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第1章 信号与系统的基本概念 1

1.1 信号的定义与分类 1

1.1.1 信号的定义 2

1.1.2 信号的分类 2

1.1.3 信号的基本特性 6

1.2 系统的描述及分类 6

1.2.1 系统的描述 7

1.2.2 系统的分类 8

1.3 信号与系统分析概述 10

1.3.1 信号分析的主要内容 10

1.3.2 系统分析的主要内容 11

1.3.3 信号与系统的应用 11

习题 12

第2章 连续时间信号的时域分析 13

2.1 典型信号 13

2.1.1 常见的基本信号 14

2.1.2 奇异信号 16

2.2 信号的基本运算 22

2.2.1 信号的加、减和乘法运算 23

2.2.2 信号的微分和积分 23

2.3 信号的变换 25

2.3.1 信号的移位 25

2.3.2 信号的反转 25

2.3.3 信号的展缩 25

2.4 信号的分解 27

2.4.1 直流分量和交流分量的分解 27

2.4.2 偶分量和奇分量的分解 27

2.4.3 实部分量和虚部分量的分解 28

2.4.4 连续信号分解为冲激信号的线性组合 28

习题 29

第3章 连续时间系统的时域分析法 33

3.1 线性连续系统的描述及其响应 34

3.1.1 连续时间系统的微分方程及其经典解 34

3.1.2 零输入响应与零状态响应 35

3.2 冲激响应和阶跃响应 37

3.2.1 单位冲激响应 37

3.2.2 单位阶跃响应 38

3.3 卷积积分及其应用 39

3.3.1 卷积积分的定义 39

3.3.2 卷积积分的计算 39

3.3.3 卷积积分的性质 41

习题 43

第4章 连续时间信号的频域分析 45

4.1 连续周期信号的傅里叶级数 46

4.1.1 三角函数形式的傅里叶级数 46

4.1.2 指数形式的傅里叶级数 46

4.1.3 函数的对称性与傅里叶系数的关系 47

4.2 周期信号的频谱与功率谱 51

4.2.1 周期信号频谱的特点 51

4.2.2 周期信号的功率谱 53

4.3 非周期信号的频谱分析 54

4.3.1 非周期信号的频谱函数 54

4.3.2 典型非周期信号的频谱 55

4.4 傅里叶变换的主要性质 58

4.5 周期信号的傅里叶变换 65

4.5.1 复指数信号的傅里叶变换 65

4.5.2 余弦、正弦信号的傅里叶变换 65

4.5.3 单位冲激序列δT（t）的傅里叶变换 66

4.5.4 一般周期信号的傅里叶变换 67

4.6 信号的抽样与重构 68

4.6.1 时域抽样 68

4.6.2 信号重构 72

4.6.3 频域抽样 73

习题 73

第5章 连续时间系统的频域分析 77

5.1 连续时间系统的频域分析简介 77

5.1.1 连续时间系统的频率响应 77

5.1.2 非周期信号激励下的系统响应 80

5.1.3 周期信号激励下的系统响应 81

5.2 无失真传输和理想滤波器 82

5.2.1 无失真传输系统 82

5.2.2 理想低通滤波器 84

习题 88

第6章 连续时间信号与系统的复频域分析 90

6.1 拉普拉斯变换 91

6.1.1 从傅里叶变换到双边拉普拉斯变换 91

6.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域 92

6.1.3 单边拉普拉斯变换 93

6.1.4 典型信号的拉普拉斯变换 94

6.2 拉普拉斯变换的基本性质 95

6.3 拉普拉斯反变换 101

6.3.1 部分分式展开法 101

6.3.2 留数法 103

6.4 连续时间系统的复频域分析 104

6.4.1 系统微分方程的复频域求解 104

6.4.2 电路的复频域求解 105

6.5 系统函数与系统特性 106

6.5.1 系统函数 106

6.5.2 系统函数H（s）的零、极点 107

6.5.3 系统函数的零、极点分布与系统的时域特性 107

6.5.4 系统函数的零、极点分布与系统的频域响应特性 110

6.5.5 系统稳定性分析 114

6.5.6 H（s）与H（jω）的关系 115

6.6 连续时间系统的模拟 116

习题 119

第7章 离散时间系统的时域分析 123

7.1 离散时间信号 124

7.1.1 离散时间信号的时域描述 124

7.1.2 常用的离散信号 124

7.1.3 离散信号的基本运算 126

7.2 离散时间系统的数学模型 129

7.2.1 离散系统的数学模型——差分方程 129

7.2.2 离散时间系统的模拟 130

7.3 线性时不变离散系统的响应 131

7.3.1 时域经典法 131

7.3.2 零输入响应与零状态响应 132

7.3.3 用卷积和求零状态响应 133

习题 137

第8章 离散信号与系统的z域分析 139

8.1 离散时间信号的z变换 140

8.1.1 z变换的定义 140

8.1.2 z变换的收敛域 140

8.1.3 常用序列的z变换 143

8.1.4 z反变换 145

8.1.5 z变换的基本性质 149

8.2 离散系统的z域分析 154

8.2.1 利用z变换求解差分方程 154

8.2.2 离散系统的系统函数 156

8.2.3 H（z）的零、极点分布与时域特性 157

8.2.4 系统的因果稳定性 158

8.3 离散系统的模拟 159

8.3.1 离散时间系统的联结 159

8.3.2 离散时间系统的模拟 164

习题 169

第9章 系统的状态变量分析法 171

9.1 状态和状态空间 172

9.2 连续时间系统状态方程的建立 173

9.2.1 连续系统状态方程的一般形式 173

9.2.2 由电路图直接列写状态方程 175

9.2.3 从输入／输出方程导出状态方程 176

9.2.4 从模拟图建立状态方程 177

9.3 连续系统状态方程的解 179

9.3.1 状态方程的复频域求解 179

9.3.2 状态方程的时域求解 181

9.4 离散时间系统状态方程的建立 182

9.4.1 状态方程的一般形式 182

9.4.2 由系统的差分方程或模拟图列写状态方程 183

9.5 离散时间系统状态方程的求解 184

9.5.1 离散时间系统状态方程的时域求解 184

9.5.2 离散时间系统状态方程的z域求解 185

习题 187

第10章 MATLAB在信号与系统中的实现 189

10.1 基于MATLAB表示信号 189

10.1.1 连续信号的MATLAB表示 189

10.1.2 离散信号的MATLAB表示 193

10.1.3 利用MATLAB实现信号的基本运算 194

10.2 基于MATLAB的信号与系统的时域分析 198

10.2.1 信号的时域分析 198

10.2.2 LTI系统的时域分析 200

10.3 基于MATLAB的信号与系统的频域分析 204

10.3.1 信号的频域分析 204

10.3.2 系统的频域分析 209

10.4 基于MATLAB的信号与系统的复频域分析 210

10.4.1 信号的复频域分析 210

10.4.2 系统的复频域分析 212

10.5 系统状态变量分析法的MATLAB实现 214

10.5.1 系统状态方程的MATLAB实现 214

10.5.2 连续时间系统状态方程和输出方程求解 216

10.5.3 离散时间系统状态方程和输出方程求解 217

习题 218

参考文献 220