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第1章 绪论1

1.1 信号与系统1

1.2 信号的描述与分类2

1.3 系统的描述与分类4

1.3.1 连续时间系统及其描述4

1.3.2 离散时间系统及其描述6

1.4 LTI系统的特性8

1.5 信号与系统分析方法概述10

1.6 MATLAB基本知识11

1.6.1 MATLAB简介11

1.6.2 MATLAB快速入门12

本章关键概念小结16

习题16

上机练习17

第2章 连续时间信号与系统的时域分析18

2.1 常用信号及信号的基本运算18

2.1.1 常用信号18

2.1.2 信号的基本运算20

2.2 单位阶跃信号和单位冲激信号23

2.2.1 单位阶跃信号23

2.2.2 单位冲激信号24

2.2.3 冲激信号与阶跃信号的关系25

2.2.4 冲激信号的性质26

2.3 连续系统的零输入响应28

2.4 冲激响应和阶跃响应29

2.5 连续系统的零状态响应——卷积积分31

2.5.1 卷积积分31

2.5.2 卷积积分的图解法33

2.5.3 卷积积分的性质35

2.6 连续系统的时域分析40

2.7 MATLAB应用举例42

2.7.1 连续信号的MATLAB表示42

2.7.2 信号基本运算的MATLAB实现43

2.7.3 利用MATLAB进行系统的时域分析43

本章关键概念小结46

习题47

上机练习52

第3章 连续时间信号与系统的频域分析53

3.1 周期信号的傅里叶级数分析53

3.1.1 三角函数形式的傅里叶级数53

3.1.2 指数形式的傅里叶级数55

3.1.3 周期信号频谱的特点59

3.2 非周期信号的傅里叶变换分析59

3.2.1 从傅里叶级数到傅里叶变换59

3.2.2 频谱函数F（jω）的特性61

3.2.3 典型非周期信号的傅里叶变换62

3.3 傅里叶变换的性质65

3.3.1 线性特性65

3.3.2 对称特性66

3.3.3 时移特性67

3.3.4 频移特性68

3.3.5 时频展缩特性69

3.3.6 时域微分特性70

3.3.7 频域微分特性71

3.3.8 时域积分特性71

3.3.9 卷积特性（卷积定理）72

3.3.10 能量定理（帕斯瓦尔定理）74

3.4 周期信号的傅里叶变换76

3.4.1 一般周期信号的傅里叶变换76

3.4.2 周期信号的傅里叶级数与单脉冲信号的傅里叶变换78

3.5 连续时间系统的频域分析79

3.5.1 系统频域分析法79

3.5.2 系统频域分析法举例80

3.6 连续系统频域分析应用举例83

3.6.1 无失真传输系统84

3.6.2 理想低通滤波器84

3.6.3 调制与解调85

3.7 抽样及抽样定理87

3.7.1 信号的抽样87

3.7.2 时域抽样定理89

3.8 MATLAB应用举例91

3.8.1 周期信号的分解与合成91

3.8.2 非周期信号频谱的MATLAB求解93

3.8.3 用MATLAB计算连续系统的频率响应94

本章关键概念小结95

习题96

上机练习101

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析102

4.1 拉普拉斯变换102

4.1.1 双边拉普拉斯变换102

4.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域103

4.1.3 单边拉普拉斯变换106

4.1.4 常用信号的拉普拉斯变换106

4.2 单边拉普拉斯变换的性质107

4.2.1 线性特性107

4.2.2 时移特性108

4.2.3 复频移（s域平移）特性109

4.2.4 尺度变换（时-复频展缩）特性109

4.2.5 卷积定理109

4.2.6 微分定理111

4.2.7 积分定理112

4.2.8 初值定理和终值定理114

4.3 拉普拉斯逆变换116

4.3.1 极点为实数且无重根117

4.3.2 极点为复数且无重根118

4.3.3 极点为多重极点119

4.4 连续时间系统的复频域分析121

4.4.1 微分方程的拉普拉斯变换求解121

4.4.2 电路网络的复频域模型分析法124

4.4.3 系统函数（转移函数）128

4.5 系统特性与系统函数的关系130

4.5.1 系统的因果性130

4.5.2 系统的稳定性130

4.5.3 由系统函数H（s）确定频率响应132

4.6 双边拉普拉斯变换134

4.6.1 双边拉普拉斯变换的特性134

4.6.2 系统函数与系统的稳定性135

4.6.3 双边拉普拉斯逆变换135

4.7 MATLAB应用举例137

4.7.1 用MATLAB计算拉普拉斯正反变换137

4.7.2 利用MATLAB实现部分分式展开138

4.7.3 系统的零极点图138

本章关键概念小结140

习题140

上机练习146

第5章 离散时间信号与系统的时域分析147

5.1 离散时间信号与离散系统147

5.1.1 离散时间信号概述147

5.1.2 典型的离散信号148

5.1.3 离散信号的基本运算149

5.1.4 离散系统响应的求解方法151

5.2 离散系统的零输入响应152

5.3 离散系统的单位样值响应154

5.4 离散系统的零状态响应——卷积和156

5.4.1 卷积和156

5.4.2 卷积和的性质157

5.4.3 卷积和的计算158

5.5 离散系统响应的时域分析161

5.6 MATLAB应用举例164

5.6.1 用MATLAB表示离散序列164

5.6.2 离散信号运算的MATLAB实现165

5.6.3 离散系统单位样值响应的求解166

5.6.4 离散系统零状态响应的求解167

本章关键概念小结167

习题168

上机练习171

第6章 离散时间信号与系统的Z域分析172

6.1 离散信号的z变换172

6.1.1 z变换的定义172

6.1.2 z变换的收敛域173

6.1.3 常用离散信号的单边z变换176

6.1.4 z平面与s平面的映射关系177

6.2 z变换的基本性质178

6.2.1 线性特性179

6.2.2 移位特性179

6.2.3 尺度变换特性180

6.2.4 时间翻转特性181

6.2.5 z域微分（时域线性加权）181

6.2.6 卷积定理181

6.2.7 初值定理和终值定理182

6.3 逆z变换184

6.4 离散系统的z域分析186

6.4.1 差分方程的变换解186

6.4.2 系统函数187

6.4.3 离散系统因果性、稳定性与H（z）的关系189

6.4.4 应用双边z变换分析离散系统举例189

6.5 离散系统的频率响应190

6.5.1 序列的傅里叶变换191

6.5.2 离散系统的频率响应191

6.5.3 离散系统的稳态响应192

6.6 MATLAB应用举例194

6.6.1 利用MATLAB计算z变换和逆z变换194

6.6.2 部分分式展开的MATLAB实现195

6.6.3 利用MATLAB求解离散系统的频率响应195

6.6.4 系统函数的零极点196

本章关键概念小结198

习题198

上机练习202

第7章 系统的状态变量分析203

7.1 系统的信号流图203

7.1.1 信号流图203

7.1.2 系统的信号流图模拟207

7.2 系统的状态变量分析209

7.2.1 状态和状态变量209

7.2.2 连续系统的状态方程和输出方程210

7.2.3 连续系统状态方程和输出方程的建立211

7.2.4 连续系统状态方程和输出方程的求解216

7.2.5 离散系统的状态方程和输出方程的建立218

7.2.6 离散系统的状态方程和输出方程的求解219

7.3 MATLAB应用举例220

7.3.1 系统状态方程和输出方程的建立220

7.3.2 系统状态方程的求解222

本章关键概念小结224

习题224

上机练习229

部分习题答案230

附录A 部分分式展开244

A.1 F（s）的D（s）中都是单实根244

A.2 F（s）的D（s）中有重根244

A.3 F（s）的D（s）中有共轭复根245

附录B 卷积积分表246

附录C 常用周期信号的傅里叶系数表247

附录D 常用序列单、双边Z变换对248

附录E 常用信号的傅里叶变换及其频谱图249

参考文献252