1 信號與係統的基本概念
1.0 引言
1.1 信號與係統的基本概念
1.1.1 信號的描述與信號的分類
1.1.2 係統的錶示與分類
1.2 基本的連續時間信號
1.2.1 連續時間復指數信號與正弦信號
1.2.2 奇異信號
1.2.3 其他連續時間信號
1.3 基本的離散時間信號
1.3.1 單位脈衝序列和單位階躍序列及其相關序列
1.3.2 離散時間復指數信號與正弦信號
1.4 信號的組閤運算與自變量變換
1.4.1 信號的組閤運算
1.4.2 信號的自變量變換
1.5 係統的描述
1.5.1 係統的模型
1.5.2 係統的互聯
1.6 係統的基本性質
1.6.1 綫性係統和非綫性係統
1.6.2 時變係統和時不變係統
1.6.3 增量綫性係統
1.6.4 記憶係統與無記憶係統
1.6.5 因果性與因果係統
1.6.6 可逆性與可逆係統
1.6.7 係統的穩定性
習題1
2 LTI係統的時域分析
2.0 引言
2.1 連續時間LTI係統的時域分析
2.1.1 信號的脈衝分解：用φ(t)錶示連續時間信號
2.1.2 連續時間LTI係統的捲積積分與單位衝激響應
2.1.3 捲積積分的圖示法
2.1.4 捲積積分的性質
2.2 離散時間LTI係統的時域分析
2.2.1 離散時間信號的脈衝分解：用φ(n)錶示離散時間信號
2.2.2 離散時間LTI係統的捲積和與單位脈衝響應
2.2.3 捲積和的性質
2.3 單位衝激／脈衝響應與LTI係統性質
2.3.1 LTI係統的可逆性與可逆 係統
2.3.2 LTI係統的穩定性
2.3.3 LTI係統的因果性
2.3.4 LTI係統的單位階躍響應
2.3.5 LTI係統的特徵函數
2.4 LTI係統的微分、差分方程描述
2.4.1 連續時間LTI係統微分方程描述及其經典解法
2.4.2 離散時間LTI係統的數學模墨及其差分方程的經典求解
2.5 LTI係統的響應分解：零狀態響應和零輸入響應
2.6 LTI係統的框圖錶示
2.7 LTI係統的Matlab求解與仿真
2.7.1 連續時間LTI係統的求解
2.7.2 離散時間LTI係統的求解
2.7.3 捲積計算
2.7.4 LTI係統的仿真
習題2
3 連續時間信號與係統的頻域分析
3.0 引言
3.1 連續時間周期信號的諧波復指數信號錶示：連續時間傅裏葉級數
3.1.1 連續時間傅裏葉級數
3.1.2 典型周期信號的傅裏葉級數展開
3.1.3 連續時間傅裏葉級數的收斂與周期信號傅裏葉級數的近似錶示
3.2 非周期信號的復指數信號的錶示：連續時間傅裏葉變換
3.2.1 非周期信號的傅裏葉變換的導齣
3.2.2 連續時間傅裏葉變換的收斂性
3.2.3 典型連續時間信號的傅裏葉變換對
3.3 連續時間周期信號的傅裏葉變換
3.4 連續時間傅裏葉變換的性質
3.4.1 綫性性質
3.4.2 時移性質
3.4.3 頻移性質
3.4.4 共軛性及共軛對稱性
3.4.5 微分與積分
3.4.6 時間與頻率的尺度變換
3.4.7 對偶性
3.4.8 帕斯瓦爾(Paseval)定理
3.4.9 時域捲積性質
3.4.1 0 調製性質(頻域捲積)
3.5 連續時間LTI係統的頻域分析
3.5.1 連續時間LTI係統的頻率響應
3.5.2 連續時間LTI係統的零狀態響應的頻域求解
3.5.3 用綫性常係數微分方程錶徵的LTI係統
3.5.4 周期信號激勵下的係統響應
3.5.5 電路係統的頻域求解
3.5.6 信號的不失真傳輸
3.5.7 信號的濾波與理想濾波器
3.5.8 利用Matlab實現頻域的數值求解
習題3
4 離散時間信號與係統的頻域分析
4.0 引言
4.1 離散時間周期信號的諧波錶示：離散時間傅裏葉級數(DFS)
4.2 離散時間非周期信號的復指數錶示：離散時間傅裏葉變換(DTFT)
4.2.1 離散時間傅裏葉變換的導齣
4.2.2 離散時間傅裏葉變換的收斂性
4.2.3 典型離散時間非周期信號的傅裏葉變換對
4.3 離散時間周期信號的傅裏葉變換
4.4 離散時間傅裏葉變換的性質
4.4.1 離散時間傅裏葉變換的周期性
4.4.2 綫性性質
4.4.3 時域平移與頻域平移性質
4.4.4 共軛與共軛對稱性
4.4.5 時域差分與纍加
4.4.6 時域擴展
4.4.7 頻域微分
4.4.8 時域捲積和性質
4.4.9 調製性質
4.4.10 帕斯瓦爾定理
4.5 對偶性
4.5.1 離散傅裏葉級數的對偶性
4.5.2 離散時間傅裏葉變換與連續時間傅裏葉級數之間的對偶性
4.6 離散時間LTI係統的頻域分析
4.6.1 離散時間LTI係統的頻率響應
4.6.2 離散時間LTI係統的零狀態響應的頻域求解
4.6.3 用綫性常係數差分方程錶徵的LTI係統
4.6.4 離散時間信號的濾波與理想濾波器
4.7 基於.Matlab的離散時間信號與LTI係統分析
4.7.1 離散時間周期信號傅裏葉級數的計算
4.7.2 絕對可和序列的頻譜計算與顯示
4.7.3 根據差分方程計算係統的頻率響應
習題4
5 采樣與調製
5.0 引言
5.1 連續時間信號的時域采樣定理
5.1.1 衝激串采樣：采樣定理
5.1.2 用樣值序列重建或錶示連續時間信號
5.1.3 零階保持采樣
5.2 信號的欠采樣
5.3 離散時間信號的時域采樣定理
5.3.1 脈衝串采樣
5.3.2 離散時間信號的抽取與內插
5.4 連續時間係統的離散時間實現
5.5 正弦載波幅度調製
5.5.1 雙邊帶正弦載波幅度調製(DSB)與同步解調
5.5.2 頻分復用
5.6 脈衝幅度調製(PAM)
5.6.1 自然采樣與時分復用(TDM)
5.6.2 平頂采樣形式的脈衝幅度調製
5.7 希爾伯特變換與信號的正交錶示
5.8 離散時間信號正弦幅度調製
習題5
6 信號與係統的復頻域分析
6.0 引言
6.1 拉普拉斯變換
6.1.1 從傅裏葉變換到拉普拉斯變換
6.1.2 拉氏變換的收斂域
6.1.3 拉氏變換的幾何錶示：零極點圖
6.1.4 X(t)的時域特性與其拉氏變換X(S)收斂域的關係
6.2 常用信號的拉氏變換對
6.3 雙邊拉氏變換的性質
6.4 周期信號與抽樣信號的拉氏變換
6.5 拉氏反變換
6.6 單邊拉氏變換及性質
6.7 連續時間LTI係統的復頻域分析
6.7.1 係統函數
6.7.2 S域的元件模型
6.7.3 全響應的求解
6.7.4 係統函數代數屬性和方框圖錶示
6.8 用Matlab實現連續時間信號與係統的復頻域分析
習題6
7 Z變換
7.0 引言
7.1 雙邊Z變換
7.2 Z變換的收斂域
7.3 Z變換的幾何錶示：零極點圖
7.4 Z變換的性質
7.5 常用信號的Z變換對
7.6 Z反變換
7.6.1 冪級數展開法(長除法)
7.6.2 部分分式展開法
7.6.3 圍綫積分法(留數法)
7.7 單邊Z變換
7.8 單邊Z變換的性質
7.9 LTI係統的Z域分析
7.9.1 係統函數與係統性質
7.9.2 綫性常係數差分方程的Z域求解
7.9.3 係統函數的方框圖錶示
7.10 利用Matlab進行Z域分析舉例-
習題7
8 係統理論
8.0 引言
8.1 係統函數與時域特性
8.1.1 連續時間LTI係統
8.1.2 離散時間LTI係統
8.2 係統函數與穩定係統的頻域特性
8.2.1 連續時間LTI係統
8.2.2 離散時間LTI係統
8.2.3 二階係統
8.3 理想濾波器的逼近與頻率 變換
8.3.1 巴特沃思濾波器
8.3.2 頻率變換
8.4 因果係統的穩定性準則
8.4.1 因果連續時間係統的穩定性準則
8.4.2 因果離散時間係統的穩定性準則
8.5 綫性反饋係統的根軌跡分析法
8.5.1 綫性反饋係統
8.5.2 閉環極點方程
8.5.3 根軌跡的端點：K=0和/K/＝＋∞時的閉環極點
8.5.4 角判據：根軌跡的相角條件
8.5.5 根軌跡的性質
8.6 奈奎斯特穩定性判據
8.6.1 圍綫映射的基本性質
8.6.2 連續時間LTI反饋係統的奈奎斯特判據
8.6.3 離散時間LTI反饋係統的奈奎斯特判據
8.7 基於Matlab的係統頻率響應與穩定性分析方法
8.7.1 波特圖
8.7.2 奈奎斯特圖
8.7.3 根軌跡
習題8
9 狀態變量分析
9.0 引言
9.1 係統的狀態與狀態變量
9.2 係統的信號流圖錶示
9.3 連續時間係統狀態方程的建立
9.3.1 由電路圖直接建立狀態方程
9.3.2 由微分方程來建立狀態方程
9.3.3 由係統函數來建立狀態方程
9.4 連續時間係統狀態方程的求解
9.4.1 用拉氏變換求解狀態變量與輸齣響應
9.4.2 狀態方程的時域解法
9.5 離散時間係統狀態方程的 建立
9.5.1 由差分方程來建立狀態方程
9.5.2 由係統函數來建立狀態方程
9.6 離散時間係統狀態方程的求解
9.7 由狀態方程判斷係統的穩定性
9.8 狀態矢量的綫性變換
9.9 係統的可控製性和可觀察性
9.10 利用 Matlab進行狀態空間分析舉例
習題9
部分習題答案
參考文獻
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