信号分析与处理(修订版)
丛 书 名：
高等学校工程创新型“十二五”规划教材
电子信息科学与工程类
作 译 者：吴京
出 版 日 期：2014-08-01
书 代 号：G0238540
Ｉ Ｓ Ｂ Ｎ：9787121238543
图书简介：
本书系统的介绍了确定性信号、线性时不变系统及信号处理的基本理论、基本概念、基本分析方法。全书共11章，包括信号的基本概念、描述和基本运算，信号分析与处理的基本方法，连续和离散时间傅里叶变换、离散傅里叶变换及其快速算法、拉普拉斯变换、 z 变换，连续和离散时间线性时不变系统分析法，模拟和数字滤波器的基本原理及其设计。本书在编排上采取先信号后系统、先连续后离散、先时域后变换域，先理论后应用展开，符合学习的认知过程。每章配有大量的例题和习题，注重难点和重点的解析与分析，习题附有参考答案，附录中配有一些应和实例的Matlab脚本。
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配 套 资 源
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图 书 内 容
内容简介
本书系统的介绍了确定性信号、线性时不变系统及信号处理的基本理论、基本概念、基本分析方法。全书共11章，包括信号的基本概念、描述和基本运算，信号分析与处理的基本方法，连续和离散时间傅里叶变换、离散傅里叶变换及其快速算法、拉普拉斯变换、 z 变换，连续和离散时间线性时不变系统分析法，模拟和数字滤波器的基本原理及其设计。本书在编排上采取先信号后系统、先连续后离散、先时域后变换域，先理论后应用展开，符合学习的认知过程。每章配有大量的例题和习题，注重难点和重点的解析与分析，习题附有参考答案，附录中配有一些应和实例的Matlab脚本。图书详情
ISBN：9787121238543开 本：16开页 数：356字 数：570本书目录
目 录 符号一览表 绪论 0.1 信号与系统 0.2 信号处理 0.3 信号分析与处理的主要研究内容 第1章 信号与系统的基本概念 1.1 信号及其分类 1.1.1 确定性信号和随机性信号 1.1.2 连续时间信号和离散时间信号 1.1.3 周期信号和非周期信号 1.1.4 功率信号和能量信号 1.1.5 对称信号和非对称信号 1.2 常用信号及其基本特性 1.2.1 连续时间复指数信号 1.2.2 连续时间单位阶跃和单位冲激信号 1.2.3 离散时间单位样值信号和单位阶跃信号 1.2.4 离散时间复指数信号 1.3 信号时域运算 1.3.1 信号的和、积运算 1.3.2 信号的积分与微分运算 1.3.3 信号波形的翻转、展缩与平移 1.3.4 信号的分解 1.4 系统及其表示 1.4.1 系统 1.4.2 系统的表示 1.5 系统的分类 1.5.1 因果与非因果系统 1.5.2 连续与离散系统 1.5.3 有记忆系统与无记忆系统 1.5.4 时不变系统与时变系统 1.5.5 线性与非线性系统 1.5.6 其他的系统分类 习题一 第2章 线性时不变系统的时域分析 2.1 连续时间系统的时域分析 2.1.1 微分方程的建立 2.1.2 微分方程的求解 2.1.3 零输入响应与零状态响应 2.2 离散时间系统的时域分析 2.2.1 差分方程的建立 2.2.2 差分方程的求解 2.2.3 零输入响应与零状态响应 2.3 系统的单位冲激响应与单位样值响应 2.3.1 连续时间系统的单位冲激响应 2.3.2 离散时间系统的单位样值响应 2.4 连续时间LTI系统：卷积积分 2.4.1 利用卷积积分计算系统的零状态响应 2.4.2 卷积积分的图解法 2.4.3 卷积积分的性质 2.5 离散时间LTI系统：卷积和 2.5.1 零状态响应：卷积和 2.5.2 卷积和的性质 2.5.3 卷积和的计算 2.6 系统的特征根及特征模式对系统行为的影响 2.6.1 系统行为对特征模式的依赖 2.6.2 系统时间常数 2.6.3 系统时间常数与上升时间 2.6.4 系统时间常数与滤波 2.6.5 时间常数与脉冲色散 2.6.6 时间常数与信息传输速率 2.6.7 谐振现象 习题二 第3章 连续时间信号的频域分析 3.1 任意信号分解为正交函数 3.2 周期信号的傅里叶级数 3.2.1 三角函数形式的傅里叶级数 3.2.2 指数函数形式的傅里叶级数 3.2.3 周期信号的频谱 3.2.4 LTI系统对周期信号的响应 3.3 非周期信号的傅里叶变换 3.3.1 傅里叶变换的导出 3.3.2 常用信号的傅里叶变换 3.3.3 傅里叶变换的性质 3.3.4 周期信号的傅里叶变换 习题三 第4章 连续时间信号及系统的复频域分析 4.1 拉普拉斯变换 4.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 4.1.2 收敛域 4.1.3 单边拉普拉斯变换 4.1.4 拉普拉斯变换和傅里叶变换的关系 4.1.5 单边拉普拉斯变换的性质 4.2 单边拉普拉斯反变换 4.2.1 利用拉普拉斯变换性质求解 4.2.2 部分分式展开法 4.3 利用拉普拉斯变换求解LTI系统的响应 4.3.1 微分方程的复频域求解 4.3.2 电路系统的复频域求解 4.4 系统函数分析 4.4.1 系统函数 4.4.2 系统因果性和稳定性分析 4.5 系统的图形表示方法 4.5.1 系统框图 4.5.2 信号流图 4.5.3 梅森公式 4.5.4 系统模拟 习题四 第5章 连续时间滤波器 5.1 线性时不变系统的频率响应 5.2 线性时不变系统中信号的传输 5.2.1 无失真传输条件 5.2.2 信号的无失真传输 5.2.3 信号的滤波 5.3 理想和实际滤波器 5.3.1 理想滤波器的频域特性 5.3.2 理想滤波器的时域特性 5.3.3 实际低通滤波器特性 5.4 系统函数极零点对滤波器特性的影响 5.4.1 系统函数的极零点与系统频率响应的关系 5.4.2 巴特沃斯（Butterworth）滤波器 5.4.3 切比雪夫（Chebyshev）滤波器 习题五 第6章 抽样：从连续到离散的过渡 6.1 时域抽样 6.1.1 抽样的数学模型 6.1.2 冲激串抽样 6.1.3 时域抽样定理 6.2 实际抽样的过程 6.3 实际信号的重建过程 6.3.1 内插公式和内插函数 6.3.2 零阶保持内插和线性内插 6.4 频谱混叠 6.5 频域抽样定理 习题六 第7章 离散时间信号的频域分析 7.1 离散时间傅里叶级数（DTFS） 7.1.1 周期信号的离散时间傅里叶级数表示 7.1.2 周期信号的频谱 7.2 非周期信号的傅里叶变换 7.2.1 非周期信号的傅里叶积分表示 7.2.2 傅里叶频谱的特性 7.2.3 离散时间傅里叶变换性质 7.3 几种傅里叶变换的关系 7.3.1 连续时间傅里叶变换(CTFT) 7.3.2 连续时间傅里叶级数(CTFS) 7.3.3 离散时间傅里叶变换(DTFT) 7.3.4 离散时间傅里叶级数(DTFS) 7.4 离散时间线性时不变系统的频域分析 7.4.1 系统响应的频域表示 7.4.2 系统频率响应和单位样值响应的计算 7.4.3 滤波特性 习题七 第8章 离散时间LTI系统的 z 域分析 8.1 z 变换 8.1.1 从离散时间傅里叶变换（DTFT）到 z 变换 8.1.2 收敛域 8.1.3 单边 z 变换 8.1.4 z 变换性质 8.1.5 z 反变换 8.2 利用单边 z 变换求解LTI系统的响应 8.3 系统函数 8.3.1 系统函数 8.3.2 由极零点图确定频率响应 8.3.3 系统因果性和稳定性 8.3.4 系统的图形表示方法 习题八 第9章 离散傅里叶变换 9.1 离散傅里叶变换（DFT） 9.2 DFT与 z 变换、傅里叶变换的相互关系 9.3 DFT等效数字滤波器组 9.4 DFT的性质 9.4.1 线性 9.4.2 序列的圆周移位（循环移位） 9.4.3 共轭对称性 9.4.4 循环卷积 9.4.5 循环卷积与线性卷积关系 9.5 用DFT实现线性时不变系统 9.5.1 DFT计算线性卷积 9.5.2 重叠相加法 9.5.3 重叠保留法 9.6 DFT进行信号的频谱分析 9.6.1 混叠失真 9.6.2 频谱泄漏 9.6.3 栅栏效应 习题九 第10章 快速傅里叶变换 10.1 改进DFT计算的方法 10.1.1 直接计算DFT的特点 10.1.2 减少运算量的方法 10.2 按时间抽取（DIT）的FFT算法 10.2.1 算法原理 10.2.2 时间抽取FFT的运算量 10.2.3 时间抽取法的运算特点 10.3 按频率抽取（DIF）的FFT算法 10.3.1 算法原理 10.3.2 运算特点 习题十 第11章 数字滤波器设计 11.1 数字滤波器的基本结构 11.1.1 数字滤波器结构的表示方法 11.1.2 无限长单位取样响应数字滤波器的基本结构 11.1.3 有限长单位取样响应数字滤波器的基本结构 11.2 IIR数字滤波器的设计 11.2.1 模拟低通滤波器原型 11.2.2 脉冲响应不变法 11.2.3 双线性变换法 11.2.4 设计IIR数字滤波器的频率变换法 11.3 FIR滤波器设计 11.3.1 线性相位FIR滤波器的特征 11.3.2 窗函数设计法 11.3.3 利用频率采样技术设计 11.3.4 IIR滤波器和FIR滤波器的比较 习题十一 附录A 部分分式展开 附录B 常用数学用表 附录C 模拟滤波器设计Matlab程序 附录D FIR滤波器设计例程 部分习题参考答案 参考文献展开前 言
修订版前言 本教材是国防科技大学国家级信号处理系列课程教学团队编写的系列教材之一，也是国家精品课程和国家资源共享课《信号处理与系统》的主教材。《信号分析与处理》自2008年出版以来，已印制3次，被许多高等院校采用。为适应信号处理技术快速发展，结合我们自身的教学实践，参考国内外优秀教材，感到在教材内容、表达方式等方面有充实完善的必要，因而决定在原教材的基础上，重新修订本教材。本教材主要特点体现在以下几个方面： 1．将信号与系统和数字信号处理有机地融合，构造了新的教材体系。采用了两个并重和两个基础的编写思想，即信号与系统并重，信号、系统分析与信号处理并重；时域分析是变换域分析的基础，信号分析是系统分析的基础。只有通过信号分析确定其特性，才能正确选择和设计系统，对信号进行有效的处理。教材体系结构条理清晰、内容叙述深入浅出，符合学习者的认识规律。 2. 将分析法与归纳综合法结合起来，在教材内容上体现经典与现代、连续与离散、信号与系统、分析与应用的辩证关系，使学习者在对比学习中对理论知识加深理解和掌握。例如在内容组织上先信号后系统、先连续后离散、先时域后变换域，先理论后应用。全书以第6章为连续与离散分界，第9章为理论分析与应用分界，培养学习者运用已掌握知识来学习、理解和掌握新知识、新方法和新技术能力。 3．本教材经过我们6年多的教学实践，发现原教材中有个别错误和不够完善之处，这次都进行了一一修订，例如新增部分习题与解答、修订编排有误的公式，增添应用示例等。 本教材将另行出版配套学习指导书和实验指导书，教学课件和教材中的应用案例可从教育部“爱课程”网站作者的课程中直接下载或向作者直接索取。 本次修订由吴京、丹梅、安成锦、周剑雄等人完成。 由于编者水平有限，难免会有错误和不妥之处，欢迎广大读者批评指正。 编者者 2014年6月 前 言 《信号分析与处理》主要介绍信号的基本概念及信号分析与处理的基本方法。内容包括信号的基本概念和基本运算、连续和离散时间傅里叶变换、离散傅里叶变换及其快速算法、拉普拉斯变换、z变换，并对连续时间和离散时间系统及其分析方法、模拟和数字滤波器 的基本原理及其设计进行了简单介绍。 本书强调了信号、系统、变换和滤波器的基本原理及应用。它涉及全面了解时域和频域关系的重要概念。目标是使学生能够对时域和频域知识进行清楚的思考，并能在两者中进行转换。全书采用了理论推导和应用分析相结合的方法，着重让读者掌握信号分析与处理的基本原理、分析和处理方法；配以一定量的习题和实验，通过让学生对实际的信号和系统进行变换域分析，训练学生解决实际问题的能力；通过介绍一些最新的信号处理方法，培养学生运用已掌握的信号处理知识来学习、理解和掌握新方法与新技术的能力。 全书突出了模拟和数字信号方面的联系。书中内容可以分成以下几个大的范围： （1） 信号与系统的介绍，它们的表示方法和分类。 （2） 卷积积分法和卷积和法是一种时域分析方法，可用来把时域和频域联系起来。 （3） 傅里叶级数、傅里叶变换及其应用。用来对模拟信号进行频谱分析。 （4） 拉普拉斯变换及其应用。它是处理系统分析及其应用的有效工具。 （5） 傅里叶变换和拉普拉斯变换在模拟滤波器设计中的应用。 （6） 采样和采样信号的离散时间傅里叶变换（DTFT）以及DFT和FFT，它们都强调了一个中心概念，就是在一个域的采样导致了在另一个域的周期延拓。 （7） z变换。把DTFT扩展到离散时间系统的分析。 （8） IIR、FIR数字滤波器的设计与应用。 本书分为11章和1个附录。第1章：从信号的分类入手，介绍了常用的连续时间信号和离 散时间信号，并讨论了信号的运算和卷积运算；第2章：线性时不变系统的时域分析；第 3章：连续时间信号的频域分析；第4章：连续时间信号及系统的复频域分析； 第5章：连续时间滤波器，主要讨论模拟滤波器的原理和设计方法；第6章：抽样,从连续到离散的过渡；第7章：离散时间信号的频域分析；第8章：离散LTI系统的 z域分析；第9章：离散傅里叶变换；第10章：快速傅里叶变换；第11章：数字滤波器设计，主要讨论数字滤波器的原理和设计方法。 本书的第1章、第2章、第3章、第7章由吴京编写，前言、绪论、11.3节由万建伟编写，第9章、第10章、11.1节、11.2节由王展编写，第4章、第8章由丹梅编写，第5章、第6章由张汉华编写，附录、参考答案、参考文献由陶华敏编写与整理。吴京负责全书的组织和修改。感谢冯德军、杨鹏、彭金龙、许可、何元为本书的文字录入、绘图、排版等所做的工作。 本书在编写过程中参考了很多优秀教材和著作。编者向收录于参考文献中的各位作者表示真诚的谢意。 限于作者的水平，不妥及错误之处在所难免，恳切希望读者给予批评指正。 编著者 2008年5月于长沙展开作者简介
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