信号与系统

第1章 绪论1．1 信号与系统1．2　信号的描述与分类1．2．1　信号的描述1．2．2　信号的分类1．3　系统的描述与分类1．3．1　系统的描述1．3．2　系统的分类1．4　本书内容安排1．5　本章小结习题1第2章 信号与系统基础2．1　基本信号2．1．1　指数信号与正弦信号2．1．2　阶跃函数与冲激函数2．2　信号的分解2．2．1 分解为偶部与奇部2．2．2 分解为实部与虚部2．2．3 分解为正交函数分量2．2．4 分解为冲激信号2．3 信号的基本运算2．3．1　自变量的变换2．3．2　相加与相乘2．3．3　微分与积分2．3．4　差分与累加2．4　系统的互联2．4．1　级联2．4．2　并联2．4．3　反馈连接2．5　系统的基本特性2．5．1　线性2．5．2　时不变性2．5．3　记忆性2．5．4　因果性2．5．5　稳定性2．5．6　可逆性2．6　线性时不变系统分析方法概述2．7　利用MATLAB表示信号2．7．1　信号的MATLAB表示2．7．2　利用MATLAB实现信号基本运算2．8　本章小结习题2第3章 线性时不变系统的时域分析3．1　LTI系统的响应3．1．1　微分方程的经典解3．1．2　差分方程的经典解3．1．3　零输入响应与零状态响应3．2　冲激响应与阶跃响应3．2．1　冲激响应3．2．2　阶跃响应3．3　卷积积分及其性质3．3．1　用冲激表示连续时间信号3．3．2　连续时间LTI系统的卷积积分表示3．3．3　卷积积分求解与计算3．3．4　卷积积分的性质3．4　卷积和及其性质3．4．1　用脉冲表示离散时间信号3．4．2　离散时间LTI系统的卷积和表示3．4．3　卷积和求解与计算3．4．4　卷积和的性质3．4．5　反卷积（解卷积）3．5　LTI系统的性质3．5．1　系统互联3．5．2　因果性3．5．3　稳定性3．5．4　记忆性3．5．5　可逆性3．6　RC滤波器的时域分析3．7　利用MATLAB进行时域分析3．7．1　连续时间系统冲激响应与阶跃响应的求解3．7．2　离散时间系统单位脉冲响应的求解3．7．3　连续时间系统零状态响应的求解3．7．4　离散时间系统零状态响应的求解3．7．5　离散卷积和的计算3．8 本章小结习题3第4章 连续时间信号的频域分析4．1　连续时间周期信号的傅里叶级数4．1．1　周期信号的傅里叶级数表示4．1．2 傅里叶级数的收敛性4．1．3　典型周期信号的傅里叶级数4．1．4　傅里叶级数的性质4．2　连续时间傅里叶变换4．2．1　非周期信号的傅里叶变换4．2．2　傅里叶变换的收敛性4．2．3　典型信号的傅里叶变换4．2．4　周期信号的傅里叶变换4．3　连续时间傅里叶变换的性质4．3．1　线性4．3．2　时移与频移4．3．3　时间反转4．3．4　尺度变换4．3．5　相乘与卷积4．3．6　微分与积分4．3．7　共轭与共轭对称性4．3．8　帕塞瓦尔定理4．4　对偶性4．5 利用MATLAB进行频域分析4．5．1　生成连续时间周期信号4．5．2　分析连续时间信号的频谱4．6 本章小结习题4第5章 连续时间LTI系统的频域分析5．1 LTI系统对复指数信号的响应5．2 连续时间LTI系统的频率响应5．2．1 频率响应与单位冲激响应5．2．2 频率响应与线性常系数微分方程5．2．3 频率响应与系统的互联5．3　用傅里叶变换分析连续时间LTI系统5．4　失真传输5．5　理想滤波器5．5．1 滤波器5．5．2 理想低通滤波器5．5．3 实际滤波器5．6 采样5．6．1 采样定理5．6．2 实际采样5．6．3 信号重建5．6．4 欠采样5．7　利用MATLAB对连续时间系统进行频域分析5．8 本章小结习题5第6章 离散时间信号的频域分析6．1 离散时间周期信号的傅里叶级数6．1．1 周期信号的傅里叶级数表示6．1．2 傅里叶级数的性质6．2 离散时间傅里叶变换6．2．1 非周期信号的傅里叶变换6．2．2 典型信号的傅里叶变换6．2．3 周期信号的傅里叶变换6．3 离散时间傅里叶变换的性质6．3．1 周期性6．3．2 线性6．3．3 时移与频移6．3．4 时间反转6．3．5 时域扩展6．3．6 相乘与卷积6．3．7 差分与累加6．3．8 共轭与共轭对称性6．3．9 帕塞瓦尔定理6．4 对偶性6．4．1 离散时间傅里叶级数的对偶性6．4．2 离散时间傅里叶变换与连续时间傅里叶级数6．5 利用MATLAB进行信号频域分析6．5．1 计算离散时间周期信号的频谱6．5．2 计算离散时间非周期信号的频谱6．6 本章小结习题6第7章 离散时间LTI系统的频域分析7．1 离散时间LTI系统的频率响应7．1．1 常见离散时间LTI系统的频率响应7．1．2 频率响应与线性常系数差分方程7．1．3 频率响应与系统互联7．2 用傅里叶变换分析离散时间LTI系统7．3 离散时间傅里叶变换在数字滤波器设计中的应用7．3．1 理想滤波器7．3．2 实际滤波器7．4 利用MATLAB进行离散时间系统的频域分析7．5 本章小结习题7第8章 连续时间信号与系统的复频域分析8．1　拉普拉斯变换8．1．1　从傅里叶变换到拉普拉斯变换8．1．2　零极点图8．1．3　收敛域8．2　拉普拉斯变换的性质8．2．1　线性8．2．2　时移与s域平移8．2．3　时间反转8．2．4　时域尺度变换8．2．5　卷积8．2．6　微分与积分8．2．7　共轭8．2．8　初值与终值定理8．3　拉普拉斯反变换8．4　连续时间LTI系统的系统函数8．4．1　常用系统的系统函数8．4．2　系统函数与单位冲激响应8．4．3 系统函数与线性常系数微分方程8．5　连续时间LTI系统的复频域分析8．5．1　用拉普拉斯变换分析连续时间LTI系统8．5．2 系统性质的复频域分析8．5．3　系统函数的代数属性与方框图表示8．6　单边拉普拉斯变换8．6．1　定义8．6．2　单边拉普拉斯变换性质8．6．3　利用单边拉普拉斯变换解微分方程8．7　利用MATLAB进行复频域分析8．7．1　零极点与系统特性分析8．7．2　部分分式展开8．8 本章小结习题8第9章 离散时间信号与系统的复频域分析9．1　z变换9．1．1　从傅里叶变换到z变换9．1．2　零极点图9．1．3　收敛域9．2　z变换的性质9．2．1　线性9．2．2　时移9．2．3　时间反转9．2．4 时间扩展与z域尺度变换9．2．5 共轭9．2．6 差分与累加9．2．7 z域微分9．2．8 卷积9．2．9 初值定理9．3 z反变换9．3．1 部分分式展开法9．3．2 幂级数展开法（长除法）9．4 离散时间LTI系统的系统函数9．4．1　常用系统的系统函数9．4．2　系统函数与单位冲激响应9．4．3 系统函数与线性常系数差分方程9．5　离散时间LTI系统的复频域分析9．5．1　用z变换分析离散时间LTI系统9．5．2 系统性质的复频域分析9．5．3　系统函数的代数属性与方框图表示9．6 单边z变换9．6．1　定义9．6．2 单边z变换性质9．6．3 利用单边z变换求解差分方程9．7 z变换在数字滤波中的应用9．8 利用MATLAB进行复频域分析9．8．1 零、极点分析9．8．2 z变换和z反变换9．9 本章小结习题9第10章 系统的状态变量分析10．1 状态变量与状态方程10．1．1 状态与状态变量10．1．2 LTI系统的状态空间描述10．2 连续时间系统状态方程的建立10．2．1 由电路图建立状态方程10．2．2 由系统框图建立状态方程10．2．3 由微分方程或系统函数建立状态方程10．3 连续时间系统状态方程的求解10．3．1 状态方程的时域求解10．3．2 状态方程的复频域求解10．3．3 系统函数矩阵与系统稳定性的判断10．4 离散时间系统的状态空间分析10．4．1 状态方程的建立10．4．2 状态方程的求解10．5　系统的可控性和可观测性10．5．1 状态向量的线性变换10．5．2 系统的可控性10．5．3 系统的可观测性10．5．4 可控性、可观测性与系统函数的关系10．6 MATLAB在系统状态变量分析中的应用10．6．1 微分方程到状态方程的转换10．6．2 系统函数矩阵的计算10．6．3 连续时间系统状态方程的求解10．6．4 离散时间系统状态方程的求解10．6．5 系统可控性和可观测性的MATLAB实现10．7　本章小结习题10附录A 有关信号与系统的专业英语词汇参考文献

本书主要介绍确定信号与线性时不变系统的基本概念与分析方法。基于系统的线性时不变性，将信号分解为两类基本信号，引出了信号与系统的时域与变换域分析方法。本书按照连续时间与离散时间并行的顺序，分别介绍了信号与系统的时域、频域、复频域分析方法及其MATLAB实现，最后探讨了状态变量分析法。编写过程注重结构的完整性和内容的关联性，力求由简入繁、循序渐进地引入新概念与新方法，以利于教师的讲授与学生的学习。【作者简介】梁风梅，太原理工大学信息学院副教授，多年来一直从事信号与系统、通信与信息系统等专业方向的教学与科研工作。