其表征的LTI系統(tǒng)的性質(zhì)                  
 3. 8. 1  LTI系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)                  
 3. 8. 2  單位沖激響應(yīng)表征的LTI系統(tǒng)性質(zhì)                  
 3. 9  杜哈米爾積分和LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)                  
 3. 9. 1  杜哈米爾積分及其離散時(shí)間對(duì)偶                  
 3. 9. 2  LTI系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)                  
 3. 10  奇異函數(shù)及其在信號(hào)與系統(tǒng)理論和方法中的作用                  
 3. 10. 1  奇異函數(shù)                  
 3. 10. 2  LTI系統(tǒng)卷積關(guān)系的一般化                  
 習(xí)題                  
 第四章  用微分方程和差分方程描述的系統(tǒng)                  
 4. 1  引言                  
 4. 2  遞歸系統(tǒng)和非遞歸系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)                  
 4. 3  經(jīng)典的時(shí)域分析方法：微分方程和差分方程解法                  
 4. 3. 1  線性常系數(shù)微分方程所描述系統(tǒng)的方程求解                  
 4. 3. 2  線性常系數(shù)差分方程所描述之系統(tǒng)的方程解法                  
 4. 3. 3  線性常系數(shù)差分方程的遞推算法                  
 4. 4  用微分方程和差分方程所描述系統(tǒng)的性質(zhì)                  
 4. 4. 1  記憶性和無記憶性                  
 4. 4. 2  線性性質(zhì)和增量線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)                  
 4. 4. 3  時(shí)不變性和因果性                  
 4. 5  用微分或差分方程描述的因果系統(tǒng)：零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)                  
 4. 5. 1  實(shí)際因果系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述                  
 4. 5. 2  起始條件轉(zhuǎn)換到初始條件                  
 4. 5. 3  零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)                  
 4. 6  用微分和差分方程表征的因果LTl系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)                  
 4. 6. 1  兩個(gè)LTI系統(tǒng)級(jí)聯(lián)的方法                  
 4. 6. 2  方程兩邊函數(shù)項(xiàng)匹配的方法                  
 4. 6. 3  FIR系統(tǒng)和IIR系統(tǒng)                  
 * 4. 6. 4  微分和差分方程表征的因果LTl系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可逆性                  
 4. 7  用微分和差分方程表征的因果LTl系統(tǒng)的直接實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)                  
 4. 7. 1  系統(tǒng)的模擬和仿真                  
 4. 7. 2  用差分方程表征的因果LTI系統(tǒng)的直接實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)                  
 4. 7. 3  用微分方程表征的因果LTl系統(tǒng)的直接實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)                  
 習(xí)題                  
 第五章  信號(hào)和系統(tǒng)的變換域表示法                  
 5. 1  引言                  
 5. 2  LTI系統(tǒng)對(duì)復(fù)指數(shù)信號(hào)的響應(yīng)                  
 5. 2. 1  LTl系統(tǒng)對(duì)復(fù)指數(shù)輸入的響應(yīng)                  
 5. 2. 2  頻域和復(fù)頻域                  
 5. 3  周期信號(hào)的頻域表示法：連續(xù)和離散傅里葉級(jí)數(shù)                  
 5. 3. 1  連續(xù)和離散傅里葉級(jí)數(shù)                  
 5. 3. 2  連續(xù)和離散傅里葉級(jí)數(shù)的收斂                  
 5. 3. 3  周期信號(hào)和序列的頻譜                  
 5. 3. 4  LTl系統(tǒng)對(duì)周期輸入的響應(yīng)                  
 5. 4  非周期函數(shù)和序列的頻域表示法：連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換                  
 5. 4. 1  連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換                  
 5. 4. 2  傅里葉變換的收斂                  
 5. 4. 3  連續(xù)和離散時(shí)間傅里葉變換的典型例子                  
 5. 4. 4  非周期信號(hào)的頻譜和LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)                  
 5. 4. 5  傅里葉變換的極坐標(biāo)表示與波特圖                  
 5. 5  周期信號(hào)和序列的傅里葉變換表示法                  
 5. 5. 1  周期信號(hào)和序列的傅里葉變換                  
 5. 5. 2  離散傅里葉變換(DFT)                  
 5. 6  奇異函數(shù)及其離散時(shí)間對(duì)偶的傅里葉變換                  
 5. 7  時(shí)間函數(shù)和序列的復(fù)頻域表示法：拉普拉斯變換和Z變換                  
 5. 7. 1  拉氏變換和Z變換                  
 5. 7. 2  拉氏變換和Z變換的零. 極點(diǎn)分布                  
 5. 7. 3  拉氏變換和Z變換收斂域的性質(zhì)                  
 5. 7. 4  反拉氏變換和反Z變換                  
 5. 8  信號(hào)的復(fù)頻譜和LTl系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)                  
 習(xí)題                  
 第六章  變換的性質(zhì)及其揭示的時(shí)域. 頻域. 復(fù)頻域之間的關(guān)系                  
 6. 1  引言                  
 6. 2  線性性質(zhì)                  
 6. 3  時(shí)移和頻移性質(zhì)                  
 6. 3. 1  時(shí)移性質(zhì)                  
 6. 3. 2  頻移性質(zhì)                  
 6. 4  變換的對(duì)稱性質(zhì)                  
 6. 4. 1  對(duì)稱性質(zhì)                  
 6. 4. 2  時(shí)域的對(duì)稱特性與頻域和復(fù)頻域?qū)ΨQ特性之間的關(guān)系                  
 6. 5  卷積性質(zhì)                  
 6. 5. 1  時(shí)域卷積性質(zhì)                  
 6. 5. 2  頻域卷積性質(zhì)                  
 * 6. 5. 3  復(fù)頻域卷積性質(zhì)(復(fù)卷積定理)                  
 6. 6  時(shí)域微分或差分和積分或累加, 變換域微分和積分                  
 6. 6. 1  時(shí)域微分或差分與積分或累加性質(zhì)                  
 6. 6. 2  頻域及復(fù)頻域的微分和積分性質(zhì)                  
 6. 7  抽樣定理                  
 6. 7. 1  時(shí)域抽樣定理                  
 6. 7. 2  頻域抽樣定理                  
 6. 8  尺度變換性質(zhì)                  
 6. 8. 1  連續(xù)時(shí)間尺度比例變換                  
 6. 8. 2  離散時(shí)間的尺度變換特性：抽取和內(nèi)插                  
 6. 9  相關(guān)定理和帕什瓦爾定理, 能量譜與功率譜                  
 *6. 10  希爾伯特變換                  
 6. 10. 1  因果時(shí)間函數(shù)或序列傅里葉變換的實(shí)部或虛部自滿性                  
 6. 10. 2  解析信號(hào)的希爾伯特變換表示法                  
 6. 10. 3  希爾伯特變換及其性質(zhì)                  
 6. 11  傅里葉變換和傅里葉級(jí)數(shù)的對(duì)偶性                  
 6. 11. 1  連續(xù)傅里葉變換的對(duì)偶性                  
 6. 11. 2  離散傅里葉級(jí)數(shù)(DFS)的對(duì)偶性                  
 6. 11. 3  離散時(shí)間傅里葉變換與連續(xù)傅里葉級(jí)數(shù)之間的對(duì)偶性                  
 6. 12  拉氏變換與Z變換的初值和終值定理                  
 6. 12. 1  初值定理                  
 6. 12. 2  終值定理                  
 6. 13  拉氏變換與Z變換之間的類比關(guān)系                  
 習(xí)題                  
 第七章  系統(tǒng)的變換域分析                  
 7. 1  LTI系統(tǒng)的變換域分析方法                  
 7. 1. 1  LTI系統(tǒng)的變換域求解                  
 7. 1. 2  用微分方程和差分方程描述的LTl系統(tǒng)的變換域分析                  
 7. 1. 3  部分分式展開求反變換的方法                  
 7. 2  用微分方程和差分方程描述的因果系統(tǒng)的復(fù)頻域分析                  
 7. 2. 1  單邊拉氏變換和單邊Z變換                  
 7. 2. 2  零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的復(fù)頻域求解                  
 7. 3  由系統(tǒng)函數(shù)和頻率響應(yīng)表征的LTI系統(tǒng)性質(zhì)                  
 7. 3. 1  頻率響應(yīng)和系統(tǒng)函數(shù)表征的LTl系統(tǒng)之性質(zhì)                  
 7. 3. 2  LTI系統(tǒng)互聯(lián)的頻率響應(yīng)和系統(tǒng)函數(shù)                  
 7. 4  系統(tǒng)函數(shù)收斂域和零極點(diǎn)分布反映的時(shí)域特性                  
 7. 4. 1  收斂域和零. 極點(diǎn)分布反映的時(shí)域分布特性                  
 7. 4. 2  收斂域和極點(diǎn)決定單位沖激響應(yīng)組成分量的函數(shù)形式                  
 7. 4. 3  自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng), 暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)                  
 7. 5  系統(tǒng)零. 極點(diǎn)分布確定LTI系統(tǒng)頻率響應(yīng)                  
 7. 5. 1  頻率響應(yīng)的幾何求值                  
 7. 5. 2  全極點(diǎn)系統(tǒng)和全零點(diǎn)系統(tǒng)                  
 7. 6  一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)                  
 7. 6. 1  一階系統(tǒng)                  
 7. 6. 2  二階系統(tǒng)                  
 7. 7  全通系統(tǒng)和最小相移系統(tǒng)                  
 7. 7. 1  全通函數(shù)和全通系統(tǒng)                  
 7. 7. 2  最小相移函數(shù)和最小相移系統(tǒng)                  
 7. 8  LTl系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和方框圖表示                  
 7. 8. 1  直接型實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變換域表示                  
 7. 8. 2  級(jí)聯(lián)型實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)                  
 7. 8. 3  并聯(lián)型實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)                  
 *7. 9  系統(tǒng)的信號(hào)流圖表示法                  
 習(xí)題                  
 第八章  信號(hào)與系統(tǒng)理論和方法的主要應(yīng)用                  
 8. 1  引言                  
 8. 2  信號(hào)無失真?zhèn)鬏敾蛱幚淼臈l件. 均衡                  
 8. 2. 1  信號(hào)無失真?zhèn)鬏敽吞幚淼臈l件                  
 8. 2. 2  頻域均衡和時(shí)域均衡                  
 8. 3  濾波和濾波器                  
 8. 3. 1  濾波                  
 8. 3. 2  理想選擇性濾波器                  
 8. 3. 3  用微分方程和差分方程描述的非理想頻率選擇性濾波器                  
 8. 3. 4  低通. 高通和帶通等不同類型之間的變換                  
 8. 4  信號(hào)設(shè)計(jì)和信號(hào)加窗                  
 8. 4. 1  信號(hào)設(shè)計(jì)                  
 8. 4. 2  信號(hào)加窗和窗函數(shù)                  
 8. 5  調(diào)制與解調(diào)                  
 8. 5. 1  正弦幅度調(diào)制和解調(diào)                  
 8. 5. 2  正弦幅度調(diào)制的某些應(yīng)用                  
 8. 5. 3  脈沖幅度調(diào)制                  
 8. 6  多路復(fù)用                  
 8. 6. 1  頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用                  
 * 8. 6. 2  正交復(fù)用和碼分復(fù)用                  
 8. 7  連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換                  
 8. 7. 1  連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換                  
 8. 7. 2  離散時(shí)間信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換和量化                  
 8. 7. 3  零階保持抽樣和重建. 抗混疊濾波器                  
 8. 8  連續(xù)時(shí)間信號(hào)的離散時(shí)間處理                  
 *8. 9  抽樣率的轉(zhuǎn)換. 離散時(shí)間多抽樣率處理                  
 8. 9. 1  抽樣率轉(zhuǎn)換                  
 8. 9. 2  整數(shù)倍增抽樣和減抽樣                  
 8. 9. 3  有理比L／M的抽樣率轉(zhuǎn)換                  
 8. 9. 4  多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理和多抽樣率系統(tǒng)                  
 8. 10  連續(xù)和離散時(shí)間系統(tǒng)之間的變換                  
 8. 10. 1  沖激響應(yīng)不變法                  
 8. 10. 2  微分方程的后向差分近似                  
 8. 10. 3  雙線性變換                  
 習(xí)題                  
 第九章  系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析                  
 9. 1  引言                  
 9. 1. 1  從單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)到多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)                  
 9. 1. 2  從系統(tǒng)的輸入輸出描述到系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述                  
 9. 2  系統(tǒng)狀態(tài)變量描述的概念和術(shù)語(yǔ)                  
 9. 2. 1  系統(tǒng)用狀態(tài)變量描述的基本依據(jù)                  
 9. 2. 2  系統(tǒng)狀態(tài)變量描述的基本術(shù)語(yǔ)                  
 9. 3  系統(tǒng)狀態(tài)變量描述的數(shù)學(xué)模型                  
 9. 3. 1  離攻時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述                  
 9. 3. 2  連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)變量描述                  
 9. 4  建立系統(tǒng)狀態(tài)變量數(shù)學(xué)描述的方法                  
 9. 5  系統(tǒng)狀態(tài)變量描述的編寫                  
 9. 5. 1  直接規(guī)劃法                  
 9. 5. 2  級(jí)聯(lián)和并聯(lián)規(guī)劃法                  
 9. 5. 3  多輸入多輸出系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的編寫                  
 9. 5. 4  系統(tǒng)狀態(tài)變量描述到輸入輸出描述的轉(zhuǎn)換                  
 9. 6  用狀態(tài)變量描述的系統(tǒng)的求解方法                  
 9. 6. 1  矢量微分方程和差分方程的時(shí)域解法                  
 9. 6. 2  矢量微分方程和差分方程的變換域解法                  
 9. 7  狀態(tài)矢量的線性變換                  
 *9. 8  系統(tǒng)的可控制性和可觀察性                  
 9. 8. 1  系統(tǒng)的可控制性                  
 9. 8. 2  系統(tǒng)的可觀察性                  
 9. 8. 3  A矩陣對(duì)角化狀態(tài)變量描述下系統(tǒng)的可控性和可觀性                  
 習(xí)題                  
 參考文獻(xiàn)