信号与系统的时域、频域与复频域分析体系
该思维导图概述了《信号与系统》的知识体系,分为时域分析、频域分析、复频域分析、系统综合应用及各域联系等五大部分。时域分析探讨连续及离散时间系统的特性与描述;频域分析涉及傅里叶变换及其在滤波中的应用;复频域分析利用拉普拉斯与Z变换研究系统函数及稳定性;系统综合应用包括系统互联、滤波器设计及状态变量分析,强调了各领域的联系与应用。
源码
# 信号与系统
## 1. 时域分析
### 1.1 连续时间系统
- **微分方程描述**
- 定义
- 常系数与变系数
- **冲激响应与卷积积分**
- 冲激响应的定义
- 卷积运算性质
- **系统特性**
- 线性性
- 原理
- 应用示例
- 时不变性
- 定义与例子
- 因果性
- 因果系统定义
- 非因果系统影响
- 稳定性
- BIBO稳定性
- 稳定条件示例
### 1.2 离散时间系统
- **差分方程描述**
- 定义与推导
- 具体实例
- **单位脉冲响应与卷积和**
- 定义与计算方法
- 应用情景
- **系统特性(同连续系统)**
- 线性性
- 时不变性
- 因果性
- 稳定性
## 2. 频域分析
### 2.1 连续系统(傅里叶分析)
- **傅里叶级数(周期信号)**
- 定义
- 计算方法
- **傅里叶变换(非周期信号)**
- 定义
- 实例与应用
- **频域系统函数 H(jω)**
- 定义与解释
- 应用举例
- **滤波特性分析**
- 低通/高通/带通
- 频率响应
- **采样定理(Nyquist定理)**
- 定义
- 实际应用
### 2.2 离散系统
- **离散时间傅里叶变换(DTFT)**
- 定义与性质
- **离散傅里叶级数(DFS)**
- 计算方法
- 应用
- **离散傅里叶变换(DFT)**
- 定义
- Fast Fourier Transform (FFT)
- **频响特性分析**
- 不同类型滤波器的频响特性
- 实际案例
## 3. 复频域分析
### 3.1 连续系统(拉普拉斯变换)
- **单边/双边拉普拉斯变换**
- 定义与区别
- **收敛域(ROC)分析**
- 定义与应用
- **系统函数 H(s)**
- 结构与意义
- **极零点分布与系统特性**
- 极点与零点概念
- **稳定性判据(极点位置)**
- 条件解析
## 3.2 离散系统(Z变换)
- **单边/双边Z变换**
- 定义与推导
- **ROC分析**
- 已知条件下的ROC
- **系统函数 H(z)**
- 定义与特性
- **系统实现结构**
- IIR/FIR系统比较
- 实现方式
- 直接型
- 级联型
- 并联型
- **稳定性判据(单位圆内极点)**
- 判别条件
## 4. 系统综合应用
### 4.1 系统互联
- **串联/并联/反馈连接**
- 定义与特点
- **系统函数组合计算**
- 实际应用举例
### 4.2 滤波器设计
- **模拟滤波器设计**
- Butterworth
- Chebyshev
- **数字滤波器设计**
- 冲激不变法
- 双线性变换法
### 4.3 状态变量分析
- **状态方程与输出方程**
- 定义与结构
- **状态转移矩阵**
- 理论与计算方法
- **可控性与可观测性**
- 定义与判据
## 5. 各域联系
- **时域与频域关系**
- 理论基础
- **频域与复频域关系**
- 变换规则
- **时域与复频域
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