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第1章 导论1

1.1 历史的回顾1

1.2 信号的概念4

1.2.1 信号及其分类4

1.2.2 信号分析与处理8

1.3 系统的概念9

1.3.1 系统及其分类9

1.3.2 系统分析16

1.4 应用领域17

小结18

习题18

第2章 连续时间信号20

2.1 常用的基本信号20

2.2 信号的简单处理24

2.3 单位冲激函数27

2.4 MATLAB方法实现信号波形34

扩展与启迪：规律崇简36

小结37

习题37

第3章 连续系统的时域分析40

3.1 线性时不变系统描述及其响应40

3.1.1 系统的微分方程40

3.1.2 零输入响应与零状态响应43

3.2 阶跃响应与冲激响应49

3.2.1 阶跃响应49

3.2.2 冲激响应51

3.2.3 利用转移算子求冲激响应53

3.3 卷积及其应用58

3.3.1 卷积的概念与性质58

3.3.2 系统的卷积分析法61

3.3.3 卷积的计算：图形扫描法65

3.4 特征函数及其应用68

3.5 MATLAB方法用于时域分析75

扩展与启迪：系统方法之妙78

小结79

习题80

第4章 信号与系统的频域分析84

4.1 周期信号的分解与合成84

4.1.1 周期信号的三角级数表示84

4.1.2 周期信号的复指数级数表示89

4.2 周期信号的频谱94

4.2.1 周期信号频谱的特点94

4.2.2 双边频谱与信号的带宽95

4.3 非周期信号的频谱101

4.3.1 傅里叶变换101

4.3.2 常用非周期信号的频谱103

4.3.3 帕塞瓦尔定理108

4.4 傅里叶变换的性质与应用110

4.4.1 线性性质110

4.4.2 脉冲展缩与频带变化110

4.4.3 信号的延时与相位移动112

4.4.4 信号的调制与频谱搬移114

4.4.5 时-频对称性117

4.4.6 卷积定理119

4.4.7 时域微分特性120

4.4.8 时域积分特性121

4.5 周期信号的傅里叶变换124

4.6 系统的频域分析128

4.6.1 系统函数与不失真传输128

4.6.2 信号通过理想滤波器133

4.7 取样定理及其应用137

4.7.1 取样信号137

4.7.2 取样定理139

4.8 频域分析用于通信系统145

4.8.1 信号的调制与解调145

4.8.2 正弦调幅与频分复用147

4.8.3 脉冲调幅与时分复用150

4.9 MATLAB方法用于频域分析152

扩展与启迪：对称之美157

小结158

习题159

第5章 连续系统的复频域分析165

5.1 拉普拉斯变换166

5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换166

5.1.2 常用信号的拉普拉斯变换168

5.2 拉普拉斯变换的性质171

5.2.1 线性性质171

5.2.2 延时特性171

5.2.3 复频移特性174

5.2.4 微分定理174

5.2.5 积分定理176

5.2.6 卷积定理177

5.3 拉普拉斯反变换180

5.4 系统的s域分析186

5.4.1 微分方程的拉普拉斯变换解法186

5.4.2 电路的s域模型188

5.5 MATLAB方法用于复频域分析194

5.5.1 部分分式展开194

5.5.2 拉普拉斯变换与反变换195

扩展与启迪：数学方法的魅力196

小结197

习题198

第6章 系统函数与零、极点分析203

6.1 系统函数与系统模拟203

6.1.1 再论系统函数203

6.1.2 系统的方框图表示与模拟208

6.2 系统函数的零、极点212

6.2.1 H（s）的零、极点212

6.2.2 H（s）的零、极点分布与时域特性的关系214

6.2.3 H（s）的零、极点分布与频域特性的关系217

6.3 线性系统的稳定性221

6.3.1 系统稳定的概念221

6.3.2 稳定性判据224

6.4 s域分析应用于控制系统225

6.4.1 开环与闭环控制225

6.4.2 系统阶跃响应的动态指标230

6.5 MATLAB方法用于系统函数分析232

扩展与启迪：善用模拟236

小结237

习题238

第7章 离散系统的时域分析242

7.1 离散时间信号242

7.1.1 离散信号的概念与表示242

7.1.2 离散信号的基本运算246

7.2 离散时间系统249

7.2.1 差分方程249

7.2.2 离散系统的时域模拟251

7.2.3 系统的零输入响应252

7.3 卷积和及其应用256

7.3.1 离散信号的分解与卷积和256

7.3.2 离散系统的零状态响应260

7.4 反演卷积和264

7.5 MATLAB方法用于离散系统时域分析265

扩展与启迪：连续与离散268

小结268

习题269

第8章 离散系统的z域分析271

8.1 z变换271

8.1.1 z变换的定义271

8.1.2 典型序列的z变换273

8.2 z反变换276

8.2.1 幂级数展开法（长除法）276

8.2.2 部分分式展开法277

8.3 z变换的主要性质281

8.3.1 线性性质281

8.3.2 移位特性282

8.3.3 尺度变换284

8.3.4 卷和定理284

8.4 离散系统的z域分析287

8.4.1 差分方程的z变换解287

8.4.2 系统函数H（z）290

8.4.3 离散系统的z域模拟293

8.5 系统的零、极点与稳定性296

8.5.1 H（z）的零、极点分布与h（n）的关系296

8.5.2 离散系统的稳定性298

8.6 数字信号处理303

8.6.1 离散系统的频率特性303

8.6.2 数字信号处理的概念307

8.7 离散时间信号的频谱（DTFT）310

8.8 MATLAB方法用于z域分析313

8.8.1 离散信号的z变换、反变换及零、极点分析313

8.8.2 离散时间傅里叶变换（DTFT）315

8.8.3 低通FIR数字滤波器设计316

扩展与启迪：移植而旁通317

小结318

习题319

第9章 连续与离散系统的状态变量分析323

9.1 线性系统的状态方程324

9.1.1 状态变量与状态方程324

9.1.2 动态方程的一般形式328

9.2 状态方程的解331

9.2.1 状态方程的时域求解331

9.2.2 状态方程的s域求解332

9.3 非线性系统的状态方程337

9.4 离散系统的状态变量分析340

9.4.1 离散系统的状态方程340

9.4.2 离散状态方程的时域求解341

9.4.3 状态方程的z域求解342

9.5 MATLAB方法用于状态变量分析344

9.5.1 状态方程的解344

9.5.2 系统函数矩阵的计算348

扩展与启迪：非线性与复杂性349

小结351

习题352

全书总结355

附录A 有理函数的部分分式展开法359

附录B 常用周期信号的傅里叶级数表362

附录C 常用非周期信号的傅里叶变换表364

附录D 波特图367

附录E 罗斯-霍尔维茨稳定性判据373

部分习题答案378

索引387

参考文献391