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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