电路、信号与系统PDF电子书下载

第1章 电路的基本概念与两类约束 1

1.1 电路与电路模型 1

1.1.1 电路的概念 1

1.1.2 电路模型 1

1.2 电路分析的基本变量 2

1.2.1 电流 2

1.2.2 电压 3

1.2.3 功率 5

1.3 电路的基本元件 7

1.3.1 电阻元件 7

1.3.2 电感元件 9

1.3.3 电容元件 11

1.3.4 独立电源 12

1.3.5 受控电源 14

1.4 基尔霍夫定律 15

1.4.1 相关术语 15

1.4.2 基尔霍夫电流定律 15

1.4.3 基尔霍夫电压定律 16

练习题 17

第2章 信号与系统的基本概念 23

2.1 信号及其分类 23

2.1.1 信号的概念 23

2.1.2 信号的分类 23

2.2 典型信号 24

2.2.1 单位阶跃信号 24

2.2.2 单位冲激信号 26

2.2.3 单位序列 27

2.2.4 单位阶跃序列 28

2.3 信号波形变换与基本运算 28

2.3.1 信号的波形变换 28

2.3.2 信号的基本运算 29

2.4 卷积积分 31

2.4.1 卷积积分的定义及其性质 31

2.4.2 卷积积分的计算 32

2.5 卷积和 35

2.5.1 卷积和的定义及其性质 35

2.5.2 卷积和的计算 36

2.6 系统及其分类 38

2.6.1 系统的概念 38

2.6.2 系统的分类 39

2.6.3 系统的数学模型 41

练习题 41

第3章 电路、信号与系统相互关系及分析方法概述 45

3.1 电路、信号与系统的相互关系 45

3.1.1 电路与系统 45

3.1.2 信号、电路与系统 45

3.2 线性时不变电路分析方法概述 45

3.2.1 一般分析法 46

3.2.2 简化电路的分析法 47

3.2.3 动态电路的分析方法 47

3.2.4 相量法 48

3.3 信号分析方法概述 48

3.3.1 正变换 48

3.3.2 反变换 49

3.4 线性时不变系统分析方法概述 49

3.4.1 直接法 49

3.4.2 间接法 49

3.4.3 状态变量分析法 51

练习题 51

第4章 电路的等效变换分析 52

4.1 单口网络的等效条件 52

4.1.1 单口网络的概念 52

4.1.2 等效条件 52

4.2 典型单口网络的等效化简 53

4.2.1 电阻与电导的串并联 53

4.2.2 电阻的星形-三角形变换 55

4.2.3 理想电源的串并联 57

4.2.4 实际电源 58

4.3 一般单口网络的等效化简 60

4.3.1 一般单口网络的最简等效电路 60

4.3.2 最简等效电路的求取 61

4.4 等效变换分析法的应用 62

练习题 62

第5章 电路的一般分析法及基本定理 66

5.1 支路电流法与支路电压法 66

5.1.1 支路电流法 66

5.1.2 支路电压法 67

5.2 回路电流法 68

5.2.1 回路电流的概念 68

5.2.2 回路电流法及其应用 68

5.3 节点电压法 71

5.3.1 节点电压的概念 71

5.3.2 节点电压法及其应用 71

5.4 叠加定理 74

5.4.1 叠加定理的含义 74

5.4.2 叠加定理的应用 74

5.5 戴维南定理与诺顿定理 76

5.5.1 戴维南定理 76

5.5.2 诺顿定理 78

练习题 79

第6章 直流一阶动态电路的时域分析 84

6.1 换路与过渡过程 84

6.1.1 电路的状态与过渡过程 84

6.1.2 换路及换路定理 85

6.1.3 初始值的计算 85

6.2 直流一阶电路时域经典分析与响应的分解 87

6.2.1 直流一阶电路时域经典分析 87

6.2.2 响应分解 89

6.3 直流一阶电路响应的三要素法 90

6.4 阶跃响应与冲激响应 92

6.4.1 阶跃响应 92

6.4.2 冲激响应 94

6.5 动态电路的时域卷积分析 95

6.5.1 时域卷积分析法的含义 95

6.5.2 时域卷积分析法的应用 96

练习题 96

第7章 正弦稳态电路分析 101

7.1 正弦信号及其相量表示 101

7.1.1 正弦信号的时域表示 101

7.1.2 复数及其运算 103

7.1.3 正弦信号的相量表示 104

7.2 两类约束的相量形式 105

7.2.1 基本元件的正弦稳态特性及其相量模型 105

7.2.2 相量形式的基尔霍夫定律 108

7.3 相量法及其应用 110

7.3.1 阻抗与导纳 110

7.3.2 正弦稳态电路的分析 113

7.3.3 正弦稳态电路中的功率 116

7.4 耦合电感与理想变压器 120

7.4.1 耦合电感 120

7.4.2 理想变压器 123

练习题 125

第8章 连续时间信号的频谱分析 132

8.1 周期信号的频谱分析 132

8.1.1 周期信号的傅里叶级数 132

8.1.2 周期信号的频谱 134

8.2 非周期信号的傅里叶变换 137

8.2.1 傅里叶正变换与反变换 138

8.2.2 从傅里叶级数到傅里叶变换 138

8.2.3 非周期信号的频谱 139

8.2.4 常见信号的傅里叶变换 139

8.3 傅里叶变换的性质 143

8.3.1 线性性 143

8.3.2 比例性（尺度变换） 143

8.3.3 对称性 144

8.3.4 时移性 145

8.3.5 频移性 146

8.3.6 卷积定理 147

8.3.7 时域微积分性 147

8.3.8 频域微积分性 149

练习题 150

第9章 连续时间信号的复频域分析 153

9.1 连续时间信号的拉普拉斯变换 153

9.1.1 拉普拉斯正变换与反变换 153

9.1.2 常见信号的拉普拉斯变换 154

9.2 拉普拉斯变换的性质 155

9.2.1 线性性 155

9.2.2 比例性（尺度变换） 155

9.2.3 时移性 156

9.2.4 频移性 156

9.2.5 时域微分性 157

9.2.6 时域积分性 157

9.2.7 初值定理 158

9.2.8 终值定理 159

9.2.9 时域卷积定理 159

9.2.10 复频域微分性 160

9.2.11 复频域积分性 160

9.3 拉普拉斯反变换 161

9.3.1 基于拉氏变换性质的方法 161

9.3.2 部分分式展开法 161

练习题 163

第10章 离散时间信号的z变换 165

10.1 z变换 165

10.1.1 z变换的定义 165

10.1.2 z变换的收敛域 165

10.1.3 常见离散时间信号的z变换 166

10.2 z变换的性质 166

10.2.1 线性性 166

10.2.2 移位（移序）性 167

10.2.3 比例性 168

10.2.4 z域微分性 168

10.2.5 时域卷积定理 168

10.2.6 序列求和 169

10.2.7 初值定理 169

10.2.8 终值定理 170

10.3 z反变换 171

10.3.1 幂级数展开法 171

10.3.2 部分分式展开法 172

练习题 173

第11章 连续时间系统的分析 175

11.1 时域经典分析法 175

11.1.1 齐次解与特解 175

11.1.2 零输入响应与零状态响应 176

11.2 卷积积分分析法 177

11.2.1 卷积积分分析法的含义 177

11.2.2 单位冲激响应 177

11.3 傅里叶变换分析法 179

11.3.1 傅里叶变换分析法的含义 179

11.3.2 频域系统函数 179

11.4 无失真传输系统 182

11.4.1 无失真传输系统的含义 182

11.4.2 无失真传输系统的特性 183

11.4.3 理想滤波器 184

11.5 信号的时域抽样与时域抽样定理 185

11.5.1 信号的时域抽样 185

11.5.2 时域抽样定理 186

11.6 拉普拉斯变换分析法 187

11.6.1 微分方程的复频域求解 187

11.6.2 电路的复频域分析 188

11.6.3 复频域系统函数 190

11.7 复频域系统函数零、极点对系统特性的影响 191

11.7.1 零点与极点 191

11.7.2 冲激响应模式 192

11.7.3 频率响应特性 193

11.8 连续时间系统的稳定性 195

11.8.1 稳定系统的含义 195

11.8.2 系统稳定性 196

练习题 197

第12章 离散时间系统的分析 200

12.1 时域经典分析法 200

12.1.1 齐次解与特解 200

12.1.2 零输入响应与零状态响应 201

12.2 时域卷积和分析法 202

12.2.1 单位函数响应 202

12.2.2 时域卷积和分析法及其应用 204

12.3 z变换分析法 204

12.3.1 零输入响应 204

12.3.2 零状态响应 205

12.3.3 全响应 206

12.4 系统函数零、极点对系统特性的影响 208

12.4.1 单位函数响应模式 208

12.4.2 频率响应特性 209

12.5 离散时间系统的稳定性 210

12.5.1 稳定系统的含义 210

12.5.2 系统稳定性 210

练习题 211

第13章 系统模拟 214

13.1 基于数学模型的模拟 214

13.1.1 基于微分方程的系统模拟 214

13.1.2 基于差分方程的系统模拟 215

13.2 基于系统函数的模拟 216

13.2.1 基于H（s）的系统模拟 216

13.2.2 基于H（z）的系统模拟 218

练习题 219

第14章 状态变量分析 220

14.1 状态变量与状态方程 220

14.1.1 状态与状态变量 220

14.1.2 状态方程 220

14.2 状态方程的建立 221

14.2.1 由电路建立状态方程 221

14.2.2 从输入-输出方程导出状态方程 222

14.2.3 从模拟图建立状态方程 224

14.3 状态方程的求解 225

14.3.1 连续时间系统状态方程的s域求解 225

14.3.2 离散时间系统状态方程的z域求解 227

14.4 系统的可控性与可观测性 228

14.4.1 系统的可控性 228

14.4.2 系统的可观测性 229

练习题 230

参考文献 233