第1章 信号与系统分析导论 1
1.1 信号的描述及分类 1
1.1.1 信号的定义与描述 1
1.1.2 信号的分类和特性 2
1.2 系统的描述及分类 4
1.2.1 系统的数学模型 5
1.2.2 系统的分类 6
1.2.3 系统联结 12
1.3 信号与系统分析概述 12
1.3.1 信号与系统分析的基本内容与方法 12
1.3.2 信号与系统理论的应用 14
习题 15
第2章 信号的时域分析 18
2.1 连续时间信号 18
2.1.1 典型普通信号 19
2.1.2 奇异信号 22
2.2 离散时间信号 28
2.2.1 离散时间信号的表示 28
2.2.2 基本离散序列 29
2.3 连续时间信号的基本运算 33
2.4 离散时间信号的基本运算 39
2.5 确定信号的时域分解 42
2.6 确定信号的时域表示 44
2.7 利用MATLAB进行信号的时域分析 46
2.7.1 连续信号的MATLAB表示 46
2.7.2 离散信号的MATLAB表示 47
2.7.3 信号基本运算的MATLAB实现 49
习题 51
MATLAB习题 55
第3章 系统的时域分析 57
3.1 线性时不变系统的描述及其特性 57
3.1.1 连续时间系统的数学描述 57
3.1.2 离散时间系统的数学描述 59
3.1.3 线性时不变系统 60
3.2 连续时间LTI系统的响应 62
3.2.1 经典时域分析方法 62
3.2.2 连续时间LTI系统的零输入响应 64
3.2.3 连续时间LTI系统的零状态响应 66
3.3 连续时间LTI系统的单位冲激响应 67
3.4 卷积积分 68
3.4.1 卷积的计算 69
3.4.2 卷积的性质 72
3.4.3 奇异信号的卷积 73
3.5 离散时间LTI系统的响应 74
3.5.1 迭代法 75
3.5.2 经典法求解差分方程 75
3.5.3 离散时间LTI系统的零输入响应 77
3.5.4 离散时间LTI系统的零状态响应 78
3.6 离散时间LTI系统的单位脉冲响应 78
3.7 序列卷积和 80
3.7.1 序列卷积和的图形计算 80
3.7.2 列表法计算序列卷积和 82
3.7.3 序列卷积和的性质 83
3.8 冲激响应表示的系统特性 84
3.8.1 级联系统的冲激响应 84
3.8.2 并联系统的冲激响应 85
3.8.3 因果系统 86
3.8.4 稳定系统 87
3.9 利用MATLAB进行系统的时域分析 88
习题 94
MATLAB习题 99
第4章 周期信号的频域分析 101
4.1 连续周期信号的傅里叶级数 101
4.1.1 周期信号的频域表示 101
4.1.2 指数形式的傅里叶级数 102
4.1.3 三角形式的傅里叶级数 104
4.1.4 傅里叶级数的收敛 106
4.1.5 信号的对称性与傅里叶系数的关系 107
4.2 连续周期信号的频谱 109
4.2.1 周期信号频谱的概念 109
4.2.2 相位谱的作用 112
4.2.3 信号的有效带宽 113
4.2.4 周期信号的功率谱 113
4.3 连续时间傅里叶级数的基本性质 115
4.4 离散周期信号的频域分析 118
4.4.1 周期序列的离散傅里叶级数及其频谱 118
4.4.2 DFS的基本性质 120
4.5 周期信号频域分析的MATLAB实现 122
习题 125
MATLAB习题 128
第5章 非周期信号的频域分析 130
5.1 连续非周期信号的频谱 130
5.2 常见连续信号的频谱 134
5.2.1 常见非周期信号的频谱 134
5.2.2 常见周期信号的频谱 137
5.3 连续时间傅里叶变换的性质 139
5.4 离散非周期信号的频谱 150
5.5 离散时间傅里叶变换的主要性质 152
5.6 非周期信号频域分析的MATLAB实现 155
习题 157
MATLAB习题 161
第6章 系统的频域分析 163
6.1 连续非周期信号通过LTI系统响应的频域分析 163
6.1.1 连续时间LTI系统的频率响应 163
6.1.2 微分方程描述的连续LTI系统的响应 165
6.1.3 电路系统的响应 167
6.2 连续周期信号通过LTI系统响应的频域分析 168
6.2.1 正弦型信号通过系统的响应 168
6.2.2 任意周期信号通过系统的响应 168
6.3 无失真传输系统与理想滤波器 169
6.3.1 无失真传输系统 169
6.3.2 理想滤波器 171
6.4 信号的抽样与重建 175
6.4.1 信号的时域抽样 175
6.4.2 信号的重建 179
6.5 离散时间LTI系统的频域分析 180
6.6 频域分析在通信中的应用 181
6.6.1 抑制载波幅度调制 182
6.6.2 同步解调 183
6.7 利用MATLAB进行系统的频域分析 186
习题 190
MATLAB习题 193
第7章 连续时间信号与系统的复频域分析 195
7.1 连续时间信号的复频域分析 195
7.1.1 拉普拉斯变换 195
7.1.2 单边拉普拉斯变换的收敛域 196
7.1.3 常用信号的单边拉普拉斯变换 198
7.1.4 单边拉普拉斯变换的性质 199
7.1.5 单边拉普拉斯反变换 207
7.2 连续时间LTI系统响应的复频域分析 210
7.2.1 微分方程的复频域求解 210
7.2.2 电路的复频域模型 212
7.3 连续时间LTI系统的系统函数与系统特性 213
7.3.1 系统函数 213
7.3.2 系统函数的零极点分布 215
7.3.3 系统函数与系统特性的关系 216
7.4 连续时间LTI系统的模拟 220
7.4.1 连续系统的联结 220
7.4.2 连续系统的模拟 221
7.5 利用MATLAB进行连续系统的复频域分析 225
7.5.1 利用MATLAB实现部分分式展开 225
7.5.2 H（s）的零极点与系统特性的MATLAB计算 227
习题 228
MATLAB习题 232
第8章 离散时间信号与系统的z域分析 234
8.1 离散时间信号的z域分析 234
8.1.1 单边z变换 234
8.1.2 常用因果序列的单边z变换 236
8.1.3 单边z变换的主要性质 237
8.1.4 单边z反变换 243
8.2 离散时间LTI系统响应的z域分析 246
8.3 离散时间LTI系统的系统函数与系统特性 247
8.3.1 系统函数 247
8.3.2 系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系 249
8.3.3 系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系 250
8.3.4 系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系 253
8.4 离散时间LTI系统的模拟 253
8.4.1 离散系统的联结 253
8.4.2 离散系统的模拟 255
8.5 利用MATLAB进行离散系统的z域分析 257
8.5.1 部分分式展开的MATLAB实现 257
8.5.2 MATLAB计算H（z）的零极点与系统特性 258
习题 260
MATLAB习题 263
第9章 系统的状态变量分析 265
9.1 引言 265
9.2 连续时间LTI系统状态方程的建立 266
9.2.1 连续时间系统状态方程的普遍形式 266
9.2.2 由电路图建立状态方程 267
9.2.3 由微分方程建立状态方程 269
9.2.4 由系统模拟框图建立状态方程 269
9.3 连续时间LTI系统状态方程的求解 274
9.3.1 状态方程的时域求解 274
9.3.2 状态方程的变换域求解 276
9.4 状态矢量的线性变换 278
9.5 系统的可控制性和可观测性 282
9.6 离散时间LTI系统的状态方程 285
9.6.1 离散时间系统的状态方程的一般形式 285
9.6.2 由差分方程建立状态方程 286
9.6.3 由系统模拟框图或系统函数建立状态方程 286
9.7 离散时间LTI系统状态方程的求解 289
9.7.1 状态方程的时域求解 289
9.7.2 状态方程的变换域求解 290
9.8 利用MATLAB实现系统的状态变量分析 293
9.8.1 系统函数到状态方程的转换 293
9.8.2 系统函数矩阵的计算 293
9.8.3 利用MATLAB求解连续时间LTI系统的状态方程 294
9.8.4 利用MATLAB求解离散时间LTI系统的状态方程 295
习题 296
参考文献 302