信号与系统 第4版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 信号与系统 1

1.2 信号的描述与分类 2

1.3 系统的描述与分类 4

1.3.1 连续时间LTI系统及其描述 4

1.3.2 离散时间LTI系统及其描述 6

1.4 系统的基本特性 8

1.5 信号与系统分析方法概述 10

1.6 MATLAB基本知识 11

1.6.1 MATLAB简介 11

1.6.2 MATLAB快速入门 12

本章学习指导 18

习题 20

上机练习 20

第2章 连续时间信号与系统的时域分析 22

2.1 常用信号及信号的基本运算 22

2.1.1 常用信号 22

2.1.2 信号的基本运算 24

2.2 单位阶跃信号和单位冲激信号 27

2.2.1 单位阶跃信号 27

2.2.2 单位冲激信号 28

2.2.3 冲激信号与阶跃信号的关系 29

2.2.4 冲激信号的性质 30

2.3 连续系统的零输入响应 32

2.4 冲激响应和阶跃响应 33

2.5 连续系统的零状态响应——卷积积分 35

2.5.1 卷积积分 35

2.5.2 卷积积分的图解法 37

2.5.3 卷积积分的性质 39

2.6 连续系统的时域分析 44

2.7 MATLAB应用举例 46

2.7.1 连续信号的MATLAB表示 46

2.7.2 信号基本运算的MATLAB实现 47

2.7.3 利用MATLAB进行系统的时域分析 47

本章学习指导 50

基本练习题 54

综合练习题 56

上机练习 56

第3章 连续时间信号与系统的频域分析 58

3.1 周期信号的傅里叶级数分析 58

3.1.1 三角函数形式的傅里叶级数 58

3.1.2 指数形式的傅里叶级数 60

3.1.3 周期信号频谱的特点 64

3.2 非周期信号的傅里叶变换分析 64

3.2.1 从傅里叶级数到傅里叶变换 64

3.2.2 频谱函数F（jω）的特性 66

3.2.3 典型非周期信号的傅里叶变换 67

3.3 傅里叶变换的性质 70

3.3.1 线性特性 70

3.3.2 对称特性（对偶性） 71

3.3.3 时移特性 72

3.3.4 频移特性 73

3.3.5 时频展缩特性 74

3.3.6 时域微分特性 75

3.3.7 频域微分特性 76

3.3.8 时域积分特性 76

3.3.9 卷积特性（卷积定理） 77

3.3.10 能量定理（帕斯瓦尔定理） 79

3.4 周期信号的傅里叶变换 81

3.4.1 一般周期信号的傅里叶变换 81

3.4.2 周期信号的傅里叶级数与单脉冲信号的傅里叶变换 82

3.5 连续时间系统的频域分析 84

3.5.1 从时域分析到频域分析 84

3.5.2 系统的频率响应 85

3.5.3 系统频域分析法举例 85

3.6 连续系统频域分析应用举例 87

3.6.1 无失真传输系统 87

3.6.2 理想低通滤波器 88

3.6.3 调制与解调 89

3.7 抽样及抽样定理 91

3.7.1 信号的抽样 91

3.7.2 时域抽样定理 93

3.8 MATLAB应用举例 95

3.8.1 周期信号的分解与合成 95

3.8.2 非周期信号频谱的MATLAB求解 97

3.8.3 用MATLAB计算连续系统的频率响应 98

本章学习指导 99

基本练习题 103

综合练习题 104

上机练习 106

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析 107

4.1 拉普拉斯变换 107

4.1.1 双边拉普拉斯变换 107

4.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域 108

4.1.3 单边拉普拉斯变换 111

4.1.4 常用信号的拉普拉斯变换 111

4.2 单边拉普拉斯变换的性质 112

4.2.1 线性特性 112

4.2.2 时移特性 113

4.2.3 复频移（s域平移）特性 114

4.2.4 尺度变换（时-复频展缩）特性 114

4.2.5 卷积定理 114

4.2.6 微分定理 116

4.2.7 积分定理 117

4.2.8 初值定理和终值定理 119

4.3 拉普拉斯逆变换 121

4.3.1 极点为实数且无重根 122

4.3.2 极点为复数且无重根 123

4.3.3 极点为多重极点 124

4.4 连续时间系统的复频域分析 126

4.4.1 微分方程的拉普拉斯变换求解 126

4.4.2 电路网络的复频域模型分析法 129

4.4.3 系统函数（转移函数） 133

4.5 系统特性与系统函数的关系 135

4.5.1 系统的因果性 135

4.5.2 系统的稳定性 135

4.5.3 由系统函数H（s）确定频率响应 137

4.6 双边拉普拉斯变换 139

4.6.1 双边拉普拉斯变换的特性 139

4.6.2 系统函数与系统的稳定性 140

4.6.3 双边拉普拉斯逆变换 140

4.7 MATLAB应用举例 142

4.7.1 用MATLAB计算拉普拉斯正反变换 142

4.7.2 利用MATLAB实现部分分式展开 143

4.7.3 系统的零极点图 143

本章学习指导 145

基本练习题 148

综合练习题 151

上机练习 152

第5章 离散时间信号与系统的时域分析 153

5.1 离散时间信号与离散系统 153

5.1.1 离散信号概述 153

5.1.2 典型的离散信号 154

5.1.3 离散信号的基本运算 155

5.1.4 离散系统响应的求解方法 157

5.2 离散系统的零输入响应 158

5.3 离散系统的单位样值响应 159

5.4 离散系统的零状态响应——卷积和 161

5.4.1 卷积和 161

5.4.2 卷积和的性质 163

5.4.3 卷积和的计算 164

5.5 离散系统响应的时域分析 166

5.6 MATLAB应用举例 167

5.6.1 用MATLAB表示离散序列 167

5.6.2 离散信号运算的MATLAB实现 168

5.6.3 离散系统单位样值响应的求解 169

5.6.4 离散系统零状态响应的求解 170

本章学习指导 171

基本练习题 173

综合练习题 175

上机练习 176

第6章 离散时间信号与系统的z域分析 177

6.1 离散信号的z变换 177

6.1.1 z变换的定义 177

6.1.2 z变换的收敛域 178

6.1.3 常用离散信号的单边z变换 181

6.1.4 z平面与s平面的映射关系 182

6.2 z变换的基本性质 183

6.2.1 线性特性 184

6.2.2 移位特性 184

6.2.3 尺度变换特性 185

6.2.4 时间翻转特性 186

6.2.5 z域微分（时域线性加权） 186

6.2.6 卷积定理 186

6.2.7 初值定理和终值定理 187

6.3 逆z变换 189

6.4 离散系统的z域分析 191

6.4.1 差分方程的变换解 191

6.4.2 系统函数 192

6.4.3 离散系统因果性、稳定性与H（z）的关系 194

6.4.4 应用双边z变换分析离散系统举例 194

6.5 离散系统的频率响应 195

6.5.1 序列的傅里叶变换 196

6.5.2 离散系统的频率响应 196

6.5.3 离散系统的稳态响应 197

6.6 MATLAB应用举例 199

6.6.1 利用MATLAB计算z变换和逆z变换 199

6.6.2 部分分式展开的MATLAB实现 200

6.6.3 利用MATLAB求解离散系统的频率响应 200

6.6.4 系统函数的零极点 201

本章学习指导 203

基本练习题 205

综合练习题 207

上机练习 208

第7章 系统的状态变量分析 209

7.1 系统的信号流图 209

7.1.1 信号流图 209

7.1.2 系统的信号流图模拟 213

7.2 系统的状态变量分析 215

7.2.1 状态和状态变量 215

7.2.2 连续系统的状态方程和输出方程 216

7.2.3 连续系统状态方程和输出方程的建立 217

7.2.4 连续系统状态方程和输出方程的求解 222

7.2.5 离散系统的状态方程和输出方程的建立 224

7.2.6 离散系统的状态方程和输出方程的求解 225

7.3 MATLAB应用举例 226

7.3.1 系统状态方程和输出方程的建立 226

7.3.2 系统状态方程的求解 228

本章学习指导 229

基本练习题 231

上机练习 234

部分习题答案 235

附录A 部分分式展开 243

A.1 F（s）的D（s）中都是单实根 243

A.2 F（s）的D（s）中有重根 243

A.3 F（s）的D（s）中有共轭复根 244

附录B 卷积积分表 245

附录C 常用周期信号的傅里叶系数表 246

附录D 常用序列单、双边z变换对 247

附录E 常用信号的傅里叶变换及其频谱图 248

附录F 自我检测题及其参考解答 251

F.1 自我检测题一 251

F.2 自我检测题二 253

F.3 自我检测题三 255

F.4 参考解答 257

参考文献 262