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第1章 信号与系统的基本概念1

1.1 信号及其描述方式1

1.1.1 信号1

1.1.2 信号的描述方式1

1.2 信号的分类1

1.3 常用单元信号4

1.3.1 常用连续信号4

1.3.2 常用奇异信号6

1.4 信号的运算12

1.5 信号的分解与合成13

1.6 系统的模型15

1.7 系统的分类16

1.7.1 连续时间系统与离散时间系统16

1.7.2 即时系统与动态系统17

1.7.3 集总参数系统与分布参数系统17

1.7.4 线性系统与非线性系统17

1.7.5 时变系统与非时变系统18

1.7.6 可逆系统与不可逆系统19

1.7.7 因果与非因果系统19

1.7.8 稳定系统与非稳定系统20

1.8 系统分析方法20

习题121

第2章 连续时间系统的时域分析27

2.1 系统的数学模型——微分方程与传输算子27

2.2 系统微分方程的经典解31

2.3 系统零输入响应的求解33

2.4 系统的冲激响应和阶跃响应37

2.4.1 系统的冲激响应37

2.4.2 单位冲激响应的求法38

2.4.3 系统的阶跃响应及其求法42

2.5 系统零状态响应——卷积积分44

2.6 卷积运算的性质47

2.6.1 卷积代数47

2.6.2 卷积的微分与积分48

2.6.3 与冲激函数或阶跃函数的卷积49

习题253

第3章 连续时间信号的频谱——傅里叶变换58

3.1 用完备正交函数集表示信号58

3.1.1 正交矢量58

3.1.2 正交函数与正交函数集59

3.1.3 完备的正交函数集59

3.1.4 常见的完备正交函数集60

3.2 周期信号的傅里叶级数61

3.2.1 三角函数形式的傅里叶级数61

3.2.2 傅里叶级数的性质63

3.2.3 指数形式的傅里叶级数67

3.3 周期矩形脉冲的频谱分析70

3.3.1 周期矩形脉冲信号的频谱70

3.3.2 周期矩形脉冲频谱结构分析72

3.3.3 周期信号频谱的特点74

3.4 非周期信号频谱——傅里叶变换74

3.4.1 频谱密度函数74

3.4.2 典型非周期信号的傅里叶变换78

3.5 傅里叶变换性质83

3.5.1 傅里叶变换性质83

3.5.2 周期信号的傅里叶变换95

3.6 能量谱和功率谱——帕塞瓦尔定理98

3.6.1 周期信号的功率谱、帕塞瓦尔恒等式98

3.6.2 非周期信号的能量谱、帕塞瓦尔定理100

习题3101

第4章 连续时间系统的频域分析107

4.1 系统的频率特性107

4.2 系统对非正弦周期信号的响应109

4.3 系统对非周期信号的响应111

4.4 信号无失真传输条件114

4.4.1 无失真概念114

4.4.2 无失真传输条件114

4.5 理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应116

4.5.1 理想低通滤波器的冲激响应116

4.5.2 理想低通滤波器的阶跃响应117

4.6 抽样定理118

4.6.1 抽样的概念118

4.6.2 时域抽样119

4.6.3 时域抽样定理120

4.6.4 频域抽样及其抽样定理121

4.7 调制与解调123

4.7.1 调制123

4.7.2 解调124

4.7.3 调幅信号作用于线性系统124

4.8 频分复用与时分复用125

4.8.1 频分复用125

4.8.2 时分复用125

习题4127

第5章 连续时间系统的复频域分析131

5.1 拉普拉斯变换131

5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换131

5.1.2 收敛域132

5.2 单元信号的拉普拉斯变换133

5.3 拉普拉斯变换的性质134

5.4 拉普拉斯反变换136

5.4.1 简单函数的拉普拉斯反变换136

5.4.2 部分分式展开137

5.4.3 待定系数的求法138

5.4.4 围线积分法141

5.5 线性系统的拉普拉斯变换分析法142

5.5.1 微分方程的复频域求解142

5.5.2 电路的s域模型144

5.6 双边拉普拉斯变换147

5.7 系统的模拟图与框图151

5.7.1 三种运算器151

5.7.2 系统模拟的定义与系统的模拟图152

5.7.3 常用的模拟图形式153

5.7.4 系统的框图157

5.8 系统的信号流图与梅森公式159

5.8.1 信号流图的定义159

5.8.2 三种运算器的信号流图表示159

5.8.3 模拟图与信号流图的相互转换规则160

5.8.4 信号流图的名词术语162

5.8.5 梅森公式163

5.9 系统函数165

5.9.1 系统函数的定义与分类165

5.9.2 系统函数的一般表示式及其零、极点图167

5.9.3 系统函数的应用170

习题5184

第6章 离散信号与系统的时域分析192

6.1 引言192

6.2 序列及其基本运算192

6.2.1 序列的定义192

6.2.2 典型序列193

6.2.3 序列的基本运算197

6.3 卷积和199

6.3.1 卷积和的定义199

6.3.2 卷积和的性质202

6.3.3 常用序列的卷积和公式204

6.4 离散时间系统的建模与求解205

6.4.1 LTI离散系统206

6.4.2 LTI离散系统的数学模型——差分方程207

6.4.3 线性差分方程的求解方法210

6.5 离散时间系统的零输入响应210

6.5.1 一阶线性时不变离散系统的零输入响应210

6.5.2 N阶线性时不变离散系统的零输入响应211

6.6 离散时间系统的零状态响应213

6.6.1 离散系统的转移（传输）算子214

6.6.2 单位脉冲响应h（n）214

6.6.3 零状态响应217

6.7 系统差分方程的经典解218

习题6220

第7章 z变换与离散系统的z域分析226

7.1 引言226

7.2 z变换定义226

7.3 z变换收敛域227

7.4 典型序列的z变换231

7.5 z变换的性质234

7.6 逆z变换245

7.7 z变换求解差分方程249

7.8 离散系统的表示和模拟252

7.8.1 离散系统的方框图表示252

7.8.2 离散系统的信号流图表示255

7.8.3 离散系统的模拟257

7.9 系统函数与系统特性261

7.9.1 系统函数261

7.9.2 H（z）的零、极点分布与时域特性262

7.9.3 系统的因果稳定性263

7.9.4 H（z）的零、极点与系统频响264

7.10 z变换与拉氏变换、傅氏变换关系267

习题7269

第8章 Simulink在信号与系统中的仿真应用274

8.1 Simulink仿真基础274

8.2 Simulink设计流程275

8.3 信号的时域分析276

8.4 连续LTI系统时域和频域分析286

8.5 连续时间信号的频域分析298

8.6 离散LTI系统z域分析302

附录A Simulink常用命令309

附录B Simulink常用模块311

习题参考答案315

参考文献332