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第1章 信号、系统的基本概念 1

1.1 信号的定义、描述与分类 1

1.1.1 信号的定义与描述 1

1.1.2 信号的分类 2

1.2 常见典型信号 5

1.2.1 阶跃信号与冲激信号 5

1.2.2 常见连续信号 11

1.2.3 单位阶跃序列与单位冲激序列 12

1.2.4 常见序列 13

1.3 信号的基本运算 15

1.3.1 信号相加与相乘 15

1.3.2 信号平移、反转与尺度变换 16

1.3.3 信号的时域分解 18

1.4 系统的描述与分类 20

1.4.1 系统的描述 20

1.4.2 系统的分类 23

1.5 LTI系统的分析方法 27

1.5.1 连续时间系统 27

1.5.2 离散时间系统 28

本章小结 28

习题 28

第2章 信号、系统的时域分析 33

2.1 连续时间系统的描述 33

2.1.1 微分方程的建立与求解 33

2.1.2 连续时间系统的响应 34

2.2 连续时间系统的冲激响应与阶跃响应 37

2.2.1 冲激响应 37

2.2.2 阶跃响应 39

2.3 连续时间系统的卷积分析方法 40

2.3.1 连续信号的卷积积分及其性质 40

2.3.2 连续系统的卷积分析方法 45

2.4 离散时间系统的描述 46

2.4.1 差分方程的建立与求解 46

2.4.2 离散时间系统的模拟 48

2.5 离散时间系统的单位冲激响应与单位阶跃响应 50

2.5.1 单位冲激响应 50

2.5.2 单位阶跃响应 50

2.6 离散时间系统的卷积和分析方法 51

2.6.1 离散信号的卷积和及其性质 51

2.6.2 离散系统的卷积和分析方法 53

本章小结 54

习题 55

第3章 傅里叶变换及频域分析 59

3.1 傅里叶级数分析 60

3.1.1 周期信号的傅里叶级数分解 60

3.1.2 周期信号的频谱 65

3.2 傅里叶变换 70

3.2.1 傅里叶积分定义 70

3.2.2 非周期信号的频谱函数 71

3.3 傅里叶变换的性质 75

3.3.1 线性性质 75

3.3.2 互易对称特性 76

3.3.3 时移特性 77

3.3.4 尺度变换特性 78

3.3.5 频移特性 79

3.3.6 卷积性质 80

3.3.7 时域微分性质 82

3.3.8 时域积分性质 83

3.3.9 奇偶性 84

3.3.10 周期信号的傅里叶变换 85

3.4 傅里叶变换应用于通信系统 86

3.4.1 LTI系统的频域分析 87

3.4.2 无失真传输系统 88

3.4.3 理想低通滤波器 89

3.4.4 抽样定理 90

本章小结 94

习题 96

第4章 拉普拉斯变换及s域分析 99

4.1 拉普拉斯变换的定义 99

4.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 99

4.1.2 收敛域（ROC）的概念 101

4.1.3 常用函数的拉普拉斯变换 103

4.2 拉普拉斯变换的基本性质 105

4.2.1 线性性质 105

4.2.2 尺度变换性质 106

4.2.3 时域平移性质 106

4.2.4 复频域平移性质 107

4.2.5 时域微分性质 108

4.2.6 时域积分性质 109

4.2.7 卷积性质 110

4.2.8 复频域微分性质 112

4.2.9 复频域积分性质 112

4.2.10 初值定理与终值定理 113

4.2.11 拉普拉斯变换与傅里叶变换 114

4.3 拉普拉斯反变换的求解方法 116

4.3.1 部分分式分解法 116

4.3.2 围线积分法——留数法 120

4.4 连续时间系统的s域分析 122

4.4.1 微分方程的s域分析 123

4.4.2 电路的s域模型及求解 124

4.5 连续系统的系统函数 128

4.5.1 系统函数及其零、极点 128

4.5.2 系统函数H（s）与系统时域特性 132

4.5.3 系统函数H（s）与系统频域特性 133

4.5.4 LTI系统的稳定性 135

本章小结 138

习题 139

第5章 z变换及z域分析 143

5.1 z变换 143

5.1.1 z变换的定义 143

5.1.2 典型序列的z变换 145

5.2 逆z变换 147

5.2.1 幂级数展开法（长除法） 147

5.2.2 部分分式展开法（长除法） 148

5.3 z变换基本性质和定理 151

5.3.1 线性性质 151

5.3.2 序列的移位特性 152

5.3.3 序列的指数加权（或z域尺度变换） 154

5.3.4 序列的线性加权（z域求导数） 154

5.3.5 初值定理 154

5.3.6 终值定理 155

5.3.7 序列的卷积和（时域卷积定理） 155

5.3.8 序列相乘（z域卷积定理） 156

5.4 z平面与s平面、z变换与拉普拉斯变换的关系 156

5.4.1 z平面与s平面的映射关系 156

5.4.2 z变换与拉普拉斯变换的关系 157

5.5 离散时间系统的系统函数 158

5.5.1 系统函数 158

5.5.2 系统函数零、极点分布对系统特性的影响 160

5.6 离散时间系统的频率响应特性 162

5.6.1 离散系统频响特性的定义 162

5.6.2 频响特性的几何确定方法 164

5.7 离散时间系统的z域分析 165

5.7.1 应用z变换求解差分方程的步骤 165

5.7.2 差分方程解的验证 166

5.7.3 典型例题分析 168

本章小结 174

习题 174

第6章 典型应用实例的MATLAB设计实现 179

6.1 基于MATLAB的信号与系统的时域分析 179

6.1.1 信号的时域分析 179

6.1.2 LTI系统的时域分析 185

6.2 基于MATLAB的信号与系统的频域分析 187

6.2.1 信号的频域分析 187

6.2.2 系统的频域分析 188

6.3 基于MATLAB的信号与系统的复频域分析 190

6.3.1 信号的复频域分析 190

6.3.2 系统的复频域分析 192

6.4 基于MATLAB的离散信号与系统的z域分析 195

6.4.1 离散信号的z变换 195

6.4.2 离散系统的z域分析 196

本章小结 198

习题 198

习题参考答案 201