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第1章 引言1

第2章 连续时间信号的时域分析5

2.1 信号的分类5

2.2 常用连续时间信号6

2.3 阶跃信号和冲激信号8

2.3.1 单位阶跃信号9

2.3.2 单位冲激信号10

2.3.3 冲激偶信号12

2.4 信号的运算13

2.5 信号的分解17

2.6 MATLAB的操作界面及连续信号的表示19

习题24

第3章 连续时间信号的变换域分析27

3.1 周期信号的频谱分析——傅里叶级数27

3.1.1 三角形式的傅里叶级数27

3.1.2 指数形式的傅里叶级数28

3.1.3 周期信号的频谱及其特点29

3.1.4 波形的对称性与谐波特性的关系32

3.1.5 吉伯斯现象35

3.2 典型周期信号的频谱36

3.2.1 周期矩形脉冲信号36

3.2.2 周期锯齿脉冲信号39

3.2.3 周期三角脉冲信号39

3.2.4 周期半波余弦信号39

3.2.5 周期全波余弦信号40

3.3 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换40

3.3.1 傅里叶变换及傅里叶逆变换40

3.3.2 傅里叶变换的物理意义——频谱和频谱密度函数42

3.4 典型非周期信号的频谱43

3.5 傅里叶变换的基本性质48

3.6 周期信号的傅里叶变换63

3.7 拉普拉斯变换67

3.7.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换67

3.7.2 拉普拉斯变换的收敛域69

3.7.3 典型信号的拉普拉斯变换71

3.8 拉普拉斯变换的基本性质72

3.9 拉普拉斯逆变换81

3.9.1 部分分式展开法81

3.9.2 留数法84

3.10 连续信号的频域与复频域的MATLAB分析86

习题88

第4章 连续时间系统的时域分析95

4.1 系统模型及其分类95

4.2 线性时不变系统及其分析方法概述97

4.2.1 线性时不变系统的基本特性97

4.2.2 线性时不变系统分析方法概述100

4.3 线性时不变系统响应的经典求解101

4.3.1 线性时不变系统的数学模型101

4.3.2 微分方程的经典求解102

4.3.3 初始条件的确定105

4.4 零输入响应与零状态响应108

4.5 冲激响应与阶跃响应111

4.6 系统的卷积积分分析113

4.7 卷积积分的性质118

4.8 用MATLAB对连续时间系统的时域分析121

习题123

第5章 连续时间系统的变换域分析127

5.1 系统响应的拉氏变换求解127

5.1.1 微分方程的拉氏变换求解127

5.1.2 s域的元件模型130

5.2 系统函数与冲激响应135

5.3 零、极点分布与时域响应特性138

5.3.1 零点与极点的概念138

5.3.2 零、极点分布与时域响应特性139

5.3.3 自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应142

5.4 零、极点分布与系统频率响应特性的关系146

5.4.1 频率响应特性的定义146

5.4.2 频响特性的矢量作图法147

5.5 典型系统的频响特性148

5.6 全通系统和最小相位系统155

5.7 系统模拟及信号流图157

5.7.1 系统的框图157

5.7.2 信号流图158

5.7.3 系统模拟161

5.8 系统的稳定性167

5.9 MATLAB在连续系统变换域分析中的应用170

习题172

第6章 傅里叶变换的应用180

6.1 信号的传输与滤波180

6.1.1 无失真传输180

6.1.2 理想滤波器181

6.2 模拟滤波器的基本概念与设计方法186

6.2.1 系统的物理可实现性186

6.2.2 典型模拟低通滤波器的设计方法187

6.2.3 频率变换191

6.3 信号的采样192

6.3.1 信号采样的概念192

6.3.2 采样信号的傅里叶变换193

6.3.3 采样定理195

6.3.4 从采样信号恢复连续信号197

6.4 调制与解调201

6.4.1 调制的概念及分类201

6.4.2 调幅信号的傅里叶变换202

6.4.3 解调的概念206

6.5 MATLAB在信息处理与通信中的应用208

习题211

第7章 离散时间信号的时域与变换域分析215

7.1 离散时间信号——序列215

7.1.1 离散时间信号的表示215

7.1.2 典型序列216

7.1.3 序列的运算219

7.2 序列的z变换221

7.2.1 z变换的定义221

7.2.2 z变换的收敛域222

7.2.3 典型序列的z变换226

7.2.4 s平面到z平面的映射229

7.3 z逆变换231

7.3.1 部分分式展开法232

7.3.2 围线积分法（留数法）234

7.3.3 幂级数展开法（长除法）237

7.4 z变换的基本性质238

7.5 序列的傅里叶变换244

7.6 离散信号时域与变换域分析的MATLAB实现248

习题250

第8章 离散时间系统的时域与变换域分析254

8.1 离散时间系统与差分方程254

8.1.1 线性时不变离散时间系统254

8.1.2 差分方程256

8.2 常系数线性差分方程的求解259

8.2.1 线性常系数差分方程的时域经典法求解259

8.2.2 线性常系数差分方程的零输入响应与零状态响应求解262

8.2.3 线性常系数差分方程的z变换法求解264

8.3 离散系统的单位样值响应和系统函数266

8.3.1 单位样值响应266

8.3.2 线性时不变系统的时域分析——卷积和268

8.3.3 系统函数271

8.3.4 离散系统的零极点分布与时域响应特性的关系272

8.3.5 离散时间系统的因果性和稳定性273

8.4 离散系统的频响特性275

8.4.1 频响特性的定义275

8.4.2 频响特性的几何作图法276

8.5 数字滤波器的一般概念280

8.5.1 数字滤波器原理280

8.5.2 数字滤波器结构282

8.6 应用MATLAB分析离散时间系统285

习题287

第9章 系统的状态变量分析法292

9.1 系统的状态变量和状态方程292

9.2 连续时间系统状态方程的建立295

9.2.1 系统状态方程的直观编写295

9.2.2 系统状态方程的间接编写297

9.3 离散时间系统状态方程的建立301

9.3.1 根据给定系统的差分方程确定状态方程301

9.3.2 根据给定系统的框图或流图建立状态方程302

9.4 连续时间系统状态方程的求解303

9.5 离散时间系统状态方程的求解306

9.6 由状态方程判断系统的稳定性309

9.7 系统的状态变量分析法的MATLAB实现311

习题313

附录A 常用周期信号的傅里叶级数表315

附录B 常用非周期信号的傅里叶变换表317

附录C 几何级数的求值公式表325

附录D 代数方程根的分布的判别法326

D.1 劳斯准则326

D.2 朱里准则327

习题答案329

参考文献345