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第1章 信号与系统导论 1

1.1 历史的回顾 2

1.2 应用领域 4

1.3 信号的概念 6

1.3.1 信号及其分类 6

1.3.2 信号分析与处理 10

1.4 系统的概念 12

1.4.1 系统及其分类 12

1.4.2 系统分析 18

1.5 常用的基本信号 18

1.6 信号的简单处理 21

1.7 单位冲激函数 25

扩展与启迪：规律崇简 31

小结 32

习题 33

第2章 连续系统的时域分析 36

2.1 线性时不变系统描述及其响应 37

2.1.1 系统的微分方程 37

2.1.2 零输入响应与零状态响应 39

2.2 冲激响应与阶跃响应 45

2.2.1 冲激响应 45

2.2.2 阶跃响应 47

2.2.3 利用转移算子求冲激响应 49

2.3 卷积及其应用 53

2.3.1 卷积的概念与性质 54

2.3.2 系统的卷积分析法 57

2.3.3 卷积的计算：图形扫描法 61

2.4 特征函数及其应用 63

扩展与启迪：系统方法之妙 70

小结 71

习题 72

第3章 信号与系统的频域分析 76

3.1 周期信号的分解与合成 77

3.1.1 周期信号的三角级数表示 77

3.1.2 周期信号的复指数级数表示 81

3.2 周期信号的频谱 86

3.2.1 周期信号频谱的特点 86

3.2.2 双边频谱与信号的带宽 87

3.3 非周期信号的频谱 94

3.3.1 傅里叶变换 94

3.3.2 常用非周期信号的频谱 95

3.3.3 帕塞瓦尔定理 101

3.4 傅里叶变换的性质与应用 102

3.4.1 线性性质 102

3.4.2 脉冲展缩与频带变化 103

3.4.3 信号的延时与相位移动 104

3.4.4 信号的调制与频谱搬移 107

3.4.5 时－频对称性 111

3.4.6 卷积定理 112

3.4.7 时域微分特性 114

3.4.8 时域积分特性 115

3.5 周期信号的傅里叶变换 118

3.6 系统的频域分析 121

3.6.1 系统函数与无失真传输 121

3.6.2 信号通过理想滤波器 127

3.7 取样定理及其应用 131

3.7.1 取样信号 131

3.7.2 取样定理 133

3.8 频域分析用于通信系统 140

3.8.1 信号的调制与解调 140

3.8.2 正弦调幅与频分复用 140

3.8.3 脉冲调幅与时分复用 144

扩展与启迪：对称之美 146

小结 147

习题 148

第4章 连续系统的复频域分析 154

4.1 拉普拉斯变换 155

4.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 155

4.1.2 常用信号的拉普拉斯变换 157

4.2 拉普拉斯变换的主要性质 161

4.2.1 线性性质 161

4.2.2 延时性质 161

4.2.3 微分定理 164

4.2.4 积分定理 165

4.2.5 卷积定理 166

4.2.6 初值与终值定理 168

4.3 拉普拉斯反变换 169

4.4 系统的s域分析 175

4.4.1 微分方程的拉普拉斯变换解法 175

4.4.2 电路的s域模型及应用 178

扩展与启迪：数学方法的魅力 183

小结 184

习题 185

第5章 系统函数与零、极点分析 190

5.1 系统函数与系统模拟 191

5.1.1 再论系统函数 191

5.1.2 系统的方框图表示与模拟 195

5.2 系统函数的零、极点 200

5.2.1 H（s）的零、极点 200

5.2.2 H（s）的零、极点分布与时域特性的关系 202

5.2.3 H（s）的零、极点分布与频域特性的关系 205

5.3 线性系统的稳定性 209

5.3.1 系统稳定的概念 209

5.3.2 稳定性判据 211

5.4 s域分析应用于控制系统 212

5.4.1 开环与闭环控制 212

5.4.2 系统阶跃响应的动态指标 217

扩展与启迪：善用模拟 219

小结 220

习题 221

第6章 离散系统的时域分析 225

6.1 离散时间信号 226

6.1.1 离散信号的概念与表示 226

6.1.2 离散信号的基本运算 229

6.2 离散时间系统 232

6.2.1 离散系统的差分方程 232

6.2.2 离散系统的时域模拟 234

6.2.3 系统的零输入响应 236

6.3 卷积和及其应用 239

6.3.1 离散信号的分解与卷积和 239

6.3.2 离散系统的零状态响应 243

6.4 反演卷积和 246

扩展与启迪：连续与离散 247

小结 248

习题 249

第7章 离散系统的z域分析 251

7.1 z变换 252

7.1.1 z变换的定义 252

7.1.2 典型序列的z变换 253

7.2 z反变换 256

7.2.1 幂级数展开法（长除法） 256

7.2.2 部分分式展开法 257

7.3 z变换的主要性质 261

7.3.1 线性性质 261

7.3.2 移位特性 262

7.3.3 尺度变换 264

7.3.4 卷和定理 264

7.4 离散系统的z域分析 267

7.4.1 差分方程的z变换解 267

7.4.2 系统函数H（z） 269

7.4.3 离散系统的z域模拟 272

7.5 系统的零、极点与稳定性 275

7.5.1 H（z）的零、极点分布与h（n）的关系 275

7.5.2 离散系统的稳定性 277

7.6 数字信号处理 282

7.6.1 离散系统的频率特性 282

7.6.2 数字信号处理的概念 285

7.7 离散时间信号的频谱（DTFT） 288

扩展与启迪：移植而旁通 291

小结 292

习题 293

第8章 连续和离散系统的状态变量分析 297

8.1 线性系统的状态方程 298

8.1.1 状态变量与状态方程 298

8.1.2 状态方程的一般形式 303

8.2 状态方程的解 305

8.2.1 状态方程的时域求解 305

8.2.2 状态方程的s域求解 306

8.3 非线性系统的状态方程 311

8.4 离散系统的状态变量分析 314

8.4.1 离散系统的状态方程 314

8.4.2 离散状态方程的时域求解 315

8.4.3 状态方程的z域求解 316

扩展与启迪：非线性与复杂性 318

小结 319

习题 320

第9章 信号与系统分析的MATLAB实现 323

9.1 MATLAB应用概要 324

9.2 MATLAB方法实现信号波形 329

9.3 MATLAB方法用于时域分析 333

9.4 MATLAB方法用于频域分析 338

9.5 MATLAB方法用于复频域分析 345

9.6 MATLAB方法用于系统函数与零、极点分析 347

9.7 MATLAB方法用于离散系统时域分析 351

9.8 MATLAB方法用于z域分析 354

9.9 MATLAB方法用于数字信号处理 356

9.10 MATLAB方法用于状态变量分析 358

习题 364

全书总结 366

附录A 有理函数的部分分式展开法 370

附录B 常用周期信号的傅里叶级数表 373

附录C 常用非周期信号的傅里叶变换表 375

附录D 罗斯－霍尔维茨稳定性判据 378

部分习题答案 383

索引 392

参考文献 396

书末寄语 397