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第1章 信号与系统基本概念 1

1.1 人类通信的发展历史 1

1.2 信号及其分类 3

1.2.1 信号的基本概念 3

1.2.2 信号的分类 3

1.3 常用的典型信号 5

1.4 信号的运算 12

1.4.1 信号自变量的运算 12

1.4.2 信号的微分和积分运算 14

1.5 电路、系统的基本概念 15

1.5.1 基本概念 15

1.5.2 模型 16

1.6 系统分类 19

1.7 线性时不变系统的基本特性 20

1.8 系统分析方法 22

习题 23

第2章 静态电路的时域分析 26

2.1 电路分析中的基本变量 26

2.1.1 电流及其参考方向 26

2.1.2 电压及其参考方向 27

2.1.3 电流、电压关联参考方向 28

2.1.4 功率 28

2.2 基尔霍夫定律 29

2.2.1 基尔霍夫定律发现的背景 29

2.2.2 电路的基本概念 29

2.2.3 基尔霍夫电流定律 30

2.2.4 基尔霍夫电压定律 31

2.3 直流电路的基本元件 33

2.3.1 电阻元件 33

2.3.2 独立电源 34

2.3.3 受控电源 38

2.4 等效的概念及等效变换分析 39

2.4.1 电阻的串联与分压公式 40

2.4.2 电阻的并联与分流公式 41

2.4.3 Т型、П型电阻网络的等效变换 41

2.4.4 电源的等效变换 43

2.5 复杂电路的系统分析方法 47

2.5.1 支路电流（电压）法 48

2.5.2 网孔电流法 49

2.5.3 节点电压法 53

2.6 电路分析基本定理 57

2.6.1 叠加定理 57

2.6.2 替代定理 60

2.6.3 戴维南定理和诺顿定理 61

2.6.4 电路的对偶特性 68

习题 68

第3章 动态电路的时域分析 75

3.1 引言 75

3.2 动态元件的基本特性 76

3.2.1 电容元件 76

3.2.2 电感元件 79

3.2.3 电容、电感的串联、并联 81

3.3 连续动态电路的数学模型 83

3.4 齐次解特解系统分析方法 85

3.5 一阶动态电路的零输入响应 91

3.5.1 RC电路的零输入的响应 91

3.5.2 RL电路的零输入响应 93

3.5.3 一阶电路的时间常数 94

3.6 一阶电路的零状态响应 96

3.6.1 RC电路的零状态响应 97

3.6.2 RL电路的零状态响应 98

3.7 一阶电路的全响应 100

3.7.1 电路的全响应求解 100

3.7.2 求解一阶电路的三要素公式 101

3.8 单位冲激响应 107

3.9 卷积积分 109

3.9.1 卷积的定义 109

3.9.2 卷积计算的图解法 109

3.9.3 利用卷积求系统的零状态响应 111

3.10 卷积积分的性质 113

3.10.1 卷积的代数性质 113

3.10.2 卷积的微分与积分 114

3.10.3 与冲激函数或阶跃函数的卷积 114

习题 115

第4章 正弦稳态电路的分析 119

4.1 正弦信号的基本概念 119

4.1.1 正弦信号的有效值 119

4.1.2 正弦信号的相位差 120

4.2 正弦信号的相量表示法 121

4.2.1 复数及其运算法则 121

4.2.2 正弦信号的相量表示 122

4.3 正弦电路的相量分析法 125

4.3.1 相量形式的基尔霍夫定律 125

4.3.2 电阻、电容、电感元件的复数模型 126

4.3.3 复数欧姆定律的一般形式、阻抗和导纳 131

4.3.4 正弦电路的相量分析法举例 134

4.4 正弦电路的功率 137

4.4.1 瞬时功率 137

4.4.2 平均功率（有功功率）与无功功率 138

4.4.3 复功率 139

4.4.4 视在功率与功率因数 139

4.4.5 功率平衡 141

4.4.6 最大功率传输 141

4.5 三相电路的概念 143

4.5.1 三相电路简介 143

4.5.2 对称三相电路计算的特点 145

4.5.3 不对称三相电路的概念 146

4.5.4 三相电路的功率 147

习题 148

第5章 连续时间信号与系统的频域分析 151

5.1 信号的分解 151

5.1.1 信号的正交分解 151

5.1.2 完备正交函数集 153

5.2 周期信号的傅里叶级数分析 153

5.2.1 周期信号的指数形式的傅里叶级数 154

5.2.2 三角形傅里叶级数 154

5.2.3 信号的对称性与傅里叶级数的关系 155

5.3 周期信号的频谱分析 157

5.3.1 频谱的概念 157

5.3.2 周期信号的频谱特征 158

5.3.3 信号的有效带宽 161

5.3.4 平均功率 162

5.4 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换 165

5.4.1 非周期信号的傅里叶变换 166

5.4.2 非周期信号的频谱 166

5.4.3 傅里叶变换存在的条件 167

5.5 典型信号的傅里叶变换 168

5.6 周期信号的傅里叶变换 172

5.7 傅里叶变换的性质 174

5.8 功率谱与能量谱 184

5.8.1 能量信号与功率信号 185

5.8.2 能量谱 186

5.8.3 功率谱 186

5.9 连续时间LTI系统的频域分析 187

5.10 无失真传输系统 189

5.11 理想低通滤波器的响应 190

5.11.1 理想低通滤波器的冲激响应 190

5.11.2 理想低通滤波器的阶跃响应 191

5.12 信号的时域抽样与抽样定理 193

5.12.1 信号的时域抽样 193

5.12.2 抽样定理 195

5.12.3 信号的重建 196

5.13 调制与解调 197

5.13.1 正弦振幅调制 198

5.13.2 同步解调 199

5.14 频分复用与时分复用 200

5.14.1 频分复用 200

5.14.2 时分复用 201

习题 202

第6章 拉普拉斯变换分析法 206

6.1 引言 206

6.1.1 拉普拉斯变换的发展过程 206

6.1.2 复频域分析法 206

6.2 拉普拉斯变换的定义 207

6.2.1 从傅里叶变换导出拉氏变换 207

6.2.2 拉氏变换的收敛域 208

6.3 典型信号的拉氏变换 212

6.4 单边拉氏变换的性质 213

6.5 拉普拉斯反变换 220

6.5.1 部分分式法 221

6.5.2 F（s）是无理分式 224

6.6 连续时间LTI系统的复频域分析 224

6.7 电路的复频域分析法 225

6.8 系统函数H（s） 229

6.9 H（s）的零极点分布与时域特性h（t）的关系 231

6.10 系统的稳定性分析 233

6.11 几何矢量分析法简介 235

6.11.1 系统的频率响应特性 235

6.11.2 根据H（s）零极图绘制系统的频响特性曲线 235

习题 237

第7章 离散时间信号与系统的分析 241

7.1 离散时间信号的时域表示 242

7.2 序列的基本运算与典型序列 244

7.2.1 离散信号的运算 244

7.2.2 典型的离散序列 247

7.3 离散时间系统及其数学模型 251

7.3.1 离散时间系统的分类 251

7.3.2 离散时间系统的数学模型 252

7.3.3 系统框图 253

7.4 离散时间系统的时域分析 253

7.5 用离散卷积求零状态响应 258

7.5.1 单位样值响应 258

7.5.2 离散系统的卷积和 258

7.5.3 卷积的计算 260

7.5.4 用单位样值响应表示的因果条件与稳定条件 261

7.5.5 系统的互联 261

7.6 z变换 261

7.6.1 z变换的发展历程 261

7.6.2 z变换的定义 262

7.6.3 零极点的概念 265

7.7 z变换的性质 266

7.8 逆z变换 268

7.9 离散时间系统z域分析 271

7.9.1 用z变换解差分方程 271

7.9.2 系统函数H（z） 271

7.9.3 系统函数的零极点分布对系统特性的影响 272

习题 274

第8章 状态变量分析法 278

8.1 状态和状态变量 278

8.1.1 状态方程的引出 278

8.1.2 状态变量分析法的名词 279

8.1.3 状态变量分析法的优点 281

8.2 连续时间系统状态方程的建立 281

8.2.1 连续时间系统状态方程的普遍形式 281

8.2.2 直接列写系统的状态方程 282

8.2.3 间接列写系统的状态方程 283

8.3 离散时间系统的状态方程 284

8.4 连续时间系统状态方程的求解 288

8.5 离散时间系统状态方程的求解 291

8.6 由状态方程判定系统的稳定性 293

8.7 系统的能控性和能观测性 296

8.7.1 系统的能控性 297

8.7.2 系统的能观测性 300

习题 301

附录A MATLAB简介 304

附录B 习题答案 314

参考文献 329