本教材以系統介紹信號分析、處理的基本概念、原理、技術、方法為主線，與《自動控制理論》有明確的分工和很好的銜接，使二者相輔相成，共同構成關于信號與系統的完整的工程科學基礎。本教材還兼顧電氣工程與自動化類專業的特點，介紹有關的信號領域知識以及隨機信號分析與處理的基礎知識和有關新技術。全書分為六章，內容包括：緒論、連續信號分析(時域、頻域、復頻域)、離散信號分析(時域、頻域、復頻域)、信號處理基礎、模擬和數字濾波器、隨機信號分析與處理基礎。附錄還介紹了基于MATLAB的信號分析與處理基礎。
被列入“普通高等教育‘十五’國家級規劃教材”的本書第2版從2006年出版至今，已經過11次印刷，發行45000余冊，被許多學校相關專業采用，受到廣大師生和科研工作者的歡迎。本書又被列入“‘十二五’普通高等教育本科國家級規劃教材”出版計劃，為適應高等工程教育的新發展，這次修訂工作按照“十二五”國家級規劃教材出版計劃進行。
2012年教育部頒布的新本科專業目錄中，將原電氣信息類專業拆分成電氣類、自動化類、電子信息類等專業，進一步細化了強、弱電類專業之間的關系。作為這幾類專業都需要學習和掌握的信號類課程，也需要細化這兩類專業對信號知識的不同需求，這正是2000年開始編寫本書時的初衷，誠如本書第1版前言所述，本書是適應電氣工程與自動化類專業(或電氣工程及其自動化專業和自動化專業)及其他非電子信息類相關專業的需要而編寫的，有別于電子信息類專業所用的《信號與系統》和《數字信號處理》等教材。
這次教材的修訂工作除了仔細訂正了第2版中的一些錯漏外，在廣泛聽取反饋意見的基礎上，主要做了以下修訂和調整：
1 仍然從電氣類、自動化類及其他非電子信息類專業對信號知識的需求出發，基本保持了原書的框架，即緊緊抓住信號這條主線，重點介紹信號分析、處理的基本原理和方法，弱化系統分析、設計的內容，以避免與其他課程的內容重疊。
2 第二章離散信號的分析在原理、方法等方面都較重要，本次修訂又重新做了較多調整。
3 對第五章隨機信號分析與處理基礎的內容做了適當調整，在第四節中突出了非平穩隨機信號的分析與處理方法。
4 鑒于MATLAB信號處理工具箱及Simulink仿真軟件包已經成為信號分析處理的重要工具，在附錄中簡要介紹了該工具箱，使初次接觸MATLAB的讀者能快速了解和掌握MATLAB的使用方法。本書在每章都引入了適合該章內容的MATLAB工具，用于一些例題的分析解答，每章還都提供了上機練習題，可以通過上機練習快速加深對各章內容的理解，提高使用計算機進行信號分析處理的能力。
5 每章后面還給出了本章要點，便于讀者對本章基本內容和重點內容的把握，也有利于讀者對信號分析處理內容的梳理。
在本書修訂過程中，浙江大學齊冬蓮教授參與了方案討論，提出了許多寶貴的意見；浙江理工大學熊衛華副教授提供了非平穩隨機信號分析的一些材料；浙江大學寧波理工學院裘君副教授參與編寫了附錄及各章有關MATLAB的內容，并在圖表繪制等方面付出了辛勤勞動。作者在此深表感謝。本書修訂過程中參閱了國內外許多學者的有關教材和著作，作者在此一并表示感謝。
經過本次修訂，本書一定還會存在不少新的錯漏和內容不妥之處，希望大家繼續給以批評指正。
作者
序
前言
緒論1
一、信號的概念1
二、信號的分類1
三、信號分析與處理概述4
四、信號處理系統4
五、自動化類專業開設信號類課程的特點5
習題7
第一章連續信號的分析8
第一節連續信號的時域描述和分析8
一、連續信號的時域描述8
二、連續信號的時域運算12
三、連續信號的時域分解20
第二節連續信號的頻域分析23
一、周期信號的頻譜分析24
二、非周期信號的頻譜分析33
三、傅里葉變換的性質44
第三節連續信號的復頻域分析59
一、信號的拉普拉斯變換59
二、信號的復頻域分析67
第四節信號的相關分析72
一、相關系數72
二、相關函數74
三、相關定理77
第五節應用MATLAB的連續信號分析80
一、連續時間信號描述80
二、MATLAB卷積運算84
三、MATLAB的傅里葉變換86
四、MATLAB的拉普拉斯變換94
五、MATLAB求相關函數97
本章要點98
習題99
上機練習題107
第二章離散信號的分析109
第一節離散信號的時域描述和分析109
一、信號的采樣和恢復109
二、時域采樣定理110
三、頻域采樣定理113
信號分析與處理第3版目錄四、離散信號的描述115
五、離散信號的時域運算119
第二節離散信號的頻域分析125
一、周期信號的頻域分析125
二、非周期信號的頻域分析133
三、離散傅里葉變換(DFT)140
第三節快速傅里葉變換(FFT)148
一、快速傅里葉變換的基本思路148
二、基2FFT算法150
三、FFT的應用154
第四節離散信號的z域分析159
一、離散信號的Z變換159
二、Z變換與其他變換之間的關系172
第五節應用MATLAB的離散信號分析175
一、利用MATLAB進行離散信號描述175
二、離散卷積的計算179
三、離散信號的頻域分析180
四、快速傅里葉變換181
五、離散信號Z變換184
本章要點185
習題186
上機練習題188
第三章信號處理基礎190
第一節系統及其性質190
一、系統的描述190
二、系統的性質191
第二節信號的線性系統處理195
一、時域法分析195
二、頻域法分析203
三、復頻域分析210
第三節解卷積(逆濾波與系統辨識)217
一、系統辨識問題218
二、逆濾波問題222
三、同態系統解卷積225
第四節數字信號處理技術227
一、數字信號處理的特點228
二、數字信號處理的實現228
三、有限字長對實現數字信號處理的影響230
第五節應用MATLAB的信號處理237
一、利用MATLAB的時域分析237
二、利用MATLAB的頻域分析242
三、利用MATLAB的復頻域分析246
四、利用MATLAB的系統辨識253
本章要點255
習題256
上機練習題259
第四章濾波器261
第一節濾波器概述261
一、濾波及濾波器的基本原理261
二、濾波器的分類262
三、濾波器的技術要求263
第二節模擬濾波器265
一、概述265
二、巴特沃思(Butterwoth)低通濾波器266
三、切比雪夫(Chebyshev)低通濾波器270
四、模擬濾波器的頻率變換276
五、RC有源濾波器280
第三節數字濾波器282
一、概述282
二、無限沖激響應(IIR)數字濾波器283
三、有限沖激響應(FIR)數字濾波器293
第四節應用MATLAB的濾波器設計299
一、模擬濾波器設計299
二、數字濾波器設計308
本章要點317
習題318
上機練習題320
第五章隨機信號分析與處理基礎321
第一節隨機信號的描述與分析321
一、隨機信號及其概率結構321
二、隨機信號在時域的數字特征323
三、隨機信號的頻域描述與分析330
第二節隨機信號通過線性系統的分析336
一、平穩隨機信號通過連續系統336
二、平穩隨機信號通過離散系統339
三、過渡過程分析342
第三節最優線性濾波345
一、維納濾波345
二、卡爾曼濾波349
三、自適應濾波357
第四節非平穩隨機信號的分析366
一、時頻域分析366
二、小波變換分析369
三、希爾伯特黃變換分析376
第五節應用MATLAB的隨機信號分析、處理379
一、隨機信號的描述379
二、隨機信號的頻譜分析380
三、隨機信號通過線性系統分析382
四、利用MATLAB的卡爾曼濾波387
五、利用MATLAB的小波分析390
六、利用MATLAB進行維格納變換391
七、利用MATLAB進行希爾伯特黃變換393
本章要點396
習題397
上機練習題399
附錄MATLAB信號分析處理工具箱簡介401
參考文獻416
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