信号与系统PDF电子书下载

绪论 1

第1章 信号与系统的概念 6

1.1信号的定义与分类 6

1.1.1信号的定义 6

1.1.2信号的分类 6

1.2典型连续信号及其时域特性 10

1.2.1直流信号 10

1.2.2正弦信号 10

1.2.3指数信号 10

1.2.4复指数信号 11

1.2.5取样信号 12

1.3信号的时域变换 13

1.3.1反折 13

1.3.2时移 13

1.3.3尺度 14

1.3.4倒相 15

1.4信号的时域运算 16

1.4.1相加 16

1.4.2相乘 17

1.4.3数乘 17

1.4.4微分 17

1.4.5积分 18

1.5奇异信号 18

1.5.1单位斜变信号 18

1.5.2单位阶跃信号 19

1.5.3单位门信号 20

1.5.4单位冲激信号 20

1.5.5单位冲激偶信号 24

1.5.6符号信号 26

1.6系统的定义与描述 27

1.6.1系统的定义 27

1.6.2系统的数学模型 27

1.6.3系统的框图表示 28

1.7系统的性质与分类 29

1.7.1系统的性质 29

1.7.2系统的分类 30

1.8信号与系统概念的MATLAB实现 33

1.8.1连续时间信号的MATLAB表示 33

1.8.2常用连续时间信号的MATLAB表示 33

1.8.3连续信号的时域运算与时域变换 38

1.9典型例题解析 41

本章小结 48

自测题 52

习题 55

第2章 连续时间系统的时域分析 59

2.1连续时间系统的数学描述 59

2.1.1连续时间系统的数学模型——微分方程 59

2.1.2连续时间系统的时域模拟 60

2.2连续时间系统的响应 63

2.2.1微分方程的经典解 63

2.2.2起始点的跳变——0到0+状态的转换 65

2.2.3零输入响应和零状态响应 67

2.3冲激响应和阶跃响应 70

2.3.1冲激响应 70

2.3.2阶跃响应 72

2.4卷积积分 73

2.4.1卷积积分的定义 73

2.4.2卷积的图示 73

2.5卷积积分的性质 75

2.5.1卷积的代数运算 75

2.5.2函数与奇异函数的卷积 77

2.5.3卷积的微分与积分 78

2.6求系统零状态响应的卷积积分法 80

2.7连续时间系统时域分析的MATLAB实现 81

2.8典型例题解析 84

本章小结 86

自测题 89

习题 90

第3章 连续时间信号与系统的频域分析 94

3.1周期信号的傅里叶级数分析 94

3.1.1周期信号的分解 95

3.1.2奇、偶函数的傅里叶级数 101

3.1.3傅里叶级数的指数形式 102

3.1.4典型周期信号的傅里叶级数 103

3.2周期信号的频谱 107

3.2.1周期信号的频谱 107

3.2.2周期矩形脉冲信号的频谱 108

3.2.3周期信号的功率 110

3.3非周期信号的频谱 112

3.3.1傅里叶变换 112

3.3.2典型非周期信号的傅里叶变换 114

3.3.3奇异函数傅里叶变换 118

3.4傅里叶变换的性质 121

3.4.1傅里叶变换的性质 121

3.4.2相关定理 137

3.5周期信号的傅里叶变换 140

3.6取样定理 144

3.6.1取样信号的频谱 144

3.6.2时域取样定理 146

3.6.3频域取样定理 147

3.7连续时间系统的频域分析 148

3.7.1频域系统函数 148

3.7.2系统对非周期信号的响应 149

3.7.3系统对周期信号的响应 151

3.8无失真传输 152

3.9理想低通滤波器 156

3.9.1理想低通滤波器的冲激响应 156

3.9.2理想低通滤波器的阶跃响应 157

3.10调制与解调 160

3.11从取样信号恢复连续时间信号 163

3.12连续时间信号与系统频域分析的MATLAB实现 164

3.13典型例题解析 167

本章小结 171

自测题 177

习题 180

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析 188

4.1拉普拉斯变换 188

4.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换 188

4.1.2拉普拉斯变换的收敛域 189

4.1.3常用信号的拉普拉斯变换 191

4.2拉普拉斯变换的性质 192

4.3拉普拉斯逆变换 197

4.3.1查表法 197

4.3.2部分分式展开法 197

4.3.3围线积分法（留数法） 199

4.4连续时间系统的复频域分析 200

4.4.1微分方程的复频域解 200

4.4.2电路的s域模型 201

4.5系统函数 203

4.5.1系统函数H（s）的定义 203

4.5.2利用系统函数求系统的零状态响应 204

4.6系统函数的零、极点分布对系统时域特性的影响 204

4.6.1系统函数的零、极点分布与系统冲激响应特性的关系 205

4.6.2系统函数的零、极点分布与系统响应形式之间的关系 207

4.7系统函数的零、极点分布与系统频率响应特性的关系 208

4.8系统的s域模拟图与框图 211

4.8.1系统的s域模拟图 211

4.8.2系统的框图 213

4.9信号流图与梅森公式 214

4.9.1连续系统的信号流图表示 214

4.9.2梅森公式 217

4.10系统的稳定性分析 218

4.10.1系统的稳定性 218

4.10.2系统稳定性的判断 219

4.11双边拉普拉斯变换 221

4.12拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 223

4.13连续时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现 226

4.13.1 MATLAB实现部分分式展开式 226

4.13.2拉普拉斯变换及其曲面图 228

4.13.3绘制连续系统零、极点图 229

4.13.4连续系统零、极点分析 231

4.14典型例题解析 232

本章小结 239

自测题 243

习题 248

第5章 离散时间信号与系统的时域分析 253

5.1离散时间信号及其时域特性 253

5.1.1离散时间信号 253

5.1.2离散时间信号的时域运算和变换 254

5.1.3常用的典型离散时间信号 255

5.2离散时间系统及其数学描述 259

5.2.1离散时间系统的性质 259

5.2.2离散时间系统的数学模型——差分方程 260

5.2.3离散时间系统的模拟 261

5.3离散时间系统的响应——时域分析 263

5.3.1差分方程的时域求解 263

5.3.2单位样值响应 267

5.4卷积和 268

5.4.1卷积和的性质 268

5.4.2卷积和的运算 269

5.5离散时间系统时域分析的MATLAB实现 272

5.6典型例题解析 275

本章小结 280

自测题 284

习题 287

第6章 离散时间信号与系统的z域分析 290

6.1z变换 290

6.1.1 z变换的定义 290

6.1.2z变换的收敛域 291

6.2常用序列的z变换 292

6.2.1单位样值序列 292

6.2.2单位阶跃序列 293

6.2.3斜变序列 293

6.2.4指数序列 294

6.2.5复指数序列 294

6.3z变换的性质 294

6.3.1线性特性 294

6.3.2时移特性 295

6.3.3 z域微分特性 296

6.3.4z域尺度变换特性 297

6.3.5时域卷积特性 297

6.3.6初值定理 298

6.3.7终值定理 298

6.4 z逆变换 301

6.4.1幂级数展开法（长除法） 301

6.4.2部分分式展开法 303

6.4.3围线积分法（留数法） 305

6.5z变换与拉普拉斯变换的关系 307

6.6离散时间系统的z域分析 309

6.6.1用z变换求解线性离散时间系统的响应 309

6.6.2离散时间系统的系统函数 311

6.6.3系统函数的零、极点分布与单位样值响应的关系 312

6.6.4离散时间系统的稳定性和因果性 314

6.7离散时间系统的频率响应特性 314

6.7.1离散时间系统的频率响应 314

6.7.2频率响应特性的几何确定 315

6.8离散时间系统z域分析的MATLAB实现 317

6.8.1用留数法求解z逆变换的MATLAB实现 317

6.8.2求解系统完全响应的MATLAB实现 318

6.8.3利用MATLAB求解系统的零、极点分布及频响特性 320

6.9典型例题解析 321

本章小结 325

自测题 328

习题 331

第7章 线性系统的状态变量分析 335

7.1线性系统的状态变量法 335

7.1.1系统用状态变量描述的基本术语 336

7.1.2系统的状态变量描述 337

7.2连续系统状态方程的建立 342

7.2.1根据电路图列写状态方程 342

7.2.2由系统的模拟框图或信号流图建立状态方程 343

7.2.3由微分方程或系统函数建立状态方程 344

7.3离散系统状态方程的建立 348

7.3.1离散系统状态方程的一般形式 348

7.3.2由系统框图或信号流图建立状态方程 348

7.3.3由差分方程或系统函数建立状态方程 349

7.4系统状态方程的求解 350

7.4.1连续时间系统状态方程的求解 350

7.4.2离散时间系统状态方程的求解 352

7.5系统的可控制性和可观测性 355

7.6系统状态变量分析法的MATLAB实现 357

7.6.1系统微分方程到状态方程的转换 357

7.6.2由系统状态方程求系统函数矩阵H（s） 357

7.6.3连续时间系统的状态方程求解 358

7.6.4离散时间系统的状态方程求解 360

7.7典型例题解析 362

本章小结 366

自测题 368

习题 371

部分习题参考答案 375

英中文名词对照 389

参考文献 394