●第1章 緒論1
1.1 信號的基本概念1
1.2 信號的描述1
1.3 信號的分類2
1.3.1 確定信號與隨機信號2
1.3.2 連續時間信號與離散時間信號2
1.3.3 周期信號與非周期信號3
1.3.4 能量信號與功率信號4
1.3.5 因果信號與非因果信號5
1.4 繫統的基本概念5
1.5 繫統的描述5
1.6 繫統的分類6
1.6.1 連續時間繫統與離散時間繫統6
1.6.2 線性繫統與非線性繫統7
1.6.3 時不變繫統與時變繫統8
1.6.4 因果繫統與非因果繫統9
1.6.5 穩定繫統與非穩定繫統10
1.6.6 可逆繫統和不可逆繫統10
1.7 繫統的分析方法10
習題111
第2章 連續時間信號與繫統的時域分析14
2.1 引言14
2.2 典型連續信號及其基本特性14
2.2.1 正弦信號14
2.2.2 指數信號15
2.2.3 抽樣信號17
2.2.4 單位階躍信號18
2.2.5 單位衝激信號19
2.2.6 符號函數信號 21
2.2.7 衝激偶信號22
2.3 連續時間信號的基本運算22
2.4 連續時間繫統的數學模型28
2.4.1 連續時間繫統的數學模型——線性常繫數微分方程28
2.4.2 線性常繫數微分方程的經典解法28
2.4.3 零輸入響應和零狀態響應30
2.5 單位衝激響應和單位階躍響應35
2.5.1 單位衝激響應35
2.5.2 單位階躍響應37
2.6 卷積積分及其性質39
2.6.1 卷積積分的定義39
2.6.2 卷積積分的性質41
2.6.3 零狀態響應的卷積法求解44
2.7 單位衝激響應表示的線性時不變繫統的特性45
習題247
MATLAB習題250
第3章 連續時間信號與繫統的頻域分析51
3.1 引言51
3.2 連續時間周期信號的頻域分析51
3.2.1 三角形式的傅裡葉級數51
3.2.2 指數形式的傅裡葉級數53
3.2.3 周期信號的頻譜55
3.2.4 周期信號的功率譜58
3.3 連續時間非周期信號的頻域分析61
3.3.1 傅裡葉變換61
3.3.2 典型非周期信號的傅裡葉變換65
3.3.3 傅裡葉變換的性質68
3.3.4 周期信號的傅裡葉變換75
3.4 抽樣定理77
3.4.1 信號的時域抽樣77
3.4.2 時域抽樣定理79
3.5 連續時間繫統的頻域分析80
3.5.1 連續時間繫統的頻率響應80
3.5.2 連續線性時不變繫統響應的頻域分析82
3.5.3 正弦信號通過繫統的響應84
3.5.4 無失真傳輸繫統86
3.5.5 理想低通濾波器87
習題391
MATLAB習題396
第4章 連續時間信號與繫統的復頻域分析98
4.1 引言98
4.2 連續時間信號的復頻域分析98
4.2.1 從傅裡葉變換到拉普拉斯變換98
4.2.2 拉普拉斯變換的收斂域99
4.2.3 常見信號的拉普拉斯變換102
4.3 單邊拉普拉斯變換的性質104
4.3.1 線性特性105
4.3.2 時移特性105
4.3.3 復頻移特性107
4.3.4 尺度變換特性107
4.3.5 時域卷積特性107
4.3.6 復頻域卷積特性108
4.3.7 時域微分特性108
4.3.8 時域積分特性109
4.3.9 復頻域微分特性110
4.3.10 復頻域積分特性110
4.3.11 初值定理111
4.3.12 終值定理111
4.4 拉普拉斯反變換的計算112
4.4.1 單邊拉普拉斯反變換的計算113
4.4.2 雙邊拉普拉斯反變換的計算117
4.5 連續時間繫統的復頻域分析118
4.5.1 連續時間信號的復頻域分解118
4.5.2 復指數信號est激勵下繫統的零狀態響應118
4.5.3 任意信號激勵下繫統的零狀態響應119
4.5.4 LTI繫統微分方程的復頻域求解120
4.6 線性時不變繫統的繫統函數123
4.6.1 繫統函數的定義123
4.6.2 繫統的零、極點圖124
4.6.3 繫統函數的應用126
習題4130
MATLAB習題4133
第5章 離散時間信號與繫統的時域分析134
5.1 引言134
5.2 典型離散時間信號及其特性134
5.2.1 單位樣值序列134
5.2.2 單位階躍序列136
5.2.3 單位矩形序列136
5.2.4 正弦序列137
5.2.5 指數序列140
5.3 離散時間信號的基本運算141
5.4 離散時間繫統的數學模型和性質143
5.5 離散時間繫統的響應145
5.5.1 迭代法求離散時間繫統的響應145
5.5.2 經典法求離散時間繫統的響應146
5.5.3 零輸入響應和零狀態響應148
5.6 離散時間繫統的單位樣值響應和單位階躍響應153
5.7 離散繫統的卷積和157
5.7.1 卷積和的定義和計算157
5.7.2 卷積和的性質161
5.7.3 零狀態響應的卷積和求解162
5.8 用單位樣值響應表征的線性移不變繫統的特性163
習題5166
MATLAB習題5167
第6章 離散時間信號與繫統的頻域分析169
6.1 引言169
6.2 周期序列的離散時間傅裡葉級數（DFS）169
6.2.1 DFS變換式169
6.2.2 DFS頻譜繫數的特征171
6.2.3 周期矩形序列的頻譜172
6.3 非周期序列的離散時間傅裡葉變換（DTFT）175
6.3.1 離散時間傅裡葉變換175
6.3.2 離散時間傅裡葉反變換177
6.3.3 典型非周期信號的離散時間傅裡葉變換178
6.4 周期序列的離散時間傅裡葉變換183
6.5 離散時間傅裡葉變換的性質186
6.5.1 周期性186
6.5.2 線性特性186
6.5.3 奇偶性187
6.5.4 時移特性187
6.5.5 頻移特性188
6.5.6 時域卷積特性188
6.5.7 頻域卷積特性189
6.5.8 時域差分特性190
6.5.9 時域累加特性190
6.5.10 帕塞瓦爾能量定理191
6.6 離散傅裡葉變換（DFT）192
6.7 離散傅裡葉變換的性質194
6.7.1 線性特性194
6.7.2 周期性194
6.7.3 奇偶性和對稱性195
6.7.4 時頻互易特性196
6.7.5 時域循環移位特性197
6.7.6 頻域循環移位特性197
6.7.7 時域循環卷積特性197
6.7.8 頻域循環卷積特性202
6.7.9 帕塞瓦爾能量定理202
6.8 用離散傅裡葉變換近似分析連續時間信號202
6.8.1 近似分析的方法203
6.8.2 近似分析出現的問題205
6.8.3 頻率分辨率209
6.8.4 利用DFT近似分析連續時間信號頻譜的參數選擇213
6.9 離散時間繫統的頻域分析213
6.9.1 離散時間繫統的頻率響應214
6.9.2 離散時間繫統的零狀態響應214
6.10 應用實例―電力繫統諧波分析216
6.10.1 信號的表示216
6.10.2 信號的抽樣217
6.10.3 DFT變換218
6.10.4 諧波數據的確定219
6.10.5 問題的進一步分析220
6.10.6 問題的擴展研究225
習題6226
MATLAB習題6230
第7章 離散時間信號與繫統的Z域分析231
7.1 引言231
7.2 Z變換231
7.2.1 Z變換的定義231
7.2.2 Z變換的收斂域232
7.3 Z變換的性質240
7.4 Z反變換250
7.4.1 直接法250
7.4.2 部分分式展開法251
7.5 離散繫統的Z域分析256
7.5.1 線性時不變離散時間繫統的繫統函數256
7.5.2 用Z變換求解離散繫統的差分方程258
7.6 離散繫統的零、極點與時域響應262
7.6.1 H(z)的零點和極點262
7.6.2 H(z)的極點與時域響應264
7.7 線性時不變離散繫統的穩定性269
7.8 H(z)與離散繫統頻率響應272
7.9 Z域與S域的關繫275
7.10 離散繫統的結構276
7.10.1 離散繫統的方框圖實現276
7.10.2 離散繫統的級聯和並聯280
7.11 小結281
習題7282
MATLAB習題7285
附錄A 常用數學公式287
附錄B 常用信號與繫統公式289
部分習題參考答案292
參考文獻308
本書是作者在長期從事“信號與繫統”課程教學的基礎上，根據教學實踐中存在的問題、經驗和體會，結合現階段本科教學的實際狀況及作者教學研究項目成果凝練而成的。本書突出體現課程內容的邏輯性、知識點的目標性，著重講清物理意義，全面給出MATLAB實現方法，體現課程內容的專業實用性，而不是突出純理論。結合典型的實際工程問題，給出具體分析、解決的方法和步驟，引導學生建立理論與工程實際的聯繫，並體會到課程的基礎性、實用性，以及對解決實際問題的局限性，激發和提高學生的學習興趣。全書共7章，包括：緒論、連續時間信號與繫統的時域分析、連續時間信號與繫統的頻域分析、連續時間信號與繫統的復頻域分析、離散時間信號與繫統的時域分析、離散時間信號與繫統的頻域分析、離散時間信號與繫統的Z域分析。本書提供配套PPT、習題參考答案、程序源代碼等學習和教學資源。 本書可作為高等學校電氣工程及其自動化、電子信息工程、測控技術等
