信号与系统 吴大正第四版

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第四版 吴大正信号与系统教材,讲解详细清楚,对初步接触信号与系统的人来说是本不错的教材.
www.kyabc.cn 考研bc 第二版前言 本书是根据1980年6月高等学校工科电工教村编审委员会扩大会议审订的《信号与系统教 学大纲(草〕编写的。在昊大正主编的《信号与线性厕络分析》一书約基础上,依据教学大纲 的要求,删去了谐振电路、双口网络、传輸线(它们巳列入有关误程的教学大纲),并对信号与线 性系统分析的内容进行了必要的修改和补充,更名为《侑号与线性系统分析》。全书内容包括: 倌亍与系统、迮续系统的时域分析、离散系统的时堿分折、连续奀統焫频堿分析、连续系统的复频 城分析、离散系统的z堿分析、系统函效和状态变垣分析等共八章 随着大规模集成电路、计算机的迅速发展,数字技术已渗透到科学技术的各个领域城。为了适 应新约发展变北,日前,倌号、电路与系纨的研究重点警遍注意转匈离散的、字的方面。本书在 编写时衝着逐步更新的精神,在保持教学大纲内容和要求的基础上,对内容体系作了某些改变的 尝试。将连续系统与离敝系统并列进行研窕。考虑到当前的实际憤况,在具体安排上,仍分章先 讨谄迮縹的再讨论离散的,系统函数和状怒变量分析两章则迕嫉系统与离散系納一起讨论。这 禅、把系统〔连镤的和离散的)孴作一个整体、从分析方法的角度,按时嫩分析、变换域分析和状 态变量分析的次序划分章节,强了连续系统与离散系统的共性,也突出了它各自的特点。这 将有利于基本概念和基本方法的理解与掌握。 信号与系统理论的发展愈来愈多地运用了现代数学的概念和方法。本书在基本理论和方法 的闺述上,把物问趣与其数学表述和论证密切地结合起来,注意引入现代数学的概念,使这些 理论知方法椋较为坚实的数学基础,这对于深入准确地理解本书内容和进一步研究信号与系统 理论鄱是有益的。此外,为了叙述和阅读的方便,将傅里叶級数、缄性嘗微分方程和差分方程答 数学内容也做了简要的叙述。将矩阵(主要是特征炬阵和炬库逐数)列为附录。对有些数学内 容叙述的比详细,这对于读老可能是方便的,但不必都作为课堂讲授内容。在使胛本教材时 对于各章的顺序、内容的取舍等,请根据实际情况确定,不要受本书的约。 为便读者能敦好地理解基本概念和分析方法,橢逃了不少例题和习题。习题数量较多,请丽 情选用,苦末附有部分习题答案仅供参考。书中标有*号的段落,不属于甚不要,可供参考。 本书由吴大正主编,张永瑞、杨林耀、燕庆明同志参加了编写工作。在编写过程申,电路教研 室的同志给予了许多支持和帮助。 芮坤生教授指导了本书的编写,提出了许多宝贵意见,并审阅了#稿。许多兄弟院校的老揮 提出了许多宝贵意见,在此-并表示衷心的谢意。我们还要感谢同学们和未见过面的凄者,他们 有意无意地给了我们许多启示,使我们从内容安排到具体迷方法上都有所豸进。 由于缟者水平有限,定有不少错误和不妥之处,敬请读者赐彀 妈者 1985年3月子西北电讯工程学院 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn www.kyabc.cn 考研bc 第三版前言 笞号与线性系统分析》一书自1986年出版以来已逾十年。根据国家教育委员会1995年颁 中的高等工业学校《倌号与系统课程教学基本要求》(以下简称基本要求),并结合编者在教学实 践中约体会和读者的意见,我们对原书进行了全面的修订。 箅三版保留了原书连续与离散并行,先时域后变换城的体系结构和论述清楚、便于教学的特 点,根据本要敢对部分章节做了适当的褥整、增删。这次修订的主要工作是 (1)根据拒宽学生知识面、增骚适应性的妟求和不同专业的·要,加蝨了系统馍型的概念, 削减了电网络分析的内容,增加了一些非电类系统的例、习题,加强了双边多变换。伞书从整体 上骚化了系统方程(微分、差分方程)、图(方框图、背号流)与系统勁数之问的内在联系,以及 它们与时域响应、频熾响应的关系。 (2在近十年的教学实践中,对教学内容和方法不断改进,揲瘰出一些便于学生理解和掌握 的具体讲法,选编了不少既简单又能说明问题的例、习,这次订都巳反映到教材中。本版重 新編写了全书的大部分章、节,并力求概念明碘、重点突出层次晰、便于阅读和自学。全书注 重通过举例阐述具体的分析计算方法,并指明不同条件下灵活坛用的措施,注意正文与例题、习 趣时密切配合,以利于读者更好地理解和掌握基本概念和基本分析方法。 本书配合正文迦编了不同层次的习题,题量较多,可酌情选用。书來附有参考答案。素引按 主趣坷汉语拼音版序排列,以便查闻。 夲书由吴大正主編和统穑,杨林耀編写一、二、三、四、八章,张永瑞编写五、六、七章。 全书承清华大学郑君里教投、曹建中教投仔细审阒并提虫了许多宝贵意见,谨敦以衷心的 感。 限于编者水平,书中定有不少疏滑和差错,敬请读者赐教。来信寄西安电子科技大学12 系(邮躺710071) 编者 1997年5月 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn ww. kyabc cn 考研bc 目录 第一章号与系统… 82.2冲激响应和阶跃应 中◆ 1.1言………… 冲激响应 52 1.2信号………………2 二、阶跃响应………"………………………55 、连续信号和离散信号 ■曹p■dp 82.3卷积翻分 60 、周期信号和非周期倍号……4 卷积积分……………………60 、实信号和复信号∴ ,卷积的图示·"r 能量信号和功率信号 桑2.4岳积积分的性质 s1.3信号的基本运算…………8 卷积的代数运算……"66 加法和乘法…… 、函数与冲激函数的卷积……… 68 反转和平移 三、卷积的微分与积分 尺度变换〔横坐标展缩) 四、相关画数………75 1.4阶跃函数和冲激函数…12 习题二…………………………………79 、阶跃函数和冲激函数… 12第三章高散系统的时域分析………84 二,冲激函数的厂义两教定义…… 愚3.1LT离系的响应 冲薇函数的导数利积分 17 差分与差分方程…… 四、冲激函数的性质… 1* 差分方程的竖典解 昌】.5系统的描达∴ 三、零输人响应 系统的数学楼型 四、零状态响应…… 91 二、系統的框图表示 24 备32单位序列和单位序列响应 多1“系统的特性和分析方法…… 27 单位序列和单位阶跃序列 94 、缇性…… 27 单位序列响座和卧跃响 时不变性…… 3.3卷积和 ……………10 三、因果性 一、卷积和 101 四,稳定性 卷积和的图示 ………上02 五、LT系统分析方法概述 32 卷积和的性雯 105 习划 ““+q鲁,-号平号中,面和·申中●4山4d g34反卷积 …108 第二章连续系统的时域分析 40 习题三 110 8盒.1LTI连埃就的响应 10第四章懔旦叶变换和系统的频煺 微分方程的经典解111-1 4 分析 …"115 、关与0.值………… 43 4.1信号分解为正交函数… 1]5 三、零輸人响威·"r 46 ,正交函数集 四、零状态响应………… 43 信号分解为正交函数 11s 五、全响应 ………149 §4.2傅里叶级巍 119 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn ww. kyabc cn 考研bc Ⅱ月录 、周期信号的分解…… 120 、非崗期序列的离散时间傅里叶 舟、偶函数的傅里叶级数 123 变换(DTF)…………"190 三、佯里叶级数的指数形式 126 54.11离散愽里叶变换及其锉质 193 54.3周期信号的谐 128 、离散傅里叶变换(DFT)…………193 周期信号的频增 128 离散更叶变换的性质 、周期矩形脉冲的颜谐… 129 习四 宀……200 三、固期信号的功率…………………13第五章连缡系統的域分析 212 4.4非属期信号的频谱…… 134 昏51拉菁拉斯变换 212 傅里叶变换 134 、从傅里叶变换到拉普拉斯变换 奇昇函数的傅里叶变换 138 、收域 …………………213 545傅里叶变换的性质… 142 、(单边)拉普拉斯变换… 214 璣性…………………142 蠱5.2拉拉斯变换的性质……………217 、态偶性… 143 、缑性 三、刈称性 "144 尺度变换…… ++·.444" 218 四、尺度变换 口口■ H++++D 三、时移(延时)特性 21吕 五、时移待性…………………1 四、复擷移(s城平移)帱性"*:219 六、蒉移特性 150 五、时微分特性(定理)"""220 七、卷积定理∴ 六、时域积分特性{定理)…………* 八、时域激分秘积分 154 七、卷积定理 …H225 九、颚域傚分和积分……………158 八、s域黴分和积分……… 十、相关定 中 九、初值定理和终值定理……M229 46能量谱和功率谱… 冬5.3拉普过病觉变换 ∴“232 能量谱 l62 、查表法…… 232 二、功率谐…………………163 、部分分式展开法 233 47周期信号的博里叶变换……………166 54复地分析 23 、正、余弦函数的簿里叶变换 一、徹分方程的变换解…………………240 般周期函教的傅里叶变换………167 二、系统雨蚁 b·m4甲““+自甲·P鲁十 44 、傅里叶系数与俾果叶变换………170 三、系统的s域框图 1卜平P鲁 …246 348工TI系统的甄城分析………7 、电路的s域模型…·… 249 一、率响应………… 1?1 五、拉普拉斯变换与傅里叶变换 255 无失冥传输 ………………176 5.5双边拉誓拉斯变换…………"…257 、理想低通滤波器的响应 1T7 习题五………………∵""·263 4.9馭定理………………………18第六章腐散系的:境分析 aL272 、信号的取样· 加 t I I市中中·甲..+·“中甲甲P 182 6z变换………………“……"272 时域取样定………………185 、从拉曾拉斯变换到变换…………272 域取样定避… …187 、r变换……………………273 舂4,10序列的傅里叶分折…………………188 枚絀域……… 273 周期序列的离散傅里叶级数(DFS)…·188 鱼63z变换的性质… 275 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn ww. kyabc cn 考研bc 目录Ⅲ 线性 …………277 3.1状态变量与状态方程 362 、移位(移序)特性… 27 、状忪与状态变量的概念 三、z域尺度变换(序列乘a)……………282 、状态方程和输出方程 364 四、卷积定理………………283 82连续系统状态方程的建立……………366 五、z域徽分(序列乘k 285 由电路图直接建立状态方程… 六、x域积分(序列除k+阻)… 287 二、由输入-输出方程建立状态方程…369 七、k域反转 287 §83高散系统状燕方程的建立与模拟…372 八、部分和 288 由输人-输出方程建立状态方程…32 九、初值定理和终值定理 289 、由状态方程进行系统横拟 3T6 革6.3逃z变换………………!"…"292 834连装系统状态方程的求解…………377 纸数展开法………M"293 、月拉普扩斯变换法求解状恋方程…377 部分分式展开法 295 二、系统函數矩阵H(s)与系毓稳定性的 64石分析… 3[2 判断 她分方程的z域解…… 32 、用时域法求解状态方框……………31 、系统函数…………… 307 58.5商散系统状态方程的求解 380 系统的a域框图……………………309 用吋城法來解离散系的状态 四、x域与z域的关系·……… 312 方程 386 五、借助DTFT求离散系统的频率 、用z变换求解离散系统的状态 ……39 应 313 方程 习趨六 4画▲4·看4口番■中 319 三、系统函数矩阵x)与系统獠定性的 甲甲甲P“自 392 第七章系统函数………… 71系统函数与系统特性… 327 88,婚系统的可控制牲和可亮测性 …393 、系境函数的零点与极点 32了 状态矢量的线变换 二、系统函效与时域响应 328 系统的可控制性和可观测性 396 习慝八 403 三、系统函数与频域响应…… 330 附录一卷积积分衰 ………………410 7.2系统的因梨性与稳定性 337 系统的因果性 33了 附录二卷积和爽 4■ 二、系统的稳定性……………338 附录三常用周期信号的傅玺叶 系数录 73信号流图……………………342 、信号流图 附录四常用信号的傅里叶变换……414 梅森公式 a口■口 345 附录五拉普拉斯逆变换表……417 香74蔡统的结构 附录穴序列的z变换表…………419 鲁鲁 34 、直接实现 …347 习题答案 1P Pa 422 ……445 级联和并联实现… 350 素引(汲语拼音顺序 考文意 453 习题七…………… 第八章系統的状态变量分析 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn www.kyabc.cn 考研bc 第一章 信号与系统 本章介绍信号与系統的概念以及它们的分类方法,并讨论了线性时不变( Linear Time-mygi ant,缔写为LT)系统的特性,简明扼要地介绍了LT系统的描述方法和分祈方法。深入地硏究 了在I∏I系统介析中占有十分重要地位的阶跃函数、冲激函数及其持性 §1.1绪言 现在,信号与系统的概念已经深A到人们的生活和社公的各个方面:手机、电视机、通信网 计算机网等已成为人们常用的工具和设备,这些工具和设备都可以看成系统,而各种设备传送的 语音、音乐、图像、文字等都可以看成信号 一般认为,系统是指若十相互关联、相互作用的事物按一定规律组合而成的具有特定功能的 整体。人们在自然科学(如物理、化学、生物)以及工程、经济、社会等许多领域中,广泛地引用 “系统"的概念、理论和方法,并根据各学科自身的规律,建立相应的数学模型研究各自的间题。 因此,不同系统具有不同的属性和规律。 通信系统的任务是传输信息(如语言、文字、图像、数据、指令等)。为了便于传输,先由转换 设备将所传信息按一定规律变换为相对应的信号(如电信号、光信号,它们通常是随时间变化的 电流、电压或光强等),经过适当的信道(即信号传输的通道,如传输线、电缆、空间、光纤、光缆 等),将信号传送到接收方,再转换为声音、文字、图像等。通信设备中的滤波器可以看成一个简 单系统,而同步卫星和地面站等构成的通信系统则是一个庞大的复合系统。 工业企业常采用微机控制的过程控制系统,用以随时检测、调节或控制工艺流程的各种参数 (温度、压力、流量等),保证设备正常运转,生产合格产品 商业企业将产品的产量(或进货量)与库存、销售速率等的关系看成经济系统,以研究姒何 根据市场销售的状况调节生产(或进货)速度,使产品既不题销又不积压节省资金提高效益。 生套学家将生物种群(如细菌、害虫、鱼类等)的数量与有关制约因素〔如药物、捕捞等)之间 的关系看作生态系统,用以饼究药物效能生物资源开发以及不同种群之间相互依存、相互竟争 的关系等a 在分析属性各异的各类系統时,常常抽去具体系统物理的或社会的含义而把它抽象化为理 想仳的模型,将系统中讴动、变化的各种量(如电压、电流、光强、力、位移、生物数量等)统称为信 号,宏观地研究信号作用于系统的运动变化规律,揭示系统的般性能而不关心它内部的各种 细。 信号是信息的一种表示方式,通过信号传递信息。信号的概念与系统的概念是紧相连的。 信号在系统中按一定规律运动变化,系统在输人信号的驱动下对它进行“如工”、“处理”并发送 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn www.kyabc.cn 考研bc 2第一章信号与系统 输出信号,如图1.1-1所示。输入信号常称为激励,输出信号常输入信号 轴出信号 称为响应。 系统 激励 响应 在电子系统旰,系统通常是电子线路,信号通是随时间变化 图11-1信号与系统 的电压或电流(有时可能是电荷或磁通)。从数学观点考虑,这类 信号是独立变量t的函数f(t)。在光学成像系统(如照相机)中,系统由透镜组成,信号是分布于 空间各点的灰度,它是二维空间坐标x,y的函数。如果图像信号是运动的,则可表示为空间坐标 x,y和时间t的函数∫(x,y,)。信号是一个独立变量的函数时,称为一维信号,如果信号是n个 独立变量的函数,就称为n维信号。本书只讨论一维信号。 信号理论和系统理论涉及范围广泛,内容十分丰富。信号理论包括信号分析信号传输信 号处理和信号综合;系统理论包括;系统分析和系统综合。信号分析主要讨论信号的表示、信号 的性质等;系统分析主要研究对于给定的系统(它也是信号的变换器我处理器〕,在输入信号(激 励)的作用下产牛的输出信号(响应)。信号分析与系统分析之间关系紧密又各有侧重,前者侧 于信号的解析表示、性质、特征等,后者则蒼眼于系统的特性、功能等。 般而言,信号分析和系统分析是信号传输、信号处理信号绦合及系统练合的共同理论基 础:本书主要研究信号分析和系统分析的基本概念和基本分析方法,以便为读者进步学习研 究有关网络理论、通信理论控制理论信号处理和信号检测理论等打下基础。 1.2信号 信号常可表示为时间函数(或序列),该函数的图像称为信号的波形。在讨论信号的看关问 题时,“信号”与“函数(或序列)”两个词常互相通用。 如果信号可以用一个确定的时间函数〔或序列)表示,就称其为确定信号(或规则信号)。当 给定某一时刻值时,这种信号有确定的数值。 实际上,由于种种原因,在信号传输过程中存在着某些“不确定性”或“不可预知性”。譬如, 在通信系统中,收信者在收到所传送的消息之前,对信息源所发出的消息总是不可能完全知道 的,否则通信就没有意义了。此外,信号在传翰和处理的各个环节中不可避兔地要受到各种干扰 和噪声的影响,使信号失真(畸变),而这些干扰和噪声的情况总是不可能完全知道的。这类“不 确定性”或“不可预知性”统称为随视性。因此,严格来说,在实践中经常遇到的信号一般都是随 机信号。研究随机信号要用概率、统计的观点和方法。虽然如此,研究确定信号仍是十分重要 的,这是因为它是一种理想化的模型,不仅适用于工程应邦,也是研宪随机信号的重要基础。本 书只讨论确定信号。 、连续信号和离散信号 根据信号定义域的特点可分为连续时间信号和离散时间信号 连缤时间信号 在连续时间范图内(-<!<)有定义的信号称为连续时间信号葡称连续信号。这里 连续"是指函数的定义域时间(或其他量)是连续的至于信号的值域可以是连续的,也可 以不是。图1.2-1(a)中的信号 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn ww. kyabc cn 考研bc §1.2偵号3 10 (a) (c) 图1.2-1连续时间信号 Ace=losin (ut) 其定义域(-,)和值域[-10,10]都是连续的。图1.2-1(b)中的信号 I: t 2( 1.2-1) l<t<3 0 其定义域(-m,)是连续的,但其函数值取-1.,1三个离散的数值 信号f2(1在=-I=和=3间断点,一般可木定义间断点处的函数值如式(12-1) 所示。为了使函数定义更加完整,此处规定,着函数f在【=n处有间断点则函数在该点的值 等于其左极限f(t)与右极限f(t.)之和的,即 f(i) 〈1.2-2 式中f(t)=limf(-e)f(t.)=]mf(t+6)。这样,信号在定义域(-始,始}均有确定 的函数值。图1.2-1(c)所示的单位阶跃函数定义为 0 def (1.2-3 离散时间信号 仅在一华离散的瞬间才有定义的信号称为离散时间信号,简称离救信号。这里“离散”是指 信号的定义域时间(或其他量)是离散的,它只取某些规定的值。如果信号的自变量是时间 那么离散信号是定义在一些离散时刻t(k=0,±1,±2,…)的信号在其余时间,不于定义。 时刻4与4+之间的间隔T=t1-t4可以是常数,也可以随k而变化。本书只讨论T等于常 数的情况。若令相继时刻h与t之问的向隔为常数T,则离散信号只在均匀离散时刻t=…, -2T,-T.0,27,…时有定义,它可表示为f(AT)。为丁简便,不帖把八AT)简记为f(如)。这样 的离散信号也常称为序列。 序列f()的数学表达式可以写成闭合形式也可逐个列出f(k)的值。通常把对应某序号m def 符号 m…可读作“定义为…”或“按定义等于 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建ww, fineprint,cn

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评论 下载该资源后可以进行评论 23

caofeng891102 很好的,考研教材
2018-09-03
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WINGwing508 不错的书,能找到更不错,谢谢分享
2017-06-12
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升华2016 很好的,考研教材
2016-03-20
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flyperseus 考研用到了,非常经典
2016-03-07
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dlmult 印刷不是很清晰,还算可以吧。
2015-10-23
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AsterGus 总体不错,有实体书了,但还是要有电子版
2015-07-06
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menyumei 国内经典教材,清晰易懂。
2015-07-03
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annzhang520 经典教材,适合考研人事
2015-04-01
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kgbook 还好,结合奥本海姆的书会有更深的体会
2015-02-02
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BeginningXiaoke 经典的信号与系统教材
2015-01-20
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