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第1章 绪论1

1.1 信息、信号、信号处理技术与现代科学技术1

1.2 机电工程中的信号处理技术3

1.3 工程测试、控制系统与信号处理3

1.4 本书宗旨及内容安排5

1.5 习题6

第2章 信号与系统的基本概念7

2.1 系统分析与信号7

2.2 信号的分类8

2.2.1 连续时间信号和离散时间信号8

2.2.2 周期信号和非周期信号9

2.2.3 能量有限信号和能量无限信号10

2.3 典型信号10

2.3.1 典型连续非奇异信号10

2.3.2 典型奇异信号14

2.3.3 典型离散信号16

2.4 信号的运算19

2.4.1 信号的移位、反褶与尺度变化19

2.4.2 信号相加和相乘20

2.4.3 信号的周期延拓20

2.4.4 信号的抽样21

2.5 信号的分解22

2.5.1 直流分量与交流分量23

2.5.2 偶分量与奇分量23

2.5.3 实部分量与虚部分量23

2.6 系统的分类23

2.6.1 系统的数学模型23

2.6.2 连续时间系统与离散时间系统25

2.6.3 动态系统与即时系统26

2.6.4 线性系统与非线性系统26

2.6.5 时不变系统与时变系统27

2.6.6 因果系统与非因果系统27

2.7 习题28

第3章 确定性信号的分析31

3.1 周期信号的分析31

3.1.1 定义31

3.1.2 工程上常用的周期信号31

3.1.3 周期信号的时域分析32

3.1.4 周期信号的频域分析36

3.1.5 周期信号的有限项傅里叶级数43

3.1.6 信号的重构和吉伯斯现象45

3.2 非周期信号的分析——傅里叶变换（Fourier Translation）46

3.2.1 傅里叶变换46

3.2.2 频谱密度函数F（ω）48

3.2.3 傅里叶变换存在的条件48

3.2.4 典型非周期信号的频谱49

3.2.5 傅里叶变换的性质52

3.2.6 周期信号的傅里叶变换56

3.3 能量谱59

3.4 卷积61

3.4.1 卷积及其物理意义61

3.4.2 卷积定理65

3.5 脉冲抽样信号的傅里叶变换68

3.5.1 时域抽样68

3.5.2 频域抽样71

3.6 要点和复习题72

3.7 习题73

第4章 随机信号分析77

4.1 随机信号及其分析方法77

4.1.1 随机信号与随机过程77

4.1.2 随机过程及其描述78

4.1.3 随机过程的研究方法81

4.2 随机过程的概率分布82

4.2.1 随机过程X（t）的一维概率分布82

4.2.2 随机过程X（t）的二维（联合）概率分布82

4.2.3 随机过程X（t）的n维（联合）分布函数83

4.3 随机过程的数字特征83

4.3.1 随机过程的数学期望和方差83

4.3.2 随机过程的协方差函数和相关函数85

4.3.3 两个随机过程的数字特征86

4.4 平稳随机过程87

4.4.1 平稳随机过程的定义87

4.4.2 平稳过程的数字特征87

4.4.3 各态历经（遍历）过程89

4.5 平稳随机信号通过线性系统92

4.5.1 平稳随机信号通过线性连续系统93

4.5.2 白噪声通过线性系统99

4.5.3 随机序列通过线性系统100

4.6 平稳随机信号分析以及MATLAB实现101

4.6.1 随机信号的数字特征及MATLAB实现101

4.6.2 随机信号的时域分析——相关函数和协方差104

4.6.3 随机信号的频域分析——功率谱估计108

4.7 系统传递函数估计121

4.8 相干函数124

4.9 运用功率谱分析提取微弱信号实验126

4.10 要点和复习题138

4.11 习题138

第5章 模拟信号的数字化141

5.1 模拟信号的数字化过程142

5.2 采样定理145

5.2.1 频混现象145

5.2.2 采样频率146

5.2.3 信号复原146

5.3 信号的预处理148

5.3.1 信号编排（野点剔除）148

5.3.2 信号检验149

5.3.3 信号准备150

5.4 要点和复习题154

5.5 习题154

第6章 离散时间信号的分析155

6.1 离散时间信号的z域分析155

6.1.1 z变换的定义155

6.1.2 z变换的收敛域155

6.1.3 常用序列及其z变换156

6.1.4 z变换的性质158

6.2 离散傅里叶变换158

6.2.1 离散时间信号的z变换与傅里叶变换的关系159

6.2.2 离散傅里叶变换的定义160

6.2.3 离散傅里叶变换的性质161

6.3 快速傅里叶变换（FFT）162

6.3.1 快速傅里叶变换算法162

6.3.2 利用快速傅里叶变换（FFT）进行谱分析164

6.3.3 利用FFT计算线性卷积——快速卷积166

6.4 窗函数168

6.4.1 引入窗函数的必然性168

6.4.2 常用窗函数的特点170

6.4.3 窗函数的选择175

6.5 要点和复习题175

6.6 习题176

第7章 数字滤波器177

7.1 数字滤波器的基本概念177

7.1.1 滤波器基本原理177

7.1.2 滤波器的分类178

7.1.3 滤波器的技术要求178

7.2 数字滤波器的设计179

7.2.1 IIR滤波器179

7.2.2 FIR滤波器186

7.3 要点和复习题189

7.4 习题189

第8章 信号分析与处理技术的工程应用190

8.1 测试信号幅值域分析及工程应用190

8.1.1 信号幅值的统计特征参数190

8.1.2 测试信号幅值域分析的工程应用实例分析194

8.2 测试信号相关分析及工程应用205

8.2.1 工程测试信号相关分析的重要性205

8.2.2 相关函数的物理意义206

8.2.3 相关函数的性质208

8.2.4 测试信号相关分析的工程应用210

8.3 测试信号频谱分析及工程应用217

8.3.1 自谱密度函数的导出和定义218

8.3.2 双边和单边自功率谱密度函数218

8.3.3 自功率谱密度函数的物理意义219

8.3.4 自功率谱密度函数的性质219

8.3.5 频谱分析的几种常用描述方法221

8.3.6 测试信号频域分析的工程应用222

8.4 要点和复习题227

8.5 习题227

参考文献229