內(nèi)容全面 主要內(nèi)容包括信號與系統(tǒng)的基本概念，連續(xù)時間系統(tǒng)的時域、頻域和復(fù)頻域分析，離散信號與系統(tǒng)的時域和復(fù)頻域分析，以及MATLAB 在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用。

適應(yīng)面廣 可作為高等院校電氣信息類專業(yè)“信號與系統(tǒng)”課程的教材和研究生入學(xué)考試參考書，也可供相關(guān)專業(yè)的工作人員自學(xué)和參考。

循序漸進 講解由淺入深，過程介紹清晰，注重理論與工程相結(jié)合，便于教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。

第二版前言

“信號與系統(tǒng)”課程是電氣工程、自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，是一門重要的承上（高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)等）啟下（數(shù)字信號處理、通信原理、自動控制技術(shù)等）的課程。可以說“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)的成敗直接決定是否能夠培養(yǎng)出合格的電氣信息類專業(yè)人才。

本書面向電氣、電子信息類應(yīng)用人才，突出應(yīng)用型人才要求，著力滿足電氣工程、自動化、電子信息、通信工程等專業(yè)新工科建設(shè)中關(guān)于信號與系統(tǒng)方面的知識要求。本書注重核心知識，弱化繁冗內(nèi)容，既注重連續(xù)信號與系統(tǒng)的時域、頻域、復(fù)頻域分析，離散信號與系統(tǒng)的時域、z域分析等核心知識點，又做到敘述簡潔、例題典型、公式推導(dǎo)優(yōu)化；理論與實際緊密結(jié)合，針對“信號與系統(tǒng)”課程理論性強、不易理解的問題，教材理論部分注重與實際例子相結(jié)合，仿真實踐部分力求與實驗課程相協(xié)調(diào)。

本書是“普通高等教育‘十三五’規(guī)劃教材”《信號與系統(tǒng)》（2016年）的修訂版，新版本在內(nèi)容上仍然覆蓋了“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)基本要求的所有內(nèi)容，在體系結(jié)構(gòu)上保留了原書的特色。同時，根據(jù)當(dāng)前“信號與系統(tǒng)”的發(fā)展，結(jié)合新工科建設(shè)的需求和教學(xué)要求，我們對教材內(nèi)容進行了修訂。與上一版相比，本書的最大改動在于第8章，詳細介紹了MATLAB的基本知識，MATLAB仿真軟件應(yīng)用于信號與系統(tǒng)的時域、頻域、復(fù)頻域分析，以及離散信號與系統(tǒng)的時域、z域分析的方法，并給出了21個經(jīng)典應(yīng)用的例子。該部分內(nèi)容與仿真實驗內(nèi)容一一對應(yīng)，以便課程教學(xué)。另外，“信號與系統(tǒng)”的實踐教學(xué)還與大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐以及全國電子設(shè)計競賽相銜接，通過積極引導(dǎo)學(xué)生參加這樣的實踐活動，提高學(xué)生對課堂知識的理解，提升其科技創(chuàng)新與實踐能力。

本書由張宇任主編，熊煒、黃道敏任副主編，其中第1、2、3、5章由湖北工業(yè)大學(xué)張宇教授編寫，第4章由空軍預(yù)警學(xué)院黃道敏副教授編寫，第6章由湖北工業(yè)大學(xué)熊煒副教授編寫，第7章由湖北工業(yè)大學(xué)熊煒副教授和曾春艷副教授共同編寫，第8章由空軍預(yù)警學(xué)院彭軍講師編寫。

限于編者的水平，書中恐有疏誤之處，懇請讀者批評指正。

作 者

2022年6月

第二版前言
第一版前言
第1章 信號與系統(tǒng)的基本概念 1
1.1 信號及其描述方式 1
1.1.1 信號 1
1.1.2 信號的描述方式 1
1.2 信號的分類 1
1.3 常用單元信號 4
1.3.1 常用連續(xù)信號 4
1.3.2 常用奇異信號 6
1.4 信號的運算 12
1.5 信號的分解與合成 13
1.6 系統(tǒng)的模型 15
1.7 系統(tǒng)的分類 16
1.7.1 連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng) 16
1.7.2 即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng) 17
1.7.3 集總參數(shù)系統(tǒng)與分布參數(shù)系統(tǒng) 17
1.7.4 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng) 17
1.7.5 時變系統(tǒng)與非時變系統(tǒng) 18
1.7.6 可逆系統(tǒng)與不可逆系統(tǒng) 19
1.7.7 因果與非因果系統(tǒng) 19
1.7.8 穩(wěn)定系統(tǒng)與非穩(wěn)定系統(tǒng) 20
1.8 系統(tǒng)分析方法 20
習(xí)題1 21
第2章 連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析 27
2.1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型—微分方程與傳輸算子 27
2.2 系統(tǒng)微分方程的經(jīng)典解 31
2.3 系統(tǒng)零輸入響應(yīng)的求解 33
2.4 系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) 37
2.4.1 系統(tǒng)的沖激響應(yīng) 37
2.4.2 單位沖激響應(yīng)的求法 38
2.4.3 系統(tǒng)的階躍響應(yīng)及其求法 42
2.5 系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)—卷積積分 44
2.6 卷積運算的性質(zhì) 47
2.6.1 卷積代數(shù) 47
2.6.2 卷積的微分與積分 48
2.6.3 與沖激函數(shù)或階躍函數(shù)的卷積 49
習(xí)題2 53
第3章 連續(xù)時間信號的頻譜—傅里葉變換 58
3.1 用完備正交函數(shù)集表示信號 58
3.1.1 正交矢量 58
3.1.2 正交函數(shù)與正交函數(shù)集 59
3.1.3 完備的正交函數(shù)集 59
3.1.4 常見的完備正交函數(shù)集 60
3.2 周期信號的傅里葉級數(shù) 61
3.2.1 三角函數(shù)形式的傅里葉級數(shù) 61
3.2.2 傅里葉級數(shù)的性質(zhì) 63
3.2.3 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù) 67
3.3 周期矩形脈沖的頻譜分析 70
3.3.1 周期矩形脈沖信號的頻譜 70
3.3.2 周期矩形脈沖頻譜結(jié)構(gòu)分析 72
3.3.3 周期信號頻譜的特點 74
3.4 非周期信號頻譜—傅里葉變換 74
3.4.1 頻譜密度函數(shù) 74
3.4.2 典型非周期信號的傅里葉變換 78
3.5 傅里葉變換性質(zhì) 83
3.5.1 傅里葉變換性質(zhì) 83
3.5.2 周期信號的傅里葉變換 95
3.6 能量譜和功率譜—帕塞瓦爾定理 98
3.6.1 周期信號的功率譜、帕塞瓦爾恒等式 98
3.6.2 非周期信號的能量譜、帕塞瓦爾定理 100
習(xí)題3 101
第4章 連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析 107
4.1 系統(tǒng)的頻率特性 107
4.2 系統(tǒng)對非正弦周期信號的響應(yīng) 109
4.3 系統(tǒng)對非周期信號的響應(yīng) 111
4.4 信號無失真?zhèn)鬏敆l件 114
4.4.1 無失真概念 114
4.4.2 無失真?zhèn)鬏敆l件 114
4.5 理想低通濾波器的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 116
4.5.1 理想低通濾波器的沖激響應(yīng) 116
4.5.2 理想低通濾波器的階躍響應(yīng) 117
4.6 抽樣定理 118
4.6.1 抽樣的概念 118
4.6.2 時域抽樣 119
4.6.3 時域抽樣定理 120
4.6.4 頻域抽樣及其抽樣定理 121
4.7 調(diào)制與解調(diào) 123
4.7.1 調(diào)制 123
4.7.2 解調(diào) 124
4.7.3 調(diào)幅信號作用于線性系統(tǒng) 124
4.8 頻分復(fù)用與時分復(fù)用 125
4.8.1 頻分復(fù)用 125
4.8.2 時分復(fù)用 126
習(xí)題4 127
第5章 連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 131
5.1 拉普拉斯變換 131
5.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 131
5.1.2 收斂域 132
5.2 單元信號的拉普拉斯變換 133
5.3 拉普拉斯變換的性質(zhì) 134
5.4 拉普拉斯反變換 136
5.4.1 簡單函數(shù)的拉普拉斯反變換 136
5.4.2 部分分式展開 137
5.4.3 待定系數(shù)的求法 138
5.4.4 圍線積分法 141
5.5 線性系統(tǒng)的拉普拉斯變換分析法 142
5.5.1 微分方程的復(fù)頻域求解 142
5.5.2 電路的 域模型 144
5.6 雙邊拉普拉斯變換 147
5.7 系統(tǒng)的模擬圖與框圖 151
5.7.1 三種運算器 151
5.7.2 系統(tǒng)模擬的定義與系統(tǒng)的模擬圖 152
5.7.3 常用的模擬圖形式 153
5.7.4 系統(tǒng)的框圖 157
5.8 系統(tǒng)的信號流圖與梅森公式 159
5.8.1 信號流圖的定義 159
5.8.2 三種運算器的信號流圖表示 159
5.8.3 模擬圖與信號流圖的相互轉(zhuǎn)換規(guī)則 160
5.8.4 信號流圖的名詞術(shù)語 162
5.8.5 梅森公式 163
5.9 系統(tǒng)函數(shù) 165
5.9.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義與分類 165
5.9.2 系統(tǒng)函數(shù)的一般表示式及其零、極點圖 167
5.9.3 系統(tǒng)函數(shù)的應(yīng)用 170
習(xí)題5 184
第6章 離散信號與系統(tǒng)的時域分析 192
6.1 引言 192
6.2 序列及其基本運算 192
6.2.1 序列的定義 192
6.2.2 典型序列 193
6.2.3 序列的基本運算 197
6.3 卷積和 199
6.3.1 卷積和的定義 199
6.3.2 卷積和的性質(zhì) 202
6.3.3 常用序列的卷積和公式 204
6.4 離散時間系統(tǒng)的建模與求解 205
6.4.1 LTI離散系統(tǒng) 206
6.4.2 LTI離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型—差分方程 207
6.4.3 線性差分方程的求解方法 210
6.5 離散時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 210
6.5.1 一階線性時不變離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 210
6.5.2 階線性時不變離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 211
6.6 離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 213
6.6.1 離散系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移（傳輸）算子 214
6.6.2 單位脈沖響應(yīng)h(n) 214
6.6.3 零狀態(tài)響應(yīng) 217
6.7 系統(tǒng)差分方程的經(jīng)典解 218
習(xí)題6 220
第7章 z變換與離散系統(tǒng)的z域分析 226
7.1 引言 226
7.2 z變換定義 226
7.3 z變換收斂域 227
7.4 典型序列的z變換 231
7.5 z變換的性質(zhì) 234
7.6 逆z變換 245
7.7 z變換求解差分方程 249
7.8 離散系統(tǒng)的表示和模擬 252
7.8.1 離散系統(tǒng)的方框圖表示 252
7.8.2 離散系統(tǒng)的信號流圖表示 255
7.8.3 離散系統(tǒng)的模擬 257
7.9 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 261
7.9.1 系統(tǒng)函數(shù) 261
7.9.2 H(z)的零、極點分布與時域特性 262
7.9.3 系統(tǒng)的因果穩(wěn)定性 263
7.9.4 H(z)的零、極點與系統(tǒng)頻響 264
7.10 z變換與拉氏變換、傅氏變換關(guān)系 267
習(xí)題7 269
第8章　MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 274
8.1　MATLAB的基本知識 274
8.1.1　MATLAB的啟動界面 274
8.1.2　MATLAB基本數(shù)據(jù)類型 275
8.1.3　MATLAB程序設(shè)計 279
8.1.4　MATLAB繪圖 281
8.2 MATLAB用于連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析 284
8.2.1　常用連續(xù)信號的實現(xiàn) 284
8.2.2　連續(xù)時間信號的基本運算與波形變換 289
8.2.3　連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) 293
8.2.4　連續(xù)時間信號的卷積運算 294
8.2.5　連續(xù)時間系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng) 295
8.3 MATLAB用于連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析 296
8.3.1　周期信號的傅里葉級數(shù) 296
8.3.2　非周期信號的頻譜——傅里葉變換 298
8.3.3　傅里葉變換性質(zhì)用MATLAB實現(xiàn) 300
8.3.4　MATLAB計算系統(tǒng)的頻率響應(yīng) 305
8.4 MATLAB用于連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析 306
8.4.1　利用MATLAB實現(xiàn)拉普拉斯正、反變換 306
8.4.2　利用MATLAB繪制連續(xù)時間系統(tǒng)的零極點圖 307
8.5 MATLAB用于離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析 308
8.5.1　卷積和的MATLAB實現(xiàn) 308
8.5.2　由差分方程求解離散時間系統(tǒng)響應(yīng)的MATLAB實現(xiàn) 309
8.6 MATLAB用于離散時間系統(tǒng)的z域分析 310
8.6.1　利用MATLAB實現(xiàn)z變換 310
8.6.2　離散時間系統(tǒng)零極點分布圖和系統(tǒng)幅頻響應(yīng)的MATLAB實現(xiàn) 311
習(xí)題參考答案 313
參考文獻 330
附錄 信號與系統(tǒng)中常用的MATLAB函數(shù) 331

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20. 畫法幾何與機械制圖 [主編 趙軍]
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25. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
26. 網(wǎng)絡(luò)營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
27. 電視節(jié)目策劃與制作（微課版） [主　編　黃滴滴]
28. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴暉 周肆清]
29. 大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué) [主編 郭立娟]
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