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| 編輯推薦： |
1、 内容完整系统。介绍信号与系统理论课程的所有重要知识点的仿真实现，通过仿真结果分析常见问题，比较不同实现方法的运算效率等。
2、软件和硬件结合。借助编程快速验证原理，再配套一定的硬件实验，将软件仿真的灵活性、可扩展性与硬件实现的实践性结合，优势互补。
3、基础和拓展结合。既提供一般验证性实验加深知识点理解，也提供进阶方案，携手科研团队打造10个典型信号处理综合实验。
4、读者体验友好。精心制作17个教学视频，包括编程讲解（Simulink、GUI等）、硬件实验演示和结果分析等，以及20个动图、38个GUI程序。
5、开放源代码。提供仿真实现的所有源代码，以及基本实验、进阶实验的原始数据和完整实现代码。
6、配套资源丰富。提供教学大纲、教学课件、GUI、源代码、实验报告模板、等教学资源，可扫描前言下方二维码下载。
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| 內容簡介： |
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本书采用篇章式结构，与理论课程紧密相关。本书分为仿真基础篇、仿真实现篇、基本实验篇和进阶实验篇四部分。仿真基础篇主要介绍MATLAB软件的编程原理和技巧，包括第1~3章。仿真实现篇主要介绍信号与系统课程重要知识点的仿真实现，包括第4～8章。基本实验篇主要介绍11个仿真实验和4个硬件实验，包括第9~11章。进阶实验篇主要介绍10个具有明确科研背景的综合及设计性实验，对应第12章。第13章为拓展阅读。 本书可作为“MATLAB编程与工程应用”课程的教材、“信号与系统”课程的配套实验教材，也可作为本科毕业设计和信号处理领域工程实践的参考书。
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| 關於作者： |
安成锦，国防科技大学副教授。“信号处理系列课程”国家级教学团队骨干成员、国防科技大学“信号与系统”“信号与系统基础”“MATLAB编程及工程应用”“信号与系统课程实验”等课程负责人，电子科学学院教学委专家、督导组专家、首批核心骨干教师。长期从事信号处理方面的教学和科研工作。获湖南省教学成果一等奖1项（排名1）。获全国高等学校青年教师“信号与系统”教学比赛一等奖、校教学能手比赛一等奖、校级教学质量新星、校级优秀教师（两次）。出版译著一部，教材两部，获软件著作权9项。主持和参与多项国家自然科学基金、军口863等科研项目，2次荣立三等功。
王雪莹，国防科技大学副教授。长期从事信号分析和处理相关的教学和科研工作，承担“信号与系统”“信号与系统课程实验”等课程教学。近5年来发表SCI源刊论文近10篇。承担/参与国家自然科学基金2项、装备预先研究类项目5项。获军队科技进步一等奖1项、二等奖1项，获电工电子基础课实验案例设计竞赛中南赛区二等奖1项、湖南省信息化教学比赛三等奖1项，2次荣立三等功。
吴京，国防科技大学教授、硕士生导师。长期从事信号与信息处理教学和科研工作，军队育才奖金奖获得者，校级教学名师。国防科技大学信号处理系列课程教学团队负责人，国家精品课程、国家精品资源共享课、湖南省线下一流课程、湖南省线上一流课程负责人。以第一作者出版教材6部，其中省优秀教材一部。
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| 目錄：
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仿真基础篇
第1章MATLAB入门及计算
1.1简介
1.2帮助系统
1.3变量、数据类型和显示
1.4标点符号和常用控制命令
1.5数组创建和编址寻访
1.5.1数组的创建
1.5.2数组元素编址
1.5.3数组元素寻访
1.6数组和矩阵运算
1.6.1运算符
1.6.2函数
1.7随机数产生和统计分析
1.8多项式计算
1.8.1多项式的表示和求值
1.8.2多项式求根
1.8.3多项式的乘除
1.8.4多项式拟合
1.9符号计算
1.9.1符号变量和符号表达式的创建
1.9.2符号表达式的计算
第2章MATLAB程序设计及绘图
2.1M文件
2.1.1脚本文件
2.1.2函数文件
2.2程序控制
2.2.1循环结构
2.2.2选择结构
2.2.3其他命令
2.3常见错误类型
2.4良好的编程习惯
2.5二维绘图
2.5.1绘图函数
2.5.2轴系形态和标识
2.5.3多次叠绘和多子图
2.6三维绘图
2.6.1曲线图
2.6.2曲面图
2.7图形窗编辑
第3章Simulink及GUI
3.1Simulink简介和启动
3.2Simulink基本模块
3.2.1Sources库
3.2.2Sinks库
3.3Simulink实例
3.4GUI简介
3.5GUI启动
3.6GUI设计步骤
3.6.1分析需求
3.6.2完成布局
3.6.3修改控件属性
3.6.4保存GUI
3.7回调函数编写
3.8GUI运行
仿真实现篇
第4章信号与系统的时域分析
4.1连续时间基本信号产生
4.1.1复指数信号
4.1.2单位阶跃信号
4.1.3单位冲激信号
4.1.4斜坡信号
4.1.5门信号
4.1.6三角信号
4.1.7抽样信号
4.1.8周期矩形脉冲信号
4.1.9周期三角信号
4.2离散时间基本信号产生
4.2.1复指数序列
4.2.2单位阶跃序列
4.2.3单位样值序列
4.2.4矩形序列
4.3信号的基本运算
4.3.1信号的相加和相乘
4.3.2信号的翻转、展缩和平移
4.3.3离散时间信号的差分与累加
4.3.4连续时间信号的微分与积分
4.3.5信号的奇偶分解
4.4系统的分类
4.4.1线性系统
4.4.2时不变系统
4.5连续时间系统的时域分析
4.5.1系统的表示
4.5.2连续时间系统的零状态响应
4.5.3连续时间系统的零输入响应
4.5.4连续时间系统的冲激响应与阶跃响应
4.5.5卷积积分
4.6离散时间线性时不变系统的时域分析
4.6.1离散时间系统的零状态响应
4.6.2离散时间系统的零输入响应
4.6.3离散时间系统的全响应
4.6.4离散时间系统的样值响应与阶跃响应
4.6.5卷积和与解卷积
第5章连续时间信号与系统的频域分析
5.1周期信号的傅里叶级数
5.1.1傅里叶级数的计算
5.1.2周期信号的频谱
5.1.3周期信号的分解
5.1.4周期信号的合成
5.2非周期信号的傅里叶变换
5.2.1傅里叶变换的符号函数求解
5.2.2傅里叶变换的数值计算
5.3傅里叶变换性质
5.3.1奇偶特性
5.3.2展缩特性
5.3.3时移特性
5.3.4频移特性
5.4连续时间系统的频率响应
5.5正弦信号通过系统的响应
5.6无失真传输
5.6.1无失真传输系统
5.6.2信号的无失真传输
5.7理想与实际滤波器
5.7.1理想滤波器
5.7.2实际滤波器
5.7.3利用Simulink实现信号的滤波
5.8时域抽样和恢复
5.8.1信号的时域抽样
5.8.2抽样信号的频谱
5.8.3时域抽样定理
5.8.4抽样信号的恢复
第6章离散时间信号与系统的频域分析
6.1周期序列的傅里叶级数
6.1.1傅里叶级数的计算
6.1.2快速傅里叶变换
6.1.3周期序列的频谱
6.2非周期序列的傅里叶变换
6.2.1离散时间傅里叶变换
6.2.2离散时间傅里叶反变换
6.2.3离散时间傅里叶变换的展缩性质
6.3几种傅里叶变换的关系
6.4离散时间系统的频域分析
6.4.1离散时间系统的频率响应
6.4.2正弦序列通过系统的响应
6.4.3实际滤波器
第7章连续时间信号与系统的复频域分析
7.1信号的拉普拉斯变换
7.1.1符号函数求解单边拉普拉斯变换
7.1.2符号函数求解单边拉普拉斯反变换
7.1.3部分分式展开法求解拉普拉斯反变换
7.2连续时间系统的零极点分析
7.2.1连续时间系统函数的零极点
7.2.2零极点分布对因果系统单位冲激响应的影响
7.2.3零极点分布对稳定系统频率响应的影响
7.3连续时间系统的模拟
7.3.1级联实现
7.3.2并联实现
7.4连续时间系统的响应
7.4.1指数信号通过系统的响应
7.4.2利用状态方程求解系统全响应
第8章离散时间信号与系统的z域分析
8.1序列的z变换
8.1.1符号函数求解单边z变换
8.1.2符号函数求解单边z反变换
8.1.3部分分式展开法求解z反变换
8.2离散时间系统的零极点分析
8.2.1离散时间系统函数的零极点
8.2.2零极点分布对因果系统单位样值响应的影响
8.2.3零极点分布对稳定系统频率响应的影响
8.3离散时间系统的响应
8.3.1指数序列通过系统的响应
8.3.2利用z变换求解差分方程
基本实验篇
第9章仿真实验
9.1信号的产生与可视化
9.2信号的基本运算
9.3卷积积分与卷积和
9.4连续时间系统的时域分析
9.5离散时间系统的时域分析
9.6连续时间周期信号的频域分析
9.7连续时间非周期信号的频域分析
9.8连续时间系统的频域分析
9.9离散时间信号与系统的频域分析
9.10连续时间信号与系统的复频域分析
9.11离散时间信号与系统的z域分析
第10章实验箱及示波器
10.1实验箱总体介绍
10.2实验箱主要模块
10.2.1S2信号源及频率计模块
10.2.2S3抽样定理及滤波器模块
10.2.3S4数字信号处理模块
10.2.4S5模块
10.3双踪示波器总体介绍
10.3.1主要技术指标
10.3.2各按键用途及使用方法
10.4示波器的典型应用
第11章硬件实验
11.1周期矩形脉冲信号的分解与合成
11.2信号的无失真传输
11.3信号的滤波
11.4信号的抽样与恢复
进阶实验篇
第12章拓展实验
12.1音乐合成
12.2双音多频信号识别
12.3信号的短时傅里叶变换
12.4语音信号降噪
12.5回声消除
12.6幅度调制与解调
12.7雷达信号的发射与接收
12.8雷达测距
12.9雷达测速
12.10地杂波对消
第13章扩展阅读
13.1MATLAB的发展历程
13.2MATLAB的替代方案
13.2.1SCILAB
13.2.2Octave
13.3冲激信号背后的故事
13.3.1狄拉克生平
13.3.2狄拉克δ函数的诞生
13.4拉普拉斯变换的前世今生
13.5雷达发展简史
13.5.1雷达起源与发展
13.5.2中国雷达发展历程
13.6我国著名雷达专家
13.6.1申仲义： 我国雷达事业创始人之一
13.6.2保铮： “雷达裁判长”
13.6.3刘永坦： “海防长城”铸造者
13.6.4郭桂蓉： 精确制导武器自动目标识别领域的著名专家
附录本书用到的主要MATLAB函数
参考文献
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| 內容試閱：
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“信号与系统”是电子信息类、自动化类、计算机类等专业本科生必修的一门专业基础课程。学习者通过学习该课程，掌握确定性信号和线性时不变系统分析的时域、频域、复频域和z域分析方法，理解重要知识点的数学、物理以及工程含义，为后续专业课的学习打下坚实基础。由于该课程理论性、系统性强，因此需要配套相应的实验以加深学习者对知识的理解，搭建从理论到应用的桥梁，提升学习者利用所学知识分析问题和解决实际工程问题的能力，培养创新素质。
在构架上，本书采用篇章式结构，分为仿真基础篇、仿真实现篇、基本实验篇和进阶实验篇4部分，各篇章相对独立又不失统一，遵循了先易后难、循序渐进的原则。具体内容安排如下。
仿真基础篇主要介绍仿真实现和仿真实验用到的MATLAB软件的编程原理和技巧，包括第1~3章。第1章介绍MATLAB软件基本情况及基本的计算，第2章介绍MATLAB程序设计方法及常用的绘图命令，第3章介绍MATLAB的特色工具——Simulink及GUI。MATLAB新手可以借助本篇快速实现仿真入门。
仿真实现篇主要介绍“信号与系统”课程重要知识点的仿真实现，包括第4~8章。第4章介绍时域分析方法的仿真实现，包括连续/离散信号的产生和运算，以及连续/离散系统响应的时域求解。第5章介绍连续频域分析方法的仿真实现，包括信号的傅里叶级数和傅里叶变换、系统的频率响应、无失真传输与滤波、抽样与恢复等。第6章介绍离散频域分析方法的仿真实现，包括序列的傅里叶级数和傅里叶变换、4种信号频域分析方法的关系以及系统的频域分析。第7章介绍复频域分析方法的仿真实现，包括信号的拉普拉斯变换、系统的零极点分析和模拟以及连续系统响应的复频域求解。第8章介绍z域分析方法的仿真实现，包括序列的z变换，系统的零极点分析，以及离散系统响应的z域求解。
基本实验篇主要介绍验证性实验，包括第9~11章。第9章是仿真实验，包括信号产生、信号的基本运算、卷积积分和卷积和、连续/离散系统的时域分析等11个实验项目。第10章和第11章是硬件实验，第10章介绍硬件实验需要的实验箱和示波器，第11章介绍周期矩形脉冲信号的分解与合成、信号的无失真传输、信号的滤波以及信号抽样与恢复4个硬件实验。
进阶实验篇主要介绍综合及设计性实验，对应第12章，包含音乐合成、双音多频信号识别、雷达测速/测距等10个信号处理案例，所有案例均有明确的科研背景，在兼顾可操作性的原则下尽可能还原实际工程应用。
第13章为扩展阅读，包括MATLAB的发展历程及替代方案、拉普拉斯变换的提出者另有其人、雷达发展简史、我国著名雷达专家等。本章内容一部分来源于网络，另一部分则源于作者学习和工作中与各位前辈专家的接触，仅供大家参考。
总体来说，本书具有以下特色：
(1) 比较完整、系统地介绍了仿真原理和技巧。仿真基础篇介绍工作学习中需要用到的编程知识，突出Simulink、GUI等特色内容； 仿真实现篇和“信号与系统”教材紧密结合，展示所有重要知识点的实现过程。对于同一知识点，尽量提供不同角度的编程实现方法，并从运算时间、编程复杂度、精度等多方面进行比较。针对易错问题，给出错误表现、分析原因并提出解决方案。
(2) 兼顾理论、仿真和实验的平衡。本书不是MATLAB学习手册，因此只介绍仿真基础，力求简洁直观，配合
教学视频，协助学习者在短时间内掌握编程知识； 本书也不是“信号与系统”理论教材，因此很多知识点都是直接给出结论，借助仿真进行实现或验证； 本书还给出了很多仿真和硬件实验，通过原理说明、实验视频及部分源代码，快速提高学习者在信号处理方面的创新实践能力。
(3) 软件仿真与硬件实现相结合。借助软件仿真快速理解概念、熟悉原理编程，再配套一定的硬件实验，通过对比分析，以点带面展示仿真与硬件实现的区别，将软件仿真的灵活性和可扩展性与硬件实现的实践性结合，做到优势互补。
(4) 基础实验和进阶实验相结合。在通过验证性实验提高学习兴趣、巩固基础的同时，配以10个拓展性实验。拓展性实验来源于科研实践，是多个知识点的综合应用，通过补充其中的关键代码、对实验结果进行比较分析等，提高学习深度和挑战性。
(5) 配套资源完善。提供了MATLAB教学视频、硬件实验演示视频、课件、源代码、动图、信号与系统交互式演示程序等特色资源。
本书可作为“MATLAB编程与工程应用”课程的教材、“信号与系统”课程的配套实验教材，也可作为本科毕业设计和信号处理领域工程实践的参考书。
本书由安成锦副教授主编，负责全书的组织编排和文字撰写工作； 王雪莹副教授负责部分实验内容设计
，并完成了配套视频录制等工作； 吴京教授对全书进行了重要指导。
周剑雄教授、范崇祎副教授提供了丰富的科研素材，冯飞、乔木、计一飞老师参与了资料搜集、程序验证等工作，万建伟教授、程永强教授、许可副教授、杨威副教授、户盼鹤老师提出了大量宝贵建议，
本科生周钰行、方仲豪参与了文稿校对工作，
国防科技大学电子科学学院有关领导和同事提供了工作上的帮助，清华大学出版社文怡编辑与作者进行了大量的沟通并提出了非常专业的建议，在此一并致以诚挚的感谢。
由于编者水平有限且时间比较仓促，书中难免有欠妥之处，恳请广大同行和读者批评指正。
作者
于长沙国防科技大学
2022年8月
大纲 课件 GUI 源代码 实验
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