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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