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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LTI系统及其描述4

1.3.2 离散时间LTI系统及其描述6

1.4 系统的基本特性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

本章学习指导18

习题20

上机练习20

第2章 连续时间信号与系统的时域分析22

2.1 常用信号及信号的基本运算22

2.1.1 常用信号22

2.1.2 信号的基本运算24

2.2 单位阶跃信号和单位冲激信号27

2.2.1 单位阶跃信号27

2.2.2 单位冲激信号28

2.2.3 冲激信号与阶跃信号的关系29

2.2.4 冲激信号的性质30

2.3 连续系统的零输入响应32

2.4 冲激响应和阶跃响应33

2.5 连续系统的零状态响应——卷积积分35

2.5.1 卷积积分35

2.5.2 卷积积分的图解法37

2.5.3 卷积积分的性质39

2.6 连续系统的时域分析44

2.7 MATLAB应用举例46

2.7.1 连续信号的MATLAB表示46

2.7.2 信号基本运算的MATLAB实现47

2.7.3 利用MATLAB进行系统的时域分析47

本章学习指导50

基本练习题54

综合练习题56

上机练习56

第3章 连续时间信号与系统的频域分析58

3.1 周期信号的傅里叶级数分析58

3.1.1 三角函数形式的傅里叶级数58

3.1.2 指数形式的傅里叶级数60

3.1.3 周期信号频谱的特点64

3.2 非周期信号的傅里叶变换分析64

3.2.1 从傅里叶级数到傅里叶变换64

3.2.2 频谱函数F（jω）的特性66

3.2.3 典型非周期信号的傅里叶变换67

3.3 傅里叶变换的性质70

3.3.1 线性特性70

3.3.2 对称特性（对偶性）71

3.3.3 时移特性72

3.3.4 频移特性73

3.3.5 时频展缩特性74

3.3.6 时域微分特性75

3.3.7 频域微分特性76

3.3.8 时域积分特性76

3.3.9 卷积特性（卷积定理）77

3.3.10 能量定理（帕斯瓦尔定理）79

3.4 周期信号的傅里叶变换81

3.4.1 一般周期信号的傅里叶变换81

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82

3.5 连续时间系统的频域分析84

3.5.1 从时域分析到频域分析84

3.5.2 系统的频率响应85

3.5.3 系统频域分析法举例85

3.6 连续系统频域分析应用举例87

3.6.1 无失真传输系统87

3.6.2 理想低通滤波器88

3.6.3 调制与解调89

3.7 抽样及抽样定理91

3.7.1 信号的抽样91

3.7.2 时域抽样定理93

3.8 MATLAB应用举例95

3.8.1 周期信号的分解与合成95

3.8.2 非周期信号频谱的MATLAB求解97

3.8.3 用MATLAB计算连续系统的频率响应98

本章学习指导99

基本练习题103

综合练习题104

上机练习106

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析107

4.1 拉普拉斯变换107

4.1.1 双边拉普拉斯变换107

4.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域108

4.1.3 单边拉普拉斯变换111

4.1.4 常用信号的拉普拉斯变换111

4.2 单边拉普拉斯变换的性质112

4.2.1 线性特性112

4.2.2 时移特性113

4.2.3 复频移（s域平移）特性114

4.2.4 尺度变换（时-复频展缩）特性114

4.2.5 卷积定理114

4.2.6 微分定理116

4.2.7 积分定理117

4.2.8 初值定理和终值定理119

4.3 拉普拉斯逆变换121

4.3.1 极点为实数且无重根122

4.3.2 极点为复数且无重根123

4.3.3 极点为多重极点124

4.4 连续时间系统的复频域分析126

4.4.1 微分方程的拉普拉斯变换求解126

4.4.2 电路网络的复频域模型分析法129

4.4.3 系统函数（转移函数）133

4.5 系统特性与系统函数的关系135

4.5.1 系统的因果性135

4.5.2 系统的稳定性135

4.5.3 由系统函数H（s）确定频率响应137

4.6 双边拉普拉斯变换139

4.6.1 双边拉普拉斯变换的特性139

4.6.2 系统函数与系统的稳定性140

4.6.3 双边拉普拉斯逆变换140

4.7 MATLAB应用举例142

4.7.1 用MATLAB计算拉普拉斯正反变换142

4.7.2 利用MATLAB实现部分分式展开143

4.7.3 系统的零极点图143

本章学习指导145

基本练习题148

综合练习题151

上机练习152

第5章 离散时间信号与系统的时域分析153

5.1 离散时间信号与离散系统153

5.1.1 离散信号概述153

5.1.2 典型的离散信号154

5.1.3 离散信号的基本运算155

5.1.4 离散系统响应的求解方法157

5.2 离散系统的零输入响应158

5.3 离散系统的单位样值响应159

5.4 离散系统的零状态响应——卷积和161

5.4.1 卷积和161

5.4.2 卷积和的性质163

5.4.3 卷积和的计算164

5.5 离散系统响应的时域分析166

5.6 MATLAB应用举例167

5.6.1 用MATLAB表示离散序列167

5.6.2 离散信号运算的MATLAB实现168

5.6.3 离散系统单位样值响应的求解169

5.6.4 离散系统零状态响应的求解170

本章学习指导171

基本练习题173

综合练习题175

上机练习176

第6章 离散时间信号与系统的z域分析177

6.1 离散信号的z变换177

6.1.1 z变换的定义177

6.1.2 z变换的收敛域178

6.1.3 常用离散信号的单边z变换181

6.1.4 z平面与s平面的映射关系182

6.2 z变换的基本性质183

6.2.1 线性特性184

6.2.2 移位特性184

6.2.3 尺度变换特性185

6.2.4 时间翻转特性186

6.2.5 z域微分（时域线性加权）186

6.2.6 卷积定理186

6.2.7 初值定理和终值定理187

6.3 逆z变换189

6.4 离散系统的z域分析191

6.4.1 差分方程的变换解191

6.4.2 系统函数192

6.4.3 离散系统因果性、稳定性与H（z）的关系194

6.4.4 应用双边z变换分析离散系统举例194

6.5 离散系统的频率响应195

6.5.1 序列的傅里叶变换196

6.5.2 离散系统的频率响应196

6.5.3 离散系统的稳态响应197

6.6 MATLAB应用举例199

6.6.1 利用MATLAB计算z变换和逆z变换199

6.6.2 部分分式展开的MATLAB实现200

6.6.3 利用MATLAB求解离散系统的频率响应200

6.6.4 系统函数的零极点201

本章学习指导203

基本练习题205

综合练习题207

上机练习208

第7章 系统的状态变量分析209

7.1 系统的信号流图209

7.1.1 信号流图209

7.1.2 系统的信号流图模拟213

7.2 系统的状态变量分析215

7.2.1 状态和状态变量215

7.2.2 连续系统的状态方程和输出方程216

7.2.3 连续系统状态方程和输出方程的建立217

7.2.4 连续系统状态方程和输出方程的求解222

7.2.5 离散系统的状态方程和输出方程的建立224

7.2.6 离散系统的状态方程和输出方程的求解225

7.3 MATLAB应用举例226

7.3.1 系统状态方程和输出方程的建立226

7.3.2 系统状态方程的求解228

本章学习指导229

基本练习题231

上机练习234

部分习题答案235

附录A 部分分式展开243

A.1 F（s）的D（s）中都是单实根243

A.2 F（s）的D（s）中有重根243

A.3 F（s）的D（s）中有共轭复根244

附录B 卷积积分表245

附录C 常用周期信号的傅里叶系数表246

附录D 常用序列单、双边z变换对247

附录E 常用信号的傅里叶变换及其频谱图248

附录F 自我检测题及其参考解答251

F.1 自我检测题一251

F.2 自我检测题二253

F.3 自我检测题三255

F.4 参考解答257

参考文献262