內容簡介

　　《信號與係統（第2版）》是2008年齣版的《信號與係統》(清華大學齣版社)的修訂版。本書與第1版的結構和層次大體相同，但章節和內容有較大幅度更新，以適應當代信息技術發展和本科教學需要。
　　全書共分9章，內容包括信號與係統的基本概念、連續係統的時域分析、連續係統的頻域分析、連續係統的復頻域分析、連續係統的模擬與硬件實現、離散係統的時域分析、離散係統的z域分析與模擬、狀態空間分析法和信號與係統分析的MATLAB仿真。書中共有27個MATLAB仿真例子，每個例子均有MATLAB源程序和輸齣結果(波形、數據等)。這些例子以信息技術和控製工程為背景，可以作為本課程的實驗項目。
　　《信號與係統（第2版）》突齣基本內容和概念，突齣工程應用，“軟”、“硬”結閤，實現對信號處理和係統分析。每章均有內容提要、大量例題及小結和習題。書末提供瞭部分習題參考答案，便於教學與自學。
　　《信號與係統（第2版）》可作為本科、高職高專電子類、通信類、計算機類、自動控製類各專業《信號與係統》課程的教材，也可供廣大工程技術人員參考。

目錄

第1章　信號與係統的基本概念

1.1引言

1.2信號的基本概念

1.2.1信號的定義及分類

1.2.2常用連續時間信號

1.2.3衝激信號及其性質

1.2.4信號的時域變換與運算

1.3係統的基本概念

1.3.1係統的分類與描述

1.3.2係統的基本結構

1.3.3綫性係統的性質

1.4信號與係統分析概要

1.4.1信號分析

1.4.2係統分析

本章小結

習題1

第2章　連續係統的時域分析

2.1引言

2.2係統的微分方程描述及其算子錶示

2.2.1係統的微分方程描述

2.2.2係統微分方程的算子錶示

2.2.3係統的傳輸算子

2.3係統的零輸入響應

2.3.1一階、二階係統的零輸入響應

2.3.2高階係統的零輸入響應

2.4係統的零狀態響應與完全響應

2.5係統的衝激響應與階躍響應

2.5.1係統的衝激響應

2.5.2係統的階躍響應

2.5.3係統的動態性能

2.6捲積及其應用

2.6.1捲積的概念及其性質

2.6.2捲積的計算

2.7係統零狀態響應的捲積積分計算法

本章小結

習題2

第3章　連續係統的頻域分析

3.1引言

3.2正交函數的概念

3.2.1函數的正交定義

3.2.2函數的正交集

3.3周期信號的分解——傅裏葉級數

3.3.1周期信號的三角函數形式的傅裏葉級數

3.3.2周期信號的指數函數形式的傅裏葉級數

3.3.3傅裏葉級數的性質

3.4周期信號的頻譜

3.4.1周期信號的頻譜特點

3.4.2周期信號的頻帶寬度

3.5非周期信號的分解——傅裏葉變換

3.5.1傅裏葉變換

3.5.2常用非周期信號的傅裏葉變換

3.6傅裏葉變換的性質與應用

3.6.1綫性特性

3.6.2尺度變換與頻譜展縮

3.6.3信號的時移與頻譜的相位移

3.6.4調製與頻譜搬移

3.6.5捲積定理及其應用

3.6.6時域微積分特性

3.6.7頻域微分特性

3.7信號的功率譜與能量譜

3.7.1信號的功率譜

3.7.2信號的能量譜

3.8采樣信號與采樣定理
3.8.1采樣信號

3.8.2采樣定理

3.9連續係統的頻域分析應用舉例

3.9.1連續係統函數

3.9.2無失真傳輸係統

3.9.3濾波器

3.9.4調製與解調

本章小結

習題3

第4章　連續係統的復頻域分析

4.1引言

4.2拉普拉斯變換

4.2.1拉普拉斯變換的定義

4.2.2常用信號的拉普拉斯變換

4.3拉普拉斯變換的性質

4.3.1延時特性

4.3.2復頻移特性

4.3.3微分定理

4.3.4積分定理

4.3.5捲積定理

4.3.6始值定理與終值定理

4.4拉氏反變換——部分分式展開法

4.5係統的復頻域分析

4.5.1係統函數H(s)

4.5.2利用單邊拉普拉斯變換分析係統

4.5.3電路的復頻域分析

4.6係統函數H(s)的零、極點分析

4.6.1係統函數H(s)的零、極點

4.6.2係統函數H(s)的零、極點分布與時域特性的關係

4.6.3係統函數H(s)的零、極點分布與頻域特性的關係

4.7連續係統穩定性分析

4.7.1連續係統穩定性準則

4.7.2連續係統穩定性判定方法

4.7.3係統的穩態誤差

4.7.4應用舉例

本章小結

習題4

第5章　 連續係統的模擬與硬件實現

5.1引言

5.2連續係統的圖形錶示法

5.2.1三種基本器件

5.2.2連續係統的方框圖錶示法

5.2.3連續係統的信號流圖錶示法

5.2.4梅森公式

5.3連續係統的模擬方法

5.3.1連續係統模擬的基本方法

5.3.2連續係統模擬結構的形式

*5.4連續係統的有源RC電路實現

5.4.1有源RC積分器

5.4.2有源RC加法器

5.4.3有源RC雙二階電路

本章小結

習題5

第6章　離散係統的時域分析

6.1引言

6.2離散時間信號

6.2.1離散時間信號的描述

6.2.2常用的離散時間信號

6.2.3離散時間信號的基本運算

6.3離散時間係統及其差分方程描述

6.3.1離散時間係統

6.3.2離散時間係統的差分方程描述

6.4離散係統的時域經典分析

6.4.1離散係統的零輸入響應

6.4.2用捲積和求離散係統的零狀態響應

6.4.3離散係統的單位脈衝響應

6.4.4離散係統的全響應

6.5離散係統的算子分析

6.5.1離散係統的算子傳輸函數H(E)

6.5.2用算子法分析離散係統

本章小結

習題6

第7章　離散係統的z域分析與模擬

7.1引言

7.2z變換

7.2.1z變換的定義

7.2.2常用序列的z變換

7.3z變換的性質

7.3.1z變換的綫性性質

7.3.2z變換的位移性質

7.3.3z變換的尺度性質

7.3.4捲和定理

7.3.5z域微分性質

7.3.6始值定理

7.3.7終值定理

7.4z變換的計算

7.4.1z正變換的計算

7.4.2z反變換的計算

7.5離散係統的z域分析

7.5.1離散係統的傳輸函數H(z)與單位衝激響應

7.5.2用z變換求解差分方程

7.6離散係統的穩定性

7.6.1z變換與拉普拉斯變換的關係

7.6.2離散係統的穩定性判定

7.7離散係統的頻率特性

7.7.1離散信號的傅裏葉變換

7.7.2離散係統的頻譜特性

7.8離散係統的z域模擬

7.8.1三種基本器件

7.8.2離散係統的圖形錶示法

7.8.3由連續係統函數H（s）設計離散係統函數H（z）的基本方法

7.9數字信號處理基礎

7.9.1數字信號處理的概念

7.9.2數字信號處理的硬件係統

7.9.3數字信號處理器概述
本章小結

習題7

第8章　狀態空間分析法

8.1引言

8.2係統的狀態空間描述

8.2.1狀態空間描述的基本概念

8.2.2動態係統的狀態空間錶達式

8.3連續係統狀態方程和輸齣方程的建立

8.3.1由微分方程建立狀態空間錶達式

8.3.2由傳遞函數建立狀態空間錶達式

8.3.3由信號流程圖建立狀態空間錶達式

8.3.4由電路原理建立狀態空間錶達式

8.3.5由狀態空間錶達式求傳遞函數矩陣G(s)

8.4離散係統的狀態空間描述

8.4.1由差分方程建立狀態空間錶達式

8.4.2由信號流圖建立狀態空間錶達式

8.5連續係統狀態空間方程的時域求解

8.5.1連續係統狀態方程的時域解

8.5.2連續係統輸齣方程的時域解

8.6離散係統狀態空間方程的z域解

8.6.1離散係統狀態方程的z域解

8.6.2離散係統輸齣方程的z域解

8.7綫性係統的能控性和能觀性

8.7.1概述

8.7.2綫性連續係統的能控性

8.7.3綫性定常離散係統的能控性

8.7.4綫性連續係統的能觀測性

8.7.5綫性定常離散係統的能觀測性

8.7.6對偶原理

本章小結

習題8

*第9章　信號與係統分析的MATLAB仿真

9.1基本信號及信號運算的MATLAB仿真

9.2連續係統時域分析的MATLAB仿真

9.3連續係統頻域分析的MATLAB仿真

9.4連續係統復頻域分析的MATLAB仿真

9.5離散係統時域分析的MATLAB仿真

9.6離散係統z域分析的MATLAB仿真

9.7狀態空間分析的MATLAB仿真

部分習題參考答案

參考文獻

前言/序言

　　第2版前言
　　2008年齣版《信號與係統》至今已有6年，第1版的基本內容仍在應用。為瞭適應當代信息技術發展和教學需要，本版的內容有較大幅度更新，主要更新內容有： 係統的動態性能，係統的穩態誤差，信號的功率譜與能量譜，狀態空間分析法及MATLAB軟件仿真，每章增加瞭大量例題和習題。本版在結構上也有變更，例如“衝激信號及其性質”放在第1章的“信號的基本概念”這一節中； “離散係統的模擬”沒有獨立成章，而是放在“離散係統的z域分析與模擬”(第7章) 中，這是因為離散係統的模擬與前麵介紹的連續係統模擬類同，沒有必要獨立成章； 第1版每章的MATLAB軟件仿真例子在本版中都集中放在最後的第9章，在內容上也有更新。這樣做，主要是為瞭應用方便。
　　本書是根據高等學校理工科教學指導委員會製定的“信號與係統”課程教學基本要求，並結閤參編本教材學校的教師多年的實際教學經驗、教研教改成果編寫而成的。
　　全書共有9章，第1章介紹瞭信號與係統的基本概念，重點討論瞭常用信號及信號基本運算。第2～4章分彆討論瞭連續係統的時域分析、頻域分析和復頻域分析。在連續係統的時域分析中，重點討論瞭衝激響應、捲積積分和用算子法求係統的響應。在連續係統的頻域分析中，重點討論瞭信號與係統的頻率特性及工程應用。在連續係統的復頻域分析中，重點討論瞭係統分析及係統穩定性判定。第5章討論瞭連續係統的模擬與硬件實現，重點討論瞭連續係統的模擬和有源RC電路實現。第6章和第7章分彆討論瞭離散係統的時域分析和z域分析與模擬。在離散係統的時域分析中，重點討論瞭離散信號和差分方程的求解方法。在離散係統的z域分析中，重點討論瞭離散係統的z域分析和離散係統的頻率特性，還討論瞭離散係統模擬與硬件實現，重點討論瞭離散係統的模擬和數字信號處理硬件係統。第8章討論瞭狀態空間分析法，重點討論瞭係統的狀態空間描述、連續係統狀態方程與輸齣方程的建立、離散係統的狀態空間描述、連續係統狀態空間方程的時域求解、離散係統狀態空間方程的z域解及綫性係統的能控性和能觀性等內容。第9章為信號與係統分析的MATLAB仿真，每章的重點內容均用MATLAB軟件仿真，共有27個例子，每個例子均有MATLAB源程序和輸齣結果（波形、數據等）。這些例子均可以作為本課程的實驗項目。這樣有助於學生加強理論知識的理解，提高實際動手能力和創新意識，便於學生瞭解實訓項目的程序和上機操作，也給任課教師提供瞭方便。
　　本書突齣基本內容和概念，避免繁雜的數學證明和枝節問題討論。書中有大量的例題，通俗易懂，突齣工程應用，“軟”、“硬”結閤，實現對信號處理和係統分析。本書加強瞭係統模擬與硬件實現內容，有利於係統在工程中的實現。書中每章前麵都有“內容提要”，後麵有小結和習題。書末提供瞭部分習題參考答案，便於教學與自學。
　　本書還編入瞭少量加深、拓寬的內容，以“*”號標示，以便教師根據實際情況和針對不同專業的需要選用。除標有“*”號的內容外，教學時數為60學時左右。
　　本書由湖南工學院曹纔開教授擔任總策劃和統稿工作。參加本書編寫工作的有： 曹纔開（第1～4章，部分習題參考答案）、
　　湖南工學院曹帥
　　（第5章和第6章）、湖南工學院湯群芳（第7章和第8章）、賈雅瓊（第9章），湖南工學院李旭華、俞斌、馮國珍參加本書資料的收集、文字校對等工作。
　　在本書的編寫過程中，得到瞭湖南省高校電子技術教學研究會的大力支持，謹緻以衷心的感謝。
　　由於編者水平有限，書中的缺漏在所難免，敬請讀者批評、指正。
　　編者
　　2014年1月