與國內(nèi)經(jīng)典教材鄭君里所編寫的信號(hào)與系統(tǒng)比較，改進(jìn)方面如下：1、剔除下冊(cè)中包含的濾波器設(shè)計(jì)、FFT等應(yīng)屬于數(shù)字信號(hào)處理課程的內(nèi)容；2、增加MATLAB仿真內(nèi)容和MATLAB仿真類的習(xí)題，促進(jìn)學(xué)生的理解。3、增加一些與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)例。與國內(nèi)經(jīng)典教材比較，剔除過多超綱內(nèi)容；增加MATLAB仿真內(nèi)容和MATLAB仿真類的習(xí)題，可促進(jìn)學(xué)生的理解；增加了與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)例，促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。
與國內(nèi)經(jīng)典教材比較，剔除過多超綱內(nèi)容；增加MATLAB仿真內(nèi)容和MATLAB仿真類的習(xí)題，可促進(jìn)學(xué)生的理解；增加了與工程實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)例，促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。
信號(hào)與系統(tǒng)是信號(hào)與線性系統(tǒng)分析的簡稱�！靶盘�(hào)與系統(tǒng)”是高等院校電子信息工程、電氣工程與自動(dòng)化控制、通信工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程涵蓋的基本概念、基本理論和分析方法已經(jīng)滲透電子信息、通信工程、電子電路、系統(tǒng)分析、集成電路、生物醫(yī)學(xué)工程、應(yīng)用物理學(xué)、電磁場(chǎng)、微波技術(shù)、航空工程、環(huán)境工程等諸多電類和非電類的工程領(lǐng)域。信號(hào)與系統(tǒng)問題在現(xiàn)代自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用無處不在，為順應(yīng)信息科學(xué)與技術(shù)的迅速發(fā)展，作為信號(hào)與系統(tǒng)的處理和分析技術(shù)的基礎(chǔ)理論課程，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程應(yīng)和時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)相一致。本教材主要面向本科生，學(xué)生應(yīng)熟練地掌握本課程所講述的基本理論、基本概念和基本分析方法，并能夠?qū)π盘?hào)與系統(tǒng)進(jìn)行分析、變換和求解，掌握時(shí)域和頻域分析與求解方法。本教材在編寫過程中側(cè)重學(xué)生能力的培養(yǎng)，注重實(shí)用性和實(shí)踐性，突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化應(yīng)用環(huán)境的設(shè)計(jì)。通過“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”、“問題引入”、“實(shí)踐操作”等形式，將理論引入實(shí)踐，便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。本教材重難點(diǎn)突出、層次分明、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容豐富，能夠?qū)⑤^難的數(shù)學(xué)概念和理論充分應(yīng)用到電路系統(tǒng)中解決信號(hào)與系統(tǒng)問題，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)學(xué)理論、物理概念和電路系統(tǒng)分析的完美結(jié)合。本教材注重實(shí)例分析，精心編寫了大量例題和習(xí)題供學(xué)生學(xué)習(xí)和練習(xí)，例題對(duì)該章節(jié)知識(shí)有效解讀，習(xí)題對(duì)章節(jié)內(nèi)容有效補(bǔ)充，從而培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。為培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才，編寫教材時(shí)，在結(jié)構(gòu)上力求簡明，在內(nèi)容上力求豐富，章節(jié)既要有一定的邏輯連貫性，又要有一定的獨(dú)立性，從而適應(yīng)不同的教學(xué)需求。為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，在大部分章節(jié)中加入了MATLAB仿真分析，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)將分析問題和解決問題程序化、智能化。本教材可作為高等院校電子信息工程、電氣工程與自動(dòng)化控制、通信工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教材,也可供從事相關(guān)專業(yè)的科技工作者參考。本教材由來自兩所院校且具有多年“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師分工合作完成,從時(shí)域和變換域兩個(gè)方面論述了信號(hào)與系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法，敘述方式從易到難，即從信號(hào)分析到系統(tǒng)分析，包括信號(hào)與系統(tǒng)的概念、連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析、連續(xù)信號(hào)的頻域分析、連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、離散系統(tǒng)的時(shí)域分析、離散系統(tǒng)的z變換分析、系統(tǒng)函數(shù)和系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析及信號(hào)與系統(tǒng)分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)。其中，第1章和第7章由趙娟老師編寫，第2章和第3章由喻劍平老師編寫，第4章、第5章和第6章由肖寧老師編寫，第8章由高正明老師編寫。整本教材由趙娟老師統(tǒng)一整理成冊(cè)，并由田原教授校稿。由于編寫時(shí)間倉促，編者水平有限，書中難免有不妥或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者評(píng)批指正。編者
2017年7月
陳義平，男，副教授，黑龍江科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)教師，多年來一直講授信號(hào)與系統(tǒng)等主干課程，獲省高教學(xué)會(huì)三等獎(jiǎng)2次。從事大學(xué)生素質(zhì)教育與科技活動(dòng)的組織和指導(dǎo)工作，榮獲黑龍江省知識(shí)產(chǎn)權(quán)杯優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)等稱號(hào)，指導(dǎo)學(xué)生獲全國大學(xué)生電子大賽二等獎(jiǎng)1次，省一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)20余次，指導(dǎo)學(xué)生參加“畢昇杯”、“ICAN”等電子類科技競賽獲全國一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)及賽區(qū)獎(jiǎng)10余次。主持橫縱向科研課題4項(xiàng)，發(fā)表論文十余篇。
第1章緒論1
1.1信號(hào)的描述與分類2
1.1.1信號(hào)的定義與描述2
1.1.2信號(hào)的分類和特性3
1.2系統(tǒng)的模型及分類10
1.2.1系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型11
1.2.2系統(tǒng)的連接13
1.2.3系統(tǒng)的分類15
1.2.4系統(tǒng)的特性17
1.3信號(hào)與系統(tǒng)分析方法概述21
1.3.1信號(hào)與系統(tǒng)分析方法22
1.3.2信號(hào)與系統(tǒng)理論的應(yīng)用23
習(xí)題24
第2章連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析26
2.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域描述26
2.1.1典型信號(hào)26
2.1.2奇異信號(hào)29
2.2連續(xù)時(shí)間信號(hào)的基本運(yùn)算35
2.2.1連續(xù)信號(hào)的尺度變換、反轉(zhuǎn)與平移36
2.2.2連續(xù)信號(hào)的相加、相乘、微分與積分37
2.3連續(xù)確定信號(hào)的時(shí)域分解38
2.3.1連續(xù)信號(hào)分解為直流分量與交流分量38
2.3.2連續(xù)信號(hào)分解為奇分量與偶分量38
2.3.3連續(xù)信號(hào)分解為實(shí)部分量與虛部分量38
2.3.4連續(xù)信號(hào)分解為沖激信號(hào)的線性組合39
2.3.5連續(xù)信號(hào)分解為正交信號(hào)集40
2.4連續(xù)線性非時(shí)變系統(tǒng)的描述及特點(diǎn)41
2.5連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng)43
2.5.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)43
2.5.2連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)48
2.5.3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)49
2.5.4連續(xù)信號(hào)卷積52
2.6沖激響應(yīng)表示的系統(tǒng)特性56
2.6.1級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)57
2.6.2并聯(lián)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)57
2.6.3因果連續(xù)系統(tǒng)58
2.6.4穩(wěn)定連續(xù)系統(tǒng)58
2.7連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)58
2.7.1連續(xù)信號(hào)的MATLAB表示58
2.7.2連續(xù)信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)63
2.7.3利用MATLAB進(jìn)行連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析64
習(xí)題66
第3章離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析68
3.1離散時(shí)間信號(hào)的時(shí)域描述68
3.1.1離散時(shí)間信號(hào)的表示68
3.1.2典型離散信號(hào)70
3.2離散時(shí)間信號(hào)的基本運(yùn)算72
3.2.1序列的反轉(zhuǎn)、移位與尺度變換72
3.2.2序列的相加、相乘、差分與求和73
3.3離散確定信號(hào)的時(shí)域分解76
3.3.1離散信號(hào)分解為直流分量與交流分量76
3.3.2離散信號(hào)分解為奇分量與偶分量76
3.3.3離散信號(hào)分解為實(shí)部分量與虛部分量77
3.3.4離散信號(hào)分解為單位脈沖序列的線性組合77
3.3.5離散信號(hào)分解為正交信號(hào)集78
3.4離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的響應(yīng)78
3.4.1離散時(shí)間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)78
3.4.2離散時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)83
3.4.3離散時(shí)間系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)85
3.4.4序列卷積和86
3.5單位樣值響應(yīng)表示的系統(tǒng)特性91
3.5.1級(jí)聯(lián)系統(tǒng)91
3.5.2并聯(lián)系統(tǒng)92
3.5.3因果離散系統(tǒng)92
3.5.4穩(wěn)定離散系統(tǒng)93
3.6離散信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)93
3.6.1離散信號(hào)的MATLAB表示93
3.6.2離散信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)94
3.6.3利用MATLAB進(jìn)行離散系統(tǒng)的時(shí)域分析98
習(xí)題99
第4章連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析101
4.1連續(xù)周期信號(hào)的頻域分析101
4.1.1周期信號(hào)的Fourier級(jí)數(shù)表示101
4.1.2周期信號(hào)的頻譜105
4.1.3連續(xù)Fourier級(jí)數(shù)的基本性質(zhì)107
4.1.4連續(xù)周期信號(hào)的功率譜110
4.2連續(xù)非周期信號(hào)的頻域分析111
4.2.1連續(xù)非周期信號(hào)的Fourier變換及其頻譜111
4.2.2常見連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻譜112
4.2.3連續(xù)時(shí)間Fourier變換的性質(zhì)116
4.3連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的頻域分析125
4.3.1連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)125
4.3.2連續(xù)非周期信號(hào)通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析127
4.3.3連續(xù)周期信號(hào)通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析128
4.3.4無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)129
4.3.5理想低通濾波器129
4.4連續(xù)信號(hào)的幅度調(diào)制與解調(diào)130
4.4.1連續(xù)信號(hào)幅度調(diào)制130
4.4.2同步解調(diào)131
4.4.3單邊帶幅度調(diào)制133
4.4.4頻分復(fù)用134
4.5連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB頻譜分析135
4.5.1利用MATLAB分析連續(xù)信號(hào)頻譜135
4.5.2利用MATLAB分析連續(xù)系統(tǒng)的頻率特性138
習(xí)題140
MATLAB習(xí)題146
第5章離散信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析148
5.1離散周期信號(hào)的頻域分析148
5.1.1離散周期信號(hào)的離散Fourier級(jí)數(shù)及其頻譜148
5.1.2離散Fourier級(jí)數(shù)的基本性質(zhì)151
5.2離散非周期信號(hào)的頻域分析153
5.2.1離散信號(hào)的離散時(shí)間Fourier變換及其頻譜153
5.2.2離散時(shí)間Fourier變換的基本性質(zhì)155
5.3信號(hào)的時(shí)域抽樣和頻域抽樣157
5.3.1信號(hào)的時(shí)域抽樣157
5.3.2信號(hào)的頻域抽樣160
5.4離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的頻域分析161
5.4.1離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)161
5.4.2離散非周期序列通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析162
5.4.3離散周期序列通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析163
5.4.4線性相位的離散LTI系統(tǒng)164
5.4.5離散數(shù)字濾波器164
5.4.6離散信號(hào)的幅度調(diào)制165
5.5離散信號(hào)與系統(tǒng)的MATLAB頻譜分析168
5.5.1利用MATLAB分析離散信號(hào)頻譜168
5.5.2利用MATLAB分析離散系統(tǒng)的頻率特性169
習(xí)題171
MATLAB習(xí)題174
第6章連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析176
6.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的復(fù)頻域分析176
6.1.1從Fourier變換到Laplace變換176
6.1.2單邊Laplace變換的收斂域178
6.1.3常見信號(hào)的Laplace變換178
6.1.4單邊Laplace變換的性質(zhì)179
6.1.5Laplace逆變換188
6.2連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析192
6.2.1連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)193
6.2.2連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域分析194
6.3連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性197
6.3.1系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布197
6.3.2系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的時(shí)域特性198
6.3.3系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的穩(wěn)定性198
6.3.4系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)與系統(tǒng)頻率響應(yīng)200
6.4連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬202
6.4.1連續(xù)系統(tǒng)的連接202
6.4.2連續(xù)系統(tǒng)的模擬203
6.5連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)復(fù)頻域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)207
習(xí)題209
MATLAB習(xí)題212
第7章離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析213
7.1離散時(shí)間信號(hào)的復(fù)頻域分析213
7.1.1單邊z變換的定義與收斂域213
7.1.2常用序列的z變換215
7.1.3單邊z變換的主要性質(zhì)219
7.1.4逆z變換223
7.2離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析229
7.2.1離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)229
7.2.2離散時(shí)間LTI系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域分析231
7.3系統(tǒng)函數(shù)H(z)與系統(tǒng)特性233
7.3.1系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與單位抽樣響應(yīng)的特性233
7.3.2系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)穩(wěn)定性234
7.3.3系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)頻率響應(yīng)236
7.4離散時(shí)間系統(tǒng)的模擬238
7.4.1離散系統(tǒng)的連接239
7.4.2離散系統(tǒng)的模擬240
7.5利用MATLAB進(jìn)行離散系統(tǒng)的復(fù)頻域分析242
習(xí)題245
MATLAB習(xí)題247
第8章系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法248
8.1引言248
8.2連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)方程250
8.2.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式250
8.2.2由電路圖建立狀態(tài)方程252
8.2.3由微分方程建立狀態(tài)方程253
8.2.4由系統(tǒng)模擬框圖、信號(hào)流圖或系統(tǒng)函數(shù)建立狀態(tài)方程253
8.3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解259
8.3.1狀態(tài)方程的時(shí)域求解259
8.3.2狀態(tài)方程的s域求解265
8.4離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)方程269
8.4.1離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式269
8.4.2由差分方程建立狀態(tài)方程270
8.4.3由系統(tǒng)模擬框圖、信號(hào)流圖或系統(tǒng)函數(shù)建立狀態(tài)方程271
8.5離散時(shí)間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解272
8.5.1狀態(tài)方程的時(shí)域求解272
8.5.2狀態(tài)方程的z域求解275
8.6MATLAB在系統(tǒng)狀態(tài)變量分析中的應(yīng)用278
習(xí)題280
MATLAB習(xí)題283
附錄1信號(hào)與系統(tǒng)公式性質(zhì)一覽表284
附錄2常用連續(xù)傅里葉變換對(duì)、拉普拉斯變換對(duì)、z變換對(duì)一覽表286
附錄3雙邊拉普拉斯變換對(duì)與雙邊z變換對(duì)一覽表289
附錄4卷積積分一覽表291
附錄5卷積和一覽表292
附錄6關(guān)于δ(t)、δ(k)函數(shù)公式一覽表293
參考文獻(xiàn)294參考文獻(xiàn)296
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