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第1章 信号与系统的基本概念 1

1.1信号与系统 1

1.2信号的描述与分类 2

1.2.1信号的描述 2

1.2.2信号的分类 3

1.3基本的连续时间信号 4

1.3.1正弦信号 4

1.3.2指数信号 4

1.3.3复指数信号 5

1.3.4 Sa（t）信号（采样信号） 5

1.4信号的基本运算与变换 6

1.4.1信号的基本运算 6

1.4.2信号的变换 7

1.5阶跃信号和冲激信号 9

1.5.1单位斜变信号 9

1.5.2单位阶跃信号 9

1.5.3单位冲激信号 10

1.5.4单位冲激偶信号 12

1.6信号的分解 14

1.6.1直流分量与交流分量 14

1.6.2偶分量与奇分量 14

1.6.3脉冲分量 15

1.6.4实部分量与虚部分量 16

1.7系统模型及其分类 16

1.7.1系统的数学模型 17

1.7.2系统的模拟 17

1.7.3系统的分类 17

1.8线性时不变系统 18

1.8.1叠加性与均匀性 18

1.8.2时不变性 18

1.8.3微分与积分特性 19

1.8.4因果性 19

1.8.5稳定性 20

1.9系统分析方法综述 20

习题一 20

第2章 连续时间信号与系统的时域分析 23

2.1微分方程的建立与求解 23

2.1.1微分方程的建立 23

2.1.2微分方程的求解 25

2.1.3零输入响应和零状态响应 27

2.2冲激响应和阶跃响应 30

2.2.1冲激响应 30

2.2.2阶跃响应 33

2.3卷积积分 34

2.3.1卷积的定义 34

2.3.2利用卷积求系统的零状态响应 34

2.3.3卷积的计算 35

2.3.4卷积积分的性质 36

习题二 38

第3章 连续时间信号与系统的频域分析 41

3.1周期信号的分解与合成 41

3.1.1周期信号的三角级数表示 41

3.1.2周期信号的复指数级数表示 43

3.2周期信号的频谱 45

3.2.1周期信号频谱的特点 45

3.2.2周期矩形脉冲信号的频谱 47

3.2.3周期信号的平均功率 50

3.3非周期信号的频谱 50

3.3.1傅里叶变换 50

3.3.2典型信号的傅里叶变换 52

3.3.3非周期信号的能量 58

3.4傅里叶变换的性质 58

3.4.1线性性质 58

3.4.2尺度变换特性 59

3.4.3时移特性 60

3.4.4频移特性 62

3.4.5时-频对称性 64

3.4.6卷积定理 65

3.4.7时域微分特性 66

3.4.8时域积分特性 67

3.4.9频域微分特性 68

3.4.10频域积分特性 69

3.5周期信号的傅里叶变换 70

3.5.1正、余弦函数的傅里叶变换 70

3.5.2一般周期信号的傅里叶变换 70

3.6连续系统的频域分析 72

3.6.1频域系统函数 72

3.6.2无失真传输 76

3.6.3理想低通滤波器的响应 77

3.7取样定理 79

3.7.1信号的取样 79

3.7.2取样定理 82

3.8频域分析用于通信系统 84

3.8.1信号的调制与解调 84

3.8.2多路复用 86

习题三 89

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析 95

4.1拉普拉斯变换 95

4.1.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换 95

4.1.2拉普拉斯变换的收敛域 96

4.1.3常用信号的拉普拉斯变换 97

4.2拉普拉斯变换的基本性质 98

4.2.1线性性质 98

4.2.2时移（延时）性质 99

4.2.3复频移特性 99

4.2.4时域微分性质 100

4.2.5时域积分性质 101

4.2.6尺度变换性质 102

4.2.7初值与终值定理 103

4.2.8时域卷积定理 104

4.3拉普拉斯逆变换 105

4.4连续时间系统的复频域分析 109

4.4.1微分方程的复频域求解 109

4.4.2电路的模型及复频域求解 111

4.5系统函数与系统特性 115

4.5.1系统函数 115

4.5.2系统函数的零、极点 116

4.5.3系统函数的零、极点分布与时域特性的关系 117

4.5.4系统函数的零、极点分布与频域特性的关系 119

4.6线性系统的稳定性 120

4.6.1系统稳定的概念 120

4.6.2系统稳定性判据 121

4.7线性系统的模拟 124

4.7.1基本运算单元 124

4.7.2系统模拟的直接形式 124

4.7.3系统模拟的组合形式 125

习题四 127

第5章 离散时间信号与系统的时域分析 132

5.1离散时间信号 132

5.1.1离散时间信号 132

5.1.2离散时间信号的基本运算 132

5.1.3典型离散时间信号 133

5.2离散时间系统 136

5.2.1离散时间系统的描述 136

5.2.2离散时间系统的模拟 138

5.3离散时间系统的时域分析 140

5.3.1差分方程的时域求解 140

5.3.2单位序列响应和阶跃响应 143

5.4卷积和及其应用 144

5.4.1离散信号的分解与卷积和 144

5.4.2离散系统的零状态响应 147

习题五 149

第6章 离散时间信号与系统的Z域分析 151

6.1 Z变换 151

6.1.1双边Z变换的定义 151

6.1.2 Z变换的收敛域 152

6.1.3典型序列的变换 154

6.2双边Z变换的性质 156

6.2.1线性性质 156

6.2.2时移性质 157

6.2.3 Z域尺度变换 158

6.2.4卷积定理 159

6.2.5 Z域微分特性 159

6.2.6 Z域积分特性 160

6.2.7初值定理 161

6.2.8终值定理 161

6.3 Z逆变换 162

6.3.1幂级数展开法（长除法） 163

6.3.2部分分式展开法 164

6.4离散系统的Z域分析 167

6.5系统函数与系统特性 169

6.5.1系统函数的定义 170

6.5.2 H（z）的零点和极点与时域的响应关系 170

6.5.3系统函数与系统的因果稳定关系 171

6.6离散时间系统频率响应 172

6.6.1频率响应 173

6.6.2系统零极点分布与系统频率响应特性的关系 174

6.7离散时间系统的Z域模拟 176

6.7.1基本运算单元 176

6.7.2系统模拟的直接形式 176

6.7.3系统模拟的组合形式 177

习题六 178

第7章 连续与离散系统的状态变量分析 181

7.1线性系统的状态方程 181

7.1.1状态变量与状态方程 181

7.1.2动态方程的一般形式 183

7.2连续系统状态方程的建立 185

7.2.1电路状态方程的列写 185

7.2.2由系统的模拟框图或信号流图建立状态方程 186

7.2.3由微分方程或系统函数建立状态方程 187

7.3离散系统状态方程的建立 189

7.3.1离散系统状态方程的一般形式 189

7.3.2由系统框图或信号流图建立状态方程 190

7.3.3由差分方程或系统函数建立状态方程 191

7.4系统状态方程的求解 192

7.4.1连续系统状态方程的求解 192

7.4.2离散系统状态方程的求解 193

7.5系统的可控制性和可观测性 197

习题七 198

第8章 信号与系统的MATLAB辅助分析 201

8.1信号与系统概念的MATLAB实现 201

8.1.1连续时间信号的MATLAB表示 201

8.1.2常用连续信号的MATLAB表示 202

8.1.3用MATLAB实现连续信号的基本运算 206

8.2连续时间系统时域分析的MATLAB实现 207

8.3连续时间信号与系统频域分析的MATLAB实现 212

8.4连续时间信号与系统复频域分析的MATLAB实现 217

8.5离散时间系统时域分析的MATLAB实现 221

8.6离散时间系统Z域分析的MATLAB实现 226

8.7系统状态变量分析法的MATLAB实现 229

部分习题答案 233

参考文献 242