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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