内容简介

本教材以"易学易教和强化培养学生的工程能力和创新能力”为出发点，详细介绍了信号分析与系统分析的基本概念、基本理论和基本方法，以及MATLAB在本课程中的典型应用。全书内容包括：绪论、连续时间信号与系统的时域分析、连续时间信号与系统的频域分析、连续时间信号与系统的复频域分析、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的z域分析、系统的状态变量分析及附录。各章配备了学习指导、MATLAB的应用、丰富的习题和上机练习。附录中还精心设置了3套自我检测题供读者学完本书后检查学习效果。

作者简介

徐亚宁，桂林电子科技大学信息与通信工程学院，教授，付院长，主持广西省精品课程《信号与系统》，并获得全国电子信息类优秀教材一等奖

目录

第1章绪论

1��1信号与系统

1��2信号的描述与分类

1��3系统的描述与分类

1��3��1连续时间LTI系统及其描述

1��3��2离散时间LTI系统及其描述

1��4系统的基本特性

1��5信号与系统分析方法概述

1��6MATLAB 基本知识

1��6��1MATLAB简介

1��6��2MATLAB快速入门

本章学习指导

习题

上机练习

第2章连续时间信号与系统的时域分析

2��1常用信号及信号的基本运算

2��1��1常用信号

2��1��2信号的基本运算

2��2单位阶跃信号和单位冲激信号

2��2��1单位阶跃信号

2��2��2单位冲激信号

2��2��3冲激信号与阶跃信号的关系

2��2��4冲激信号的性质

2��3连续系统的零输入响应

2��4冲激响应和阶跃响应

2��5连续系统的零状态响应——卷积积分

2��5��1卷积积分

2��5��2卷积积分的图解法

2��5��3卷积积分的性质

2��6连续系统的时域分析

2��7MATLAB应用举例

2��7��1连续信号的MATLAB表示

2��7��2信号基本运算的 MATLAB实现

2��7��3利用MATLAB进行系统的时域分析

本章学习指导

基本练习题

综合练习题

上机练习

第3章连续时间信号与系统的频域分析

3��1周期信号的傅里叶级数分析

3��1��1三角函数形式的傅里叶级数

3��1��2指数形式的傅里叶级数

3��1��3周期信号频谱的特点

3��2非周期信号的傅里叶变换分析

3��2��1从傅里叶级数到傅里叶变换

3��2��2频谱函数F(jω)的特性

3��2��3典型非周期信号的傅里叶变换

3��3傅里叶变换的性质

3��3��1线性特性

3��3��2对称特性(对偶性)

3��3��3时移特性

3��3��4频移特性

3��3��5时频展缩特性

3��3��6时域微分特性

3��3��7频域微分特性

3��3��8时域积分特性

3��3��9卷积特性(卷积定理)

3��3��10能量定理（帕斯瓦尔定理）

3��4周期信号的傅里叶变换

3��4��1一般周期信号的傅里叶变换

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

3��5连续时间系统的频域分析

3��5��1从时域分析到频域分析

3��5��2系统的频率响应

3��5��3系统频域分析法举例

3��6连续系统频域分析应用举例

3��6��1无失真传输系统

3��6��2理想低通滤波器

3��6��3调制与解调

3��7抽样及抽样定理

3��7��1信号的抽样

3��7��2时域抽样定理

3��8MATLAB应用举例

3��8��1周期信号的分解与合成

3��8��2非周期信号频谱的MATLAB求解

3��8��3用MATLAB计算连续系统的频率响应

本章学习指导

基本练习题

综合练习题

上机练习

第4章连续时间信号与系统的复频域分析

4��1拉普拉斯变换

4��1��1双边拉普拉斯变换

4��1��2双边拉普拉斯变换的收敛域

4��1��3单边拉普拉斯变换

4��1��4常用信号的拉普拉斯变换

4��2单边拉普拉斯变换的性质

4��2��1线性特性

4��2��2时移特性

4��2��3复频移(s域平移)特性

4��2��4尺度变换(时-复频展缩)特性

4��2��5卷积定理

4��2��6微分定理

4��2��7积分定理

4��2��8初值定理和终值定理

4��3拉普拉斯逆变换

4��3��1极点为实数且无重根

4��3��2极点为复数且无重根

4��3��3极点为多重极点

4��4连续时间系统的复频域分析

4��4��1微分方程的拉普拉斯变换求解

4��4��2电路网络的复频域模型分析法

4��4��3系统函数(转移函数)

4��5系统特性与系统函数的关系

4��5��1系统的因果性

4��5��2系统的稳定性

4��5��3由系统函数H(s)确定频率响应

4��6双边拉普拉斯变换

4��6��1双边拉普拉斯变换的特性

4��6��2系统函数与系统的稳定性

4��6��3双边拉普拉斯逆变换

4��7MATLAB应用举例

4��7��1用MATLAB计算拉普拉斯正反变换

4��7��2利用MATLAB实现部分分式展开

4��7��3系统的零极点图

本章学习指导

基本练习题

综合练习题

上机练习

第5章离散时间信号与系统的时域分析

5��1离散时间信号与离散系统

5��1��1离散信号概述

5��1��2典型的离散信号

5��1��3离散信号的基本运算

5��1��4离散系统响应的求解方法

5��2离散系统的零输入响应

5��3离散系统的单位样值响应

5��4离散系统的零状态响应——卷积和

5��4��1卷积和

5��4��2卷积和的性质

5��4��3卷积和的计算

5��5离散系统响应的时域分析

5��6MATLAB应用举例

5��6��1用MATLAB表示离散序列

5��6��2离散信号运算的MATLAB实现

5��6��3离散系统单位样值响应的求解

5��6��4离散系统零状态响应的求解

本章学习指导

基本练习题

综合练习题

上机练习

第6章离散时间信号与系统的z域分析

6��1离散信号的z变换

6��1��1z变换的定义

6��1��2z变换的收敛域

6��1��3常用离散信号的单边z变换

6��1��4z平面与s平面的映射关系

6��2z变换的基本性质

6��2��1线性特性

6��2��2移位特性

6��2��3尺度变换特性

6��2��4时间翻转特性

6��2��5z域微分(时域线性加权)

6��2��6卷积定理

6��2��7初值定理和终值定理

6��3逆z变换

6��4离散系统的z域分析

6��4��1差分方程的变换解

6��4��2系统函数

6��4��3离散系统因果性、稳定性与H(z)的关系

6��4��4应用双边z变换分析离散系统举例

6��5离散系统的频率响应

6��5��1序列的傅里叶变换

6��5��2离散系统的频率响应

6��5��3离散系统的稳态响应

6��6MATLAB 应用举例

6��6��1利用MATLAB 计算z变换和逆z变换

6��6��2部分分式展开的MATLAB实现

6��6��3利用MATLAB求解离散系统的频率响应

6��6��4系统函数的零极点

本章学习指导

基本练习题

综合练习题

上机练习

第7章系统的状态变量分析

7��1系统的信号流图

7��1��1信号流图

7��1��2系统的信号流图模拟

7��2系统的状态变量分析

7��2��1状态和状态变量

7��2��2连续系统的状态方程和输出方程

7��2��3连续系统状态方程和输出方程的建立

7��2��4连续系统状态方程和输出方程的求解

7��2��5离散系统的状态方程和输出方程的建立

7��2��6离散系统的状态方程和输出方程的求解

7��3MATLAB应用举例

7��3��1系统状态方程和输出方程的建立

7��3��2系统状态方程的求解

本章学习指导

基本练习题

上机练习

部分习题答案

附录A部分分式展开

A��1F(s)的D(s)中都是单实根

A��2F(s)的D(s)中有重根

A��3F(s)的D(s)中有共轭复根

附录B卷积积分表

附录C常用周期信号的傅里叶系数表

附录D常用序列单、 双边z变换对

附录E常用信号的傅里叶变换及其频谱图

附录F自我检测题及其参考解答

F��1自我检测题一

F��2自我检测题二

F��3自我检测题三

F��4参考解答

参考文献

前言/序言

第4版前言

本书第1~3版分别于2003年、2007年和2011年出版，教学使用效果良好，并先后2次获得广西区高校优秀教材一等奖。

这次的第4版，是在广泛收集校内外广大师生的反馈意见基础上，结合作者多年的教学体会，在保持前3版教材特色和优点的基础上进一步修订完成的。

全书共7章，第1章介绍有关信号、系统以及信号与系统分析的基本概念、基本知识；第2章讨论连续信号与系统的时域分析方法；第3、4章讨论连续信号与系统的两种变换域分析方法：频域分析和复频域分析；第5、6章讨论离散信号和系统的时域分析和z域分析；第7章介绍系统的信号流图和状态变量分析方法。

与前3版相比，在保持基本内容与结构不变的基础上，第4版具有以下特点：

（1） 内容更加精炼，表述更加通俗易懂。结合广大师生的反馈意见和多年的教学经验，对部分内容进行了重新编写，对部分内容做了重新表述，在保持内容严谨的同时增加易读性。

（2） 例题选取和习题的编排更有针对性。调整了部分例题，突出例题的“典型、易懂”；对每章后的习题重新进行了编排、增减，各章习题分为“基础题”和“综合题”两部分，与每章中的基本知识点和综合运用相对应。大部分习题在书后附有答案。

（3） 更加便于读者学习。每章内容结束后，编写了“本章学习指导”，用来概括本章学习的主要内容，并附有典型例题详解；另外，附录F精心编写了3套涵盖全书内容的自我检测题（附有解答），便于读者检查学习效果。

（4） MATLAB内容更加全面、与时俱进。以MATLAB R2010a 为基础重新编写了“MATLAB基础知识”一节，内容选取紧跟MATLAB发展，组织和叙述上使读者对MATLAB了解更全面，入门更容易，为后面章节的应用打好基础。同时，书中所有的MATLAB程序都重新经过运行，MATLAB例题和上机实验的选取更注重帮助读者在课后进一步理解相关理论知识，掌握计算机仿真的基本方法，了解相关理论在工程中的应用。

本书内容上可以分成3个模块：第1~4章为“连续信号与系统分析”模块；第5~6章为“离散信号与系统分析”模块，第7章则是相对独立的模块。本书参考学时数为40~72学时（不含MATLAB部分），不同的专业可根据需要对课程内容进行取舍和组合。例如：40学时可以讲授第1~4章和第7章的信号流图内容；56学时以上可以讲授本书所有内容。

本书由桂林电子科技大学徐亚宁、苏启常编著。其中，第1、2、3、7章由徐亚宁编写；第4~6章、有关MATLAB的所有内容和上机练习以及自测题由苏启常编写。

限于作者的水平，书中难免有不妥或错漏之处，恳请读者批评指正。

Email:xuyaning @guet.edu.cnsuqch@guet.edu.cn