《信號(hào)與系統(tǒng)》主要介紹了信號(hào)與線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析方法。
《信號(hào)與系統(tǒng)》共8章,內(nèi)容包括:信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析、傅里葉變換、傅里葉變換的應(yīng)用、連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、離散系統(tǒng)的時(shí)域分析、離散系統(tǒng)的變換域分析以及系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。每章的內(nèi)容包括講述基本原理、分析方法和實(shí)踐應(yīng)用(利用MATLAB軟件仿真)。
《信號(hào)與系統(tǒng)》內(nèi)容系統(tǒng),重點(diǎn)突出,抽象概念和MATLAB仿真相結(jié)合,數(shù)學(xué)推導(dǎo)和信號(hào)波形相結(jié)合,便于學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。紙質(zhì)內(nèi)容與數(shù)字化資源一體化設(shè)計(jì)。數(shù)字化資源涵蓋各知識(shí)點(diǎn)講解視頻,與紙質(zhì)內(nèi)容緊密配合。
《信號(hào)與系統(tǒng)》可作為應(yīng)用型高等院校通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等相關(guān)專業(yè)本科生的教材,也可作為信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的研究生及有關(guān)科研人員的參考書(shū)。
“信號(hào)與系統(tǒng)”課程是電子信息類、自動(dòng)化類和計(jì)算機(jī)類等專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,不僅在內(nèi)容上與“數(shù)字信號(hào)處理”課程緊密相關(guān),而且將直接影響“通信原理”“自動(dòng)控制原理”等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。該課程的主要內(nèi)容有:連續(xù)信號(hào)、離散信號(hào)及線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析方法,具有理論抽象、內(nèi)容繁多及工程性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)理解傅里葉變換、拉普拉斯變換及z變換等理論,并能夠利用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題。
為了彰顯“以學(xué)生為中心”的新教育理念,編者結(jié)合多年對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)課程開(kāi)展混合式教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)積累,特編寫(xiě)了本新形態(tài)教材,通過(guò)掃描二維碼可以瀏覽各知識(shí)點(diǎn)講解視頻。為了便于開(kāi)展混合式教學(xué),編者還在智慧樹(shù)平臺(tái)上建設(shè)了本教材所配套的在線開(kāi)放課程,并已經(jīng)運(yùn)行了四輪以上。這次編寫(xiě),編者重點(diǎn)加強(qiáng)的有以下幾個(gè)方面。
1.突出重點(diǎn),簡(jiǎn)明易懂。本教材內(nèi)容上進(jìn)行了重構(gòu)與優(yōu)化,重點(diǎn)講述與電子信息類專業(yè)相關(guān)的知識(shí),減少了“信號(hào)的矢量空間分析”等內(nèi)容,“離散傅里葉變換”等內(nèi)容調(diào)整到“數(shù)字信號(hào)處理”課程里講解。具體內(nèi)容包括:第1章,信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念;第2章,連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析;第3章,傅里葉變換;第4章,傅里葉變換的應(yīng)用;第5章,連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析;第6章,離散系統(tǒng)的時(shí)域分析;第7章,離散系統(tǒng)的變換域分析;第8章,系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。其中標(biāo)注了“*”號(hào)的內(nèi)容可以作為擴(kuò)展內(nèi)容。
2.循序漸進(jìn),尊重規(guī)律。信號(hào)與系統(tǒng)的理論涉及較多的數(shù)學(xué)知識(shí),這成為初學(xué)者學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。要力求感性入手,定性說(shuō)明,充分解釋數(shù)學(xué)結(jié)果的物理含義。注意先感性后理性,先簡(jiǎn)單后復(fù)雜,由淺入深,循序漸進(jìn),以期起到以小知大、以簡(jiǎn)知繁的作用。教學(xué)中要簡(jiǎn)化推導(dǎo)過(guò)程,適當(dāng)?shù)瘮?shù)學(xué)分析,突出系統(tǒng)處理的思想。重點(diǎn)講述最基本、最精華、最實(shí)用的知識(shí),讓學(xué)生重在理解和應(yīng)用。
3.聯(lián)系實(shí)際,注重應(yīng)用。理論固重要,應(yīng)用更可貴。學(xué)以致用,是古往今來(lái)教育的根本目的。理論只有和工程應(yīng)用相結(jié)合,才能達(dá)到學(xué)習(xí)的根本目的。本教材針對(duì)性地進(jìn)行了“仿真實(shí)現(xiàn)”和“應(yīng)用舉例”,應(yīng)用中還結(jié)合MATLAB軟件進(jìn)行分析和設(shè)計(jì),力求提高學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)工程素養(yǎng)。
4.啟發(fā)誘導(dǎo),激發(fā)興趣。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動(dòng)性,是在教學(xué)實(shí)踐中要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。本教材試圖引導(dǎo)學(xué)生去思考科學(xué)概念中所體現(xiàn)的科學(xué)精神和科學(xué)方法,激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力。讓學(xué)生把知識(shí)學(xué)活,學(xué)了會(huì)用。真正理解信號(hào)、信號(hào)處理和系統(tǒng)的基本概念,理解信號(hào)處理和傳輸?shù)幕具^(guò)程,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
本教材可作為電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化、電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子工程等專業(yè)本科生“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教材。
本教材由湖南工學(xué)院賈雅瓊博士主編,李欣、任永梅、王秋燕、周雪婷、胡小娣編著。特別感謝李祖林教授、俞斌副教授審閱了本教材,并提出了許多寶貴意見(jiàn)。高等教育出版社的策劃、責(zé)編及有關(guān)同志與編者愉快合作,使得本教材得以順利成稿,編者在此一并表示衷心的感謝。
當(dāng)前,高等教育改革的大潮風(fēng)起云涌。高校的教育教學(xué)要進(jìn)一步轉(zhuǎn)變觀念,做到四個(gè)“回歸”:一是回歸常識(shí),二是回歸本分,三是回歸初心,四是回歸夢(mèng)想。本科教學(xué)工程改革,更應(yīng)把反思教育目標(biāo)、重塑課程模塊體系,改進(jìn)教學(xué)方法、發(fā)展批判性思維,回歸工程本質(zhì)、解決工程實(shí)踐問(wèn)題三個(gè)方面作為核心。希望本教材對(duì)地方高校建設(shè)一流應(yīng)用型專業(yè)起到積極作用。
第1章 信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念
1.1 信號(hào)的描述及分類
1.1.1 信號(hào)的描述
1.1.2 信號(hào)的分類
1.2 典型信號(hào)及其特性
1.2.1 門(mén)信號(hào)
1.2.2 取樣信號(hào)
1.2.3 單位階躍信號(hào)
1.2.4 單位沖激信號(hào)
1.2.5 沖激偶信號(hào)
1.3 信號(hào)的波形變換
1.3.1 信號(hào)的時(shí)移
1.3.2 信號(hào)的反褶
1.3.3 信號(hào)的尺度變換
1.4 信號(hào)的運(yùn)算
1.4.1 信號(hào)的相加或相乘
1.4.2 信號(hào)的微分
1.4.3 信號(hào)的積分
1.5 系統(tǒng)的描述及分類
1.5.1 系統(tǒng)的定義
1.5.2 系統(tǒng)模型的描述
1.5.3 系統(tǒng)的分類
1.6 基本信號(hào)及其運(yùn)算的MATLAB仿真
1.6.1 連續(xù)信號(hào)的MATLAB表示
1.6.2 信號(hào)波形變換的MATLAB仿真
1.6.3 信號(hào)運(yùn)算的MATLAB仿真
習(xí)題1
第2章 連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析
2.1 連續(xù)系統(tǒng)的描述
2.1.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(微分方程)的建立
2.1.2 連續(xù)系統(tǒng)的算子表示
2.2 沖激函數(shù)匹配法
2.2.1 基本概念
2.2.2 沖激函數(shù)匹配法
2.3 線性系統(tǒng)的響應(yīng)
2.4 卷積及其性質(zhì)
2.4.1 卷積積分的定義及性質(zhì)
2.4.2 卷積積分的圖解法
2.5 連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB仿真
2.5.1 連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB函數(shù)
2.5.2 連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB仿真應(yīng)用
習(xí)題2
第3章 傅里葉變換
3.1 引言
3.2 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)
3.2.1 三角形式的傅里葉級(jí)數(shù)
3.2.2 指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù)
3.2.3 兩種傅里葉級(jí)數(shù)之間的關(guān)系
3.3 非周期信號(hào)的傅里葉變換
3.3.1 傅里葉級(jí)數(shù)到傅里葉變換
3.3.2 常見(jiàn)傅里葉變換對(duì)
3.3.3 傅里葉變換的性質(zhì)
3.4 周期信號(hào)的傅里葉變換
3.5 連續(xù)系統(tǒng)頻域分析的MATLAB仿真
習(xí)題3
……
第4章 傅里葉變換的應(yīng)用
第5章 連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析
第6章 離散系統(tǒng)的時(shí)域分析
第7章 離散系統(tǒng)的變換域分析
第8章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)