信號與系統：使用MATLAB分析與實現（原書第2版）

本書系統地論述了信號與系統的理論與應用，並融合了MATLAB仿真分析。第一部分（第0章）首先介紹幾個信號處理應用實例作為開篇，然后介紹有關數學基礎及仿真工具MATLAB。第二部分（第1~7章）介紹連續時間信號與系統，從連續時間信號的概念、類型（第1章），連續時間系統的概念、特性、時域描述和分析（第2章）出發，先介紹拉普拉斯變換及其在連續LTI系統分析中的應用（第3章）; 然后講述傅里葉級數（第4章）和傅里葉變換（第5章）及其在連續LTI系統的頻域分析和描述中的作用，后兩章側重應用，分別介紹了拉普拉斯分析在控制領域（第6章），以及傅里葉分析在通信和濾波領域（第7章）的實際應用。第三部分（第8~12章）介紹離散時間信號與系統，這一部分首先闡述抽樣定理（第8章），然后從離散時間信號和系統的概念、表達、時域描述和分析（第9章）出發，介紹Z變換及其在離散LTI系統分析中的應用（第10章），然后介紹作為Z變換特殊形式的離散時間傅里葉變換（DTFT）（第11章）。第12章介紹了離散濾波器的設計方法。

本書適合作為電子信息、通信工程類專業本科生及研究生的教材，也適合從事信號處理、通信工程的專業人士閱讀。

譯者序Ⅰ
前言Ⅲ
致謝Ⅶ

第一部分 緒論
第0章 萬丈高樓平地起
0.1 引言
0.2 信號處理應用實例
0.2.1 光盤（CD）播放器
0.2.2 軟件無線電和認知無線電
0.2.3 計算機控制系統
0.3 連續和離散
0.3.1 連續表示和離散表示
0.3.2 導數和有限差分
0.3.3 積分和求和
0.3.4 微分方程和差分方程
0.4 復數和實數
0.4.1 復數和向量
0.4.2 復變函數
0.4.3 相量和正弦穩態
0.4.4 相量與動態系統的聯系
0.5 MATLAB軟件介紹
0.5.1 數值計算
0.5.2 符號計算
0.6 本章 練習題
0.6.1 基礎題
0.6.2 MATLAB實踐題

第二部分 連續時間信號與系統的理論與應用
第1章 連續時間信號
1.1 引言
1.2 時間依賴信號的分類
1.3 連續時間信號
1.3.1 基本信號運算——時移和反褶
1.3.2 偶信號和奇信號
1.3.3 周期信號和非周期信號
1.3.4 有限能量信號和有限功率信號
1.4 利用基本信號表示連續時間信號
1.4.1 復指數信號
1.4.2 單位階躍信號、單位沖激信號和斜變信號
1.4.3 信號的通式
1.5 特殊信號——抽樣沖激序列和sinc信號
1.6 基本信號運算——時間尺度變換、頻移和頻率加窗
1.7 我們完成了什麼，我們向何處去
1.8 本章 練習題
1.8.1 基礎題
1.8.2 MATLAB實踐題
第2章 連續時間系統
2.1 引言
2.2 系統的概念和分類
2.3 線性時不變(LTI)連續時間系統
2.3.1 線性
2.3.2 時不變性
2.3.3 卷積積分
2.4 因果性
2.4.1 卷積積分的圖形計算
2.5 有界輸入有界輸出（BIBO）穩定性
2.6 我們完成了什麼，我們向何處去
2.7 本章 練習題
2.7.1 基礎題
2.7.2 MATLAB實踐題
第3章 拉普拉斯變換
3.1 引言
3.2 雙邊拉普拉斯變換
3.2.1 LTI系統的特征函數
3.2.2 收斂域
3.3 單邊拉普拉斯變換
3.4 單邊拉普拉斯變換的性質
3.4.1 線性
3.4.2 微分
3.4.3 積分
3.4.4 時移
3.4.5 卷積積分
3.5 拉普拉斯逆變換
3.5.1 單邊拉普拉斯變換的逆變換
3.5.2 包含指數項函數的逆變換
3.5.3 雙邊拉普拉斯變換的逆變換
3.6 LTI系統的分析
3.6.1 常微分方程描述的LTI系統
3.6.2 卷積積分的計算
3.7 我們完成了什麼，我們向何處去
3.8 本章 練習題
3.8.1 基礎題
3.8.2 MATLAB實踐題
第4章 頻率分析： 傅里葉級數
4.1 引言
4.2 重溫特征函數
4.3 復指數傅里葉級數
4.3.1 線譜——分布在頻率上的功率
4.3.2 三角傅里葉級數
4.3.3 由拉普拉斯求傅里葉系數
4.3.4 反褶周期信號反褶、偶信號和奇信號
4.3.5 傅里葉級數的收斂性
4.3.6 時移和頻移
4.4 LTI系統對周期信號的響應
4.4.1 對周期信號濾波
4.5 利用傅里葉級數進行運算
4.5.1 周期信號相加
4.5.2 周期信號相乘
4.5.3 周期信號的導數和積分
4.6 我們完成了什麼，我們向何處去
4.7 本章 練習題
4.7.1 基礎題
4.7.2 MATLAB實踐題
第5章 頻率分析： 傅里葉變換
5.1 引言
5.2 從傅里葉級數到傅里葉變換
5.3 傅里葉變換的存在條件
5.4 由拉普拉斯變換求傅里葉變換
5.5 線性、反比例和對偶
5.5.1 線性
5.5.2 時間和頻率的反比例關系
5.5.3 對偶性
5.6 譜表示
5.6.1 信號調制
5.6.2 周期信號的傅里葉變換
5.6.3 帕色瓦爾能量關系
5.6.4 譜表示的對稱性
5.7 卷積與濾波
5.7.1 濾波基礎
5.7.2 理想濾波器
5.7.3 由極點和零點求頻率響應
5.7.4 頻譜分析儀
5.8 補充性質
5.8.1 時移
5.8.2 微分和積分
5.9 我們完成了什麼,接下來是什麼
5.10本章 練習題
5.10.1 基礎題
5.10.2 MATLAB實踐題
第6章 拉普拉斯分析在控制系統中的應用
6.1 引言
6.2 系統連接和方框圖
6.3 在經典控制中的應用
6.3.1 穩定性和穩定化
6.3.2 一階和二階控制系統的暫態分析
6.4 LTI系統的狀態變量表示
6.4.1 標准型實現
6.4.2 由狀態方程和輸出方程求全解
6.4.3 系統的外部和內部表示
6.5 我們完成了什麼,接下來是什麼
6.6 本章 練習題
6.6.1 基礎題
6.6.2 MATLAB實踐題
第7章 通信和濾波中的傅里葉分析
7.1 引言
7.2 應用於通信
7.2.1 抑制載波調幅(AM?SC)
7.2.2 商用調幅
7.2.3 單邊帶調幅
7.2.4 正交幅度調制和頻分復用
7.2.5 角調制
7.3 模擬濾波
7.3.1 濾波基礎
7.3.2 巴特沃斯低通濾波器設計
7.3.3 切比雪夫低通濾波器設計
7.3.4 頻率變換
7.3.5 用MATLAB設計濾波器
7.4 我們完成了什麼，接下來是什麼
7.5 本章 練習題
7.5.1 基礎題
7.5.2 MATLAB實踐題

第三部分 離散時間信號與系統的理論與應用
第8章 抽樣理論
8.1 引言
8.2 均勻抽樣
8.2.1 脈沖幅度調制
8.2.2 理想沖激抽樣
8.2.3 原始連續時間信號的重建
8.2.4 由sinc函數插值重建信號
8.2.5 奈奎斯特?香農抽樣定理
8.2.6 用MATLAB模擬抽樣
8.2.7 對已調信號抽樣
8.3 實際抽樣
8.3.1 抽樣保持
8.3.2 量化與編碼
8.3.3 用MATLAB抽樣、量化和編碼
8.4 應用於數字通信
8.4.1 脈沖編碼調制
8.4.2 時分復用
8.5 我們完成了什麼，我們向何處去
8.6 本章 練習題
8.6.1 基礎題
8.6.2 MATLAB實踐題
第9章 離散時間信號與系統
9.1 引言
9.2 離散時間信號
9.2.1 周期信號和非周期信號
9.2.2 有限能量和有限功率離散時間信號
9.2.3 偶信號和奇信號
9.2.4 基本離散時間信號
9.3 離散時間系統
9.3.1 遞歸和非遞歸離散時間系統
9.3.2 由差分方程描述的動態離散時間系統
9.3.3 卷積和
9.3.4 用MATLAB進行線性和非線性濾波
9.3.5 離散時間系統的因果性和穩定性
9.4 我們完成了什麼，我們向何處去
9.5 本章 練習題
9.5.1 基礎題
9.5.2 MATLAB實踐題
第10章 Z變換
10.1 引言
10.2 抽樣信號的拉普拉斯變換
10.3 雙邊Z變換
10.3.1 收斂域
10.4 單邊Z變換
10.4.1 信號表現與極點
10.4.2 用MATLAB計算Z變換
10.4.3 卷積和與轉移函數
10.4.4 離散時間系統的互連
10.4.5 初值和終值性質
10.5 單邊逆Z變換
10.5.1 長除法
10.5.2 部分 分式展開法
10.5.3 用MATLAB求逆Z變換
10.5.4 差分方程的解
10.5.5 雙邊Z變換的逆變換
10.6 狀態變量表示
10.6.1 狀態方程和輸出方程的解
10.6.2 標准實現
10.7 我們完成了什麼，我們向何處去
10.8 本章 練習題
10.8.1 基礎題
10.8.2 MATLAB實踐題
第11章 離散時間信號與系統的傅里葉分析
11.1 引言
11.2 離散時間傅里葉變換（DTFT）
11.2.1 抽樣、Z變換、特征函數和DTFT
11.2.2 時間和頻率的對偶性
11.2.3 用MATLAB計算DTFT
11.2.4 時間支撐和頻率支撐
11.2.5 非周期離散時間信號的能量/功率
11.2.6 時移和頻移
11.2.7 對稱性
11.2.8 卷積和
11.3 離散時間周期信號的傅里葉級數
11.3.1 離散時間周期信號的循環表達式
11.3.2 復指數離散傅里葉級數
11.3.3 與Z變換的聯系
11.3.4 周期信號的DTFT
11.3.5 LTI系統對周期信號的響應
11.3.6 循環移位和周期卷積
11.4 離散傅里葉變換(DFT)
11.4.1 周期離散時間信號的DFT
11.4.2 非周期離散時間信號的DFT
11.4.3 通過FFT計算DFT
11.4.4 線性卷積與循環卷積
11.4.5 快速傅里葉變換算法
11.4.6 逆DFT的計算
11.5 我們完成了什麼，我們向何處去
11.6 本章 練習題
11.6.1 基礎題
11.6.2 MATLAB實踐題
第12章 離散濾波器設計概論
12.1 引言
12.2 頻率選擇離散濾波器
12.2.1 相位失真
12.2.2 IIR和FIR離散濾波器
12.3 濾波器指標
12.3.1 頻率指標
12.3.2 時域指標
12.4 IIR濾波器設計
12.4.1 IIR離散濾波器的變換設計法
12.4.2 巴特沃斯低通離散濾波器的設計
12.4.3 切比雪夫低通離散濾波器的設計
12.4.4 有理頻率變換
12.4.5 用MATLAB設計一般IIR濾波器
12.5 FIR濾波器設計
12.5.1 窗函數設計法
12.5.2 窗函數
12.5.3 沖激響應的線性相位及對稱性
12.6 離散濾波器的實現
12.6.1 IIR濾波器的實現
12.6.2 FIR濾波器的實現
12.7 我們完成了什麼，我們向何處去
12.8 本章 練習題
12.8.1 基礎題
12.8.2 MATLAB實踐題

附錄 常用數學公式