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第一章信号与系统
本章介绍信号与系统的概念以及它们的分类方法,并讨论了线性时不变(Linear Time-Invariant,缩写为LTI)系统的特性,简明扼要地介绍了LTI系统分析中占有十分重要地位的阶跃函数、冲击函数及其特性。
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●1.1信号与系统的概念
对信号与系统中所涉及到的基础概念进行介绍
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●1.2信号描述与分类
对信号进行描述和分类,并介绍了几种常见的确定信号。
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●1.3信号的基本运算
对信号的基本运算进行介绍
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●1.4阶跃函数和冲激函数
本节介绍了阶跃函数和冲激函数,以及它们之间的关系。
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●1.5系统的特性和分类
本节对系统的特性进行了介绍,并根据系统特性进行分类。
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●1.6系统的描述和分析方法
本节介绍了系统的描述和分析方法
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第二章连续系统的时域分析
本章将研究线性时不变(LTI)连续系统的时域分析方法,即对于给定的激励,根据描述系统响应与激励之间关系的微分方程求得其相应的方法。由于分析是在时间域内进行的,称为时域分析。本章将在用经典法求解微分方程的基础上,讨论零输入响应,特别是零状态响应的求解。在引入系统的冲击响应之后,零状态响应等于冲激响应与激励的卷积积分。冲击响应和卷积积分概念的引入,是LTI系统分析更加简捷、明晰,它们在系统理论中有重要作用。
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●2.1LTI连续系统的响应
本节介绍了经典法求解微分方程,以及初始值的求解,从而求解系统的零状态响应、零输入响应、全响应。
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●2.2冲激响应和阶跃响应
本节介绍了冲激响应和阶跃响应,并给出了二者之间的关系。
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●2.3卷积积分
本节介绍了什么是卷积积分,并给出了卷积积分的求解步骤。
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●2.4卷积积分的性质
在上一节的基础之上,本节介绍了卷积积分的性质,并介绍了相关函数的概念。
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第三章离散系统的时域分析
离散系统分析与连续系统分析在许多方面是相互平行的,他们有许多类似之处。连续系统可用微分方程描述。差分方程和微分方程的求解方法在很大程度上是相互对立的。连续系统分析与离散系统分析的相似性为学习本证提供了有利条件,本章主要讨论介绍了离散系统的零状态响应。
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●3.1LTI离散系统的响应
本节介绍了差分和差分方程、以及如何求差分方程的经典解,并讲解了如何求LTI离散系统的零输入和零状态响应。
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●3.2单位序列响应和阶跃响应
本节主要介绍了单位序列和单位阶跃序列以及单位序列响应和阶跃响应的求解方法。
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●3.3卷积和
本节介绍了LTI离散系统中卷积和的概念和求法。
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●3.4反卷积
本节对反卷积进行了介绍。
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第四章傅里叶变换和系统的频域分析
本章着重讨论连续时间的傅里叶变换和连续时间系统的频域分析。介绍了离散时间信号的傅里叶变换(DTFT)。
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●4.1信号分解为正交函数
本节介绍了信号分解为正交函数的原理,介绍了正交函数集的概念。
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●4.2傅里叶级数
本节介绍了周期信号的分解、奇偶函数的傅里叶级数、以及傅里叶级数的指数形式。
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●4.3周期信号的频谱
本节介绍了周期信号的频谱、周期矩形脉冲的频谱、以及周期信号的功率。
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●4.4非周期信号的频谱
本节主要介绍了傅里叶变换的概念,并给出了奇异函数的傅里叶变换。
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●4.5傅里叶变换的性质
本节介绍了傅里叶变换的性质,如:线性性质、奇偶虚实性质、对称性质、尺度变换性质、时移性质、频移性质、卷积定理、时域的微分与积分、频域的微分与积分、相关定理。
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●4.6能量谱和功率谱
能量谱和功率谱可以用了描述信号,本节给出了能量谱和功率谱的概念和初步知识。
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●4.7周期信号的傅里叶变换
本节主要介绍了周期信号的傅里叶变换,包括正余弦的傅里叶变换和一般周期函数的傅里叶变换,并介绍了独立于级数。
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●4.8LTI系统的频域分析
本节介绍了系统的频域响应、信号的无失真传输、以及理想低通滤波器的响应。
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●4.9取样定理
本节通过讨论信号的取样,然后通过将取样信号恢复为原信号的过程,从而引出取样定理。
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●4.10序列的傅里叶分析
傅里叶分析用以从频域角度研究连续时间信号。本节介绍了周期序列的离散傅里叶级数、非周期序列的离散时间傅里叶变换。
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第五章连续系统的s域分析
本章引入复频率s=δ+jω(δ,ω均为实数),以复指数函数e^st为基本信号,任意信号可分解为众多不同复频率的复指数分量,而LTI系统的零状态响应是输入信号各分量引起响应的积分,而且若考虑到系统的初始状态,则系统的零输入响应也可同时求得,从而得到系统的全响应。
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●5.1拉普拉斯变换
本节通过介绍从傅里叶变换到拉普拉斯变换、收敛域,给出(单边)拉普拉斯变换的定义。
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●5.2拉普拉斯变换的性质
本节介绍了拉普拉斯变换的性质。如、线性性质、尺度变换、时移(延时)特性、复频移(s域平移)、时域微分特性、时域积分特性、卷积定理、初值定理和终值定理。
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●5.3拉普拉斯逆变换
本节介绍了拉普拉斯的逆变换的方法,包括查表法、部分分式展开法。
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●5.4复频域分析
本节介绍了拉普拉斯变换用于LTI系统分析的一些问题。
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第六章离散系统的z域分析
本章介绍了z变换分析法。在LTI离散系统分析中,z变换的作用类似于连续系统分析中的拉普拉斯变换,它将描述系统的差分方程变换为代数方程,而且代数方程中包括了系统的初始状态,从而能求出系统的零输入响应和零状态响应以及全响应。这里用于分析的独立变量是复变量z,故称为z域分析。
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●6.1z变换
本节介绍了从拉普拉斯变换到z变换的过程、z变换定义、收敛域的概念。
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●6.2z变换的性质
本节介绍了z变换的一些基本性质和定理,这对于熟悉和掌握z变换的方法,用以分析离散系统等都是很重要的。
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●6.3逆z变换
本节研究F(z)的逆z变换,即由象函数F(z)求原序列f(k)的问题,求逆z变换的方法有:幂级数展开法、部分分式展开法和反演积分(留数法)等,本节重点讨论最常用的部分分式法。
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●6.4z域分析
本节主要介绍z变换用于进行LTI离散系统分析。
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第七章系统函数
本章将在小结系统函数在复平面(s或z平面)的零、极点分布与时域特性、频域特性的基础上,讨论系统的稳定性,介绍信号流图,并讨论系统模拟问题.
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●7.1系统函数与系统特性
本节介绍了系统函数和系统的特性,如系统的零点与极点、系统函数与时域响应、系统函数与频域响应。
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●7.2系统的稳定性
本节介绍了系统的因果性和稳定性。
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●7.3信号流图
本节介绍了信号流图,信号流图是用有向的线图描述线性方程组变量间因果关系的一种图,用它来描述系统较方框图更为简便,而且可以通过梅森公式将系统函数与相应的信号流图联系起来,信号流图简明地沟通了描述系统的方程、系统函数以及框图等之间的联系,这不仅有利于系统分析,也便于系统模拟。





