信号处理与系统分析

第二版前言

第一版前言

第1章 信号与系统的基本概念

1.1 信号的概念

1.2 信号的三种主要变换

1.2.1 时间反转

1.2.2 时间的尺度变换

1.2.3 时间移位

l.3 信号的周期性和奇偶性

1.3.1 周期信号

1.3.2 奇信号与偶信号

1.4 一种典型信号

1.4.1 连续时间复指数信号

1.4.2 离散时间复指数信号

1.4.3 离散时间单位阶跃信号和单位

脉冲信号

1.4.4 连续时间单位阶跃信号和单位

冲激信号

1.5 系统的概念

1.6 系统的基本性质

1.6.1 记忆性质

1.6.2 可逆性（Invertibilitv）

1.6.3 因果性（Causality）

1.6.4 稳定性（Stabilization）

1.6.5 时不变性（Time Invariance）

1.6.6 线性（Linearity）

研讨环节：信号与系统的分析和综合

思考题与习题一

第2章 线性时不变系统

2.1 离散时间LTI系统的卷积分析

2.1.1 用单位脉冲函数表示离散时间信号

2.1.2 卷积和

2.2 连续时间LTI系统的卷积分析

2.2.1 用冲激函数表示连续时间信号

2.2.2 卷积积分

2.3 卷积的性质

2.3.1 交换律（Commutative Property）

2.3.2 分配律（Distributive Property）

2.3.3 结合律（Associative Property）

2.4 LTI系统的性质

2.4.1 LTI系统的记忆性质

2.4.2 LTI系统的可逆性

2.4.3 LTI系统的因果性

2.4.4 LTI系统的稳定性

2.5 单位阶跃响应

研讨环节：线性与时不变性质在信号和系统

分析中的作用

思考题与习题二

第3章 傅里叶级数

3.1 傅里叶分析引论

3.2 连续时间周期信号的傅里叶级数展开

3.2.1 谐波复指数信号集

3.2.2 傅里叶级数系数的确定

3.3 傅里叶级数的收敛

3.4 连续时间傅里叶级数的性质

3.4.1 线性性质

3.4.2 时域平移性质

3.4.3 时间反转性质

3.4.4 时域尺度变换性质

3.4.5 相乘性质

3.4.6 共轭及共轭对称性质

3.4.7 帕斯瓦尔定理

3.5 离散时间周期信号的傅里叶级数展开

3.5.1 谐波复指数信号集

3.5.2 确定傅里叶级数的系数

3.6 离散时间傅里叶级数的性质

3.6.1 相乘性质

3.6.2 时域尺度变换性质

3.6.3 帕斯瓦尔定理

3.7 离散傅里叶变换

3.8 快速傅里叶变换

3.8.1 计算复杂性

3.8.2 时间抽取FFT算法

研讨环节：周期函数与吉布斯现象

思考题与习题三

参考文献

第4章 连续时间傅里叶变换

4.1 连续时间非周期信号的傅里叶分析

4.1.1 傅里叶变换的引出

4.1.2 傅里叶变换

4.1.3 傅里叶变换的收敛

4.2 连续时间周期信号的傅里叶变换

4.3 傅里叶变换的性质

4.3.1 线性性质

4.3.2 时域平移性质

4.3.3 共轭及共轭对称性质

4.3.4 时域微分与积分性质

4.3.5 时域与频域尺度变换性质

4.3.6 对偶性质

4.3.7 帕斯瓦尔定理

4.4 卷积性质

4.5 相乘性质

4.6 基于傅里叶变换的连续时间LTI系统分析

研讨环节：对信号中幅频和相频特性不同作用的理解

思考题与习题四

第5章 离散时间傅里叶变换

5.1 离散时间非周期信号的傅里叶变换

5.2 离散时间周期信号的傅里叶变换

5.3 离散时间傅里叶变换的性质

5.3.1 周期性

5.3.2 线性性

5.3.3 时移和频移性质

5.3.4 共轭与共轭对称性质

5.3.5 差分性质

5.3.6 时间反转性质

5.3.7 时域扩展性质

5.3.8 频域微分性质

5.3.9 帕斯瓦尔定理

5.3.1 0卷积性质

5.3.1 1相乘性质

研讨环节：DFT与DTFT的区别和联系

思考题与习题五

第6章 频率滤波

6.1 周期信号与LTI系统

6.2 频率响应

6.3 频域滤波的基本概念

研讨环节：利用频率滤波实现信号增强

思考题与习题六

第7章 采样

7.1 奈奎斯特定理

7.2 零阶保持采样

7.3 利用内插从样本值重建连续时间信号

7.3.1 带限内插

7.3.2 零阶保持内插

7.3.3 线性内插

7.4 欠采样

7.5 离散时间系统处理连续时间信号

7.6 离散时间信号的采样

7.6.1 脉冲串采样

7.6.2 抽取与内插

7.7 连续时间信号的频谱分析

研讨环节：如何确定合适的采样频率

思考题与习题七

第8章 通信基本原理

8.1 通信的基本概念

8.2 信道

8.2.1 无线信道

8.2.2 有线信道

8.3 调制和解调

8.3.1 正弦幅度调制

8.3.2 正弦幅度调制的解调

8.3.3 频分复用

8.3.4 单边带幅度调制

8.3.5 频率调制

8.4 通信技术的发展简史

研讨环节：我们身边的通信系统

思考题与习题八

第9章 拉普拉斯变换

9.1 拉普拉斯变换的导出

9.2 拉氏变换收敛域的性质

9.3 拉普拉斯反变换

9.4 拉普拉斯变换的性质

9.4.1 线性

9.4.2 时域平移性质

9.4 13S域平移性质

9.4.4 时域尺度变换性质

9.4.5 卷积性质

9.4.6 时域微分性质

9.4.7 S域微分性质

9.4.8 时域积分性质

9.4.9 初值与终值定理

9.5 基于拉氏变换的LTI系统分析

9.5.1 基于拉氏变换的连续时间LTI系统性能分析

9.5.2 由线性常系数微分方程到系统函数

9.6 单边拉普拉斯变换

9.6.1 单边拉氏变换和单边拉氏反变换

9.6.2 单边拉氏变换的性质

9.6.3 利用单边拉氏变换求解微分方程

研讨环节：拉氏变换在控制系统分析中的应用

思考题与习题九

第10章 z变换

10.1 z变换的导出

10.2 z变换收敛域的性质

10.3 z反变换

10.4 z变换的Matlab分析

10.5 z变换的性质

10.5.1 线性

10.5.2 时域平移性质

10.5.3 z域尺度变换

10.5.4 时间反转性质

10.5.5 时间扩展性质

10.5.6 共轭性质

10.5.7 卷积性质

10.5.8 z域微分性质

10.5.9 初值定理

10.6 基于z变换的离散时间LTI系统分析

10.6.1 因果性

10.6.2 稳定性

10.6.3 因果而且稳定

10.6.4 由线性常系数差分方程表征的系统

10.7 单边z变换

10.7.1 单边z变换和单边z反变换

10.7.2 单边z变换的性质

10.7.3 利用单边z变换求解差分方程

研讨环节：拉氏变换与z变换的关系

思考题与习题十

第11章 数字滤波器设计

11.1 离散时间系统及其信号流图表示

11.2 无限冲激响应滤波器

11.2.1 直接形式

11.2.2 级联形式

11.2.3 转置形式

11.3 有限冲激响应滤波器

11.3.1 直接形式

11.3.2 级联形式

11.4 从模拟滤波器到数字滤波器

11.4.1 冲激不变法（Impulse Invariance Method）

11.4.2 双线性变换（Bilinear Transformation）

11.5 用Matlab设计滤波器

11.5.1 近似滤波器

11.5.2 计算滤波器的阶数

11.5.3 设计滤波器

思考题与习题十一

第12章 随机信号处理初步

12.1 随机过程

12.2 随机过程的统计特征

12.3 统计特征的频域表示

12.4 随机信号激励LTI系统

12.5 谱估计

思考题与习题十二

《信号处理与系统分析（第二版）》系统介绍了信号处理与系统分析的基本原理和方法。《信号处理与系统分析（第二版）》共分12章，内容包括：信号与系统的基本概念、线性时不变系统、傅里叶级数、连续时间傅里叶变换、离散时间傅里叶变换、频率滤波、采样、通信基本原理、拉普拉斯变换、z变换、数字滤波器设计、随机信号处理初步。每章都设置了一定量的例题、习题和Matlab实例，主要章节还设置了研讨环节，供研讨课参考使用。
　　《信号处理与系统分析（第二版）》可作为自动控制、电子工程、通信、计算机等电类专业的本科生教材，也可供相关领域研究生、教师和科技工作者参考。