信号与系统分析:变换方法与MATLAB应用

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"本书《Signals and Systems - 2ed 2011》是迈克尔·J·罗伯茨(Michael J. Roberts)教授撰写,他在田纳西大学电气与计算机工程系任教。这本书是第二版,专注于信号与系统的分析,主要采用变换方法和MATLAB工具进行讲解。" 在信号与系统领域,书中涵盖了基本概念和关键函数,包括: 1. **阶跃信号(Step Signal)**:阶跃信号通常表示为u(t),当t >= 0时,其值为1,否则为0。它是分析线性时不变系统(LTI)的重要基础。 2. **单位冲激信号(Delta Function)**:δ(t)是单位冲激信号,也称为狄拉克δ函数,它在t = 0处的值为无穷大,但其积分等于1。它在理论计算中起着关键作用,可以视为“瞬时”的信号。 3. **符号函数(Signum Function)**:sgn(t)函数,当t > 0时,其值为1;t < 0时,值为-1;t = 0时,值为0。这个函数常用于描述信号的符号变化。 4. ** sinc 函数**:sinc(t)是正弦函数除以πt的函数,当t = 0时,sinc(t)的值为1,而其他情况下则根据t的值变化。 5. **三角波信号(Triangle Wave)**:tri(t)是一个周期性的三角形波形,其值在-1到1之间变化,具有平滑的上升和下降斜率,是滤波器设计和频率分析中的一个有用工具。 6. **矩形波信号(Rectangular Wave)**:rect(t)是具有固定幅度并在有限时间区间内为1的信号,通常用作脉冲或开关信号的模型。 7. **斜坡信号(Ramp Signal)**:ramp(t)是一个线性增长的信号,当t >= 0时,其值为t,否则为0。它在系统响应分析中很有用。 8. **离散时间信号**:书中也讨论了离散时间信号,如δ[n],u[n],sgn[n]和ramp[n],这些都是连续时间信号在时间上采样后的版本,对于数字信号处理至关重要。 9. **傅里叶变换**:书中的变换方法可能包括傅里叶变换,它可以将信号从时域转换到频域,从而揭示信号的频率成分。 10. **MATLAB应用**:书中强调了使用MATLAB进行信号处理和系统分析,这是一个强大的计算工具,特别适合于信号与系统的模拟和实验。 通过这些基本信号和变换方法,读者可以深入理解信号如何在系统中传输、变换和处理,这对于通信、控制理论、图像处理等领域的工程师和技术人员来说是至关重要的基础知识。