編輯推薦
進入21世紀以來，隨著新理論、新材料、新工藝、新技術的湧現，計算機科學與技術得到了飛速的發展，使得信息的傳輸與處理高速實時化、數位化、智慧型化成為可能，特別是網路技術、多媒體技術、嵌入式系統、人機互動、信息安全等這些新技術的出現與套用，使得現代的信息化社會更加光彩奪目。考慮電子信息技術日新月異發展的新趨勢以及電子類專業新教學計畫的修訂情況, 遵循教育部課程指導委員會修訂的“信號與系統”課程基本要求, 結合國家電工電子基地建設中對“信號與系統”課程改革試點所取得的經驗與教訓, 參考國內外同類教材中好的編寫理念, 編著者形成如下的編寫思路：(1) 考慮到我國近年來高等教育發展迅猛、招生毛入學率急劇增加這種新形勢下的學生基礎情況，並注意到各普通高等院校電子類新教學計畫修訂中對“信號與系統”課程的學時數限制（約60～70學時），還顧及到高等院校的類別、本科生的層次，本書在內容選材上不追求知識體系的完整性，不追求數學上的更高嚴密性，而以工程上“夠用、實用”為度。比如，講授衝激函式定義時，只給出工程實用的狄拉克定義，而不講述數學上更為嚴謹的分配函式定義。對於已成熟的經典理論、方法，先人已給我們後人留下豐富的“知識遺產”，我們只需很好地繼承並套用這些成果即可, 而不必什麼都要刨根問底、追根溯源, 去費時費力地重複先人複雜的演算、推證。例如，講授傅立葉級數時，本書未從信號的正交分解講起，而是明確什麼樣的周期信號能夠展開為傅立葉級數（狄氏條件），給出級數展開形式、展開係數公式以及如何將工程中實用的周期信號展開為傅立葉級數形式，結合工程實際, 對展開式賦予合理的物理意義。(2) 信號與系統是密不可分的，組織教材內容時將它們一併考慮，使之有機地融合在一起， 以易於教學。（3）本書的編寫理念是：遵循先易後難、循序漸近、突出重點、削枝強幹思想；強調基本概念、基本分析法、基本技能的訓練，不追求太多的技巧性；將核心知識點講深講透，注重物理概念的定性解釋，對必要的數學定量推導，交待清楚思路，推導過程簡明扼要，結論醒目，便於讀者掌握使用。（4）內容講解的出發點是：講解基本概念準確，文字表述通俗易懂，講授基本分析法步驟明確，舉例聯繫工程實際，便於讀者仿效演練；對重要的定理闡述簡練，套用範圍、條件明確， 結合編著者幾十年的教學體會，將使用中應注意的問題歸納詳盡；對經典內容取捨合理，新的思想、理論、方法介紹適度。（5）教輔材料的安排是：每節後配有輔助概念理解、引申問題的思考題。正文的講解不可能面面俱到，但一個問題的深入理解，可以多角度地觀察，可以逆向思維，可以聯想，也可以“突發奇想”，提出這樣那樣的問題，供讀者思考, 這很有必要；每章後配有深淺度適中、題型搭配合理的習題；書末附有9個附錄表以及索引和部分習題的參考答案。這些配置對教師施教、學生自學都是非常有幫助的。
內容簡介
本書根據教育部電子信息類專業指導委員會修訂的“信號與系統”課程基本要求，並充分考慮各院校新一輪修訂專業教學計畫中該課程的學時數及現代電子科技發展的新趨勢、新潮流編寫而成。 本書共分8章，主要內容包括信號與系統的基本概念、連續時間信號與系統的時域分析、連續信號與系統的實頻域分析、連續信號與系統的復頻域分析、離散信號與系統的時域分析、離散信號與系統的實頻域分析、離散信號與系統的復頻域分析、系統的狀態變數分析。
本書的特點是：基本概念講述透徹，常用的基本分析方法步驟明確，舉例類型多，結合工程實際，便於讀者仿效演練；各種變換的性質、定理闡述簡練，套用範圍、條件明確，使用中應注意的問題歸納詳盡；經典內容取捨合理， 新思想、新理論、新方法介紹適度；每節後配有輔助概念理解、引申問題的思考題，每章後配有深淺度適中、題型搭配合理的習題，書末附有9個附錄表以及索引和部分習題的參考答案，這些配置對教師施教、學生自學都是非常有益的。
本書可作為普通高等教育通信工程、電子信息工程、自動化、電子信息科學與技術、測控技術與儀器、計算機科學與技術等專業的本科生教材，也可作為從事電子類工作的工程技術人員的參考書。
目錄
第1章 信號與系統的基本概念 1
1.1 信號 1
1.1.1 信號與信息 1
1.1.2 信號分類 2
1.1.3 信號的基本運算(加、減、乘運算) 8
1.1.4 信號的時域變換 10
思考題 14
1.2 系統 14
1.2.1 系統的定義 14
1.2.2 系統的分類 14
1.2.3 系統的描述 22
思考題 26
1.3 信號與系統分析概述 26
1.3.1 分析與綜合 26
1.3.2 信號與系統的時域分析 27
1.3.3 信號與系統的變換域分析 27
思考題 28
習題1 28
第2章 連續時間信號與系統的時域分析 32
2.1 單位階躍信號與單位衝激信號 32
2.1.1 單位階躍函式與單位衝激函式 32
2.1.2 單位衝激函式的性質 38
思考題 42
2.2 LTI連續系統的時域分析 42
2.2.1 微分方程經典解與自由回響、強迫回響 43
2.2.2 零輸入回響、零狀態回響分別求法 45
思考題 50
2.3 衝激回響與階躍回響 50
2.3.1 衝激回響 50
2.3.2 階躍回響 52
思考題 56
2.4 卷積積分及其套用 56
2.4.1 卷積積分的基本運算過程 56
2.4.2 卷積積分的運算規則 59
2.4.3 卷積積分套用於LTI連續系統分析 62
思考題 66
習題2 66
第3章 連續信號與系統的實頻域分析 70
3.1 連續周期信號的傅立葉級數與頻譜 70
3.1.1 傅立葉級數 70
3.1.2 周期信號的頻譜 72
3.1.3 周期信號的功率、有效值和信號頻寬 76
思考題 78
3.2 連續非周期信號的傅立葉變換與頻譜 78
3.2.1 從傅立葉級數到傅立葉變換 78
3.2.2 常用非周期信號的傅立葉變換 79
思考題 84
3.3 傅立葉變換的性質 84
3.3.1 線性性質 84
3.3.2 時移性質 85
3.3.3 頻移性質 86
3.3.4 尺度變換性質 88
3.3.5 對稱性質 90
3.3.6 卷積定理 91
3.3.7 時域微分性質 92
3.3.8 時域積分性質 93
3.3.9 頻域微分性質 95
3.3.10 頻域積分性質 95
3.3.11 帕塞瓦爾定理 95
思考題 96
3.4 LTI連續系統的實頻域分析 97
3.4.1 周期信號激勵下系統的回響 97
3.4.2 非周期信號激勵下系統的回響 100
思考題 105
3.5 濾波器 105
3.5.1 無失真傳輸系統 106
3.5.2 信號通過理想低通濾波器的回響 107
思考題 108
3.6 取樣器 108
3.6.1 理想取樣 109
3.6.2 實際取樣 110
3.6.3 時域取樣定理 112
3.6.4 從已取樣信號fs(t)中恢復原信號f(t) 112
3.6.5 頻域取樣定理 115
思考題 116
3.7 調製器與解調器 116
3.7.1 調製器 116
3.7.2 解調器 118
思考題 119
習題3 120
第4章 連續信號與系統的復頻域分析 125
4.1 拉普拉斯變換 125
4.1.1 從傅立葉變換到雙邊拉普拉斯變換 125
4.1.2 單邊拉普拉斯變換 126
4.1.3 常用函式的拉氏變換對 128
思考題 129
4.2 單邊拉普拉斯變換的重要性質 130
4.2.1 線性性質 130
4.2.2 延時性質 130
4.2.3 復頻移性質 132
4.2.4 尺度變換性質 132
4.2.5 卷積定理 132
4.2.6 時域微分性質 134
4.2.7 時域積分性質 136
4.2.8 復頻域微分性質 138
4.2.9 復頻域積分性質 139
4.2.10 初值和終值定理 139
思考題 140
4.3 拉普拉斯逆變換 140
4.3.1 查表法 141
4.3.2 部分分式展開法 141
思考題 147
4.4 套用拉普拉斯變換分析電路與系統 148
4.4.1 套用拉氏變換求解微分方程 148
4.4.2 套用拉氏變換法分析電路 151
思考題 156
4.5 系統函式分析 156
4.5.1 系統函式H(s)的零、極點 157
4.5.2 零、極點分布與時域回響 158
4.5.3 系統的穩定性與羅斯-霍爾維茲(R-H)準則 159
4.5.4 H(s)與H(jω)的關係 162
思考題 163
4.6 信號流圖、梅森公式與系統模擬 163
4.6.1 信號流圖 163
4.6.2 梅森公式(Mason’s Rule) 164
4.6.3 系統模擬 166
思考題 171
習題4 171
第5章 離散信號與系統的時域分析 175
5.1 單位階躍序列與單位脈衝序列 175
5.1.1 單位階躍序列 175
5.1.2 單位脈衝序列 176
思考題 179
5.2 LTI離散系統的自由回響、強迫回響與零輸入回響、零狀態回響 179
5.2.1 離散信號的差分運算與累和運算 179
5.2.2 LTI離散系統的差分方程 181
5.2.3 差分方程的疊代解法 183
5.2.4 差分方程的經典解與自由回響、強迫回響 184
5.2.5 零輸入回響與零狀態回響分別求法 188
思考題 192
5.3 單位序列回響與單位階躍回響 192
5.3.1 單位序列回響 192
5.3.2 單位階躍回響 195
思考題 197
5.4 卷積和及其套用 197
5.4.1 卷積和定義及運算過程 197
5.4.2 卷積和的運算規則 200
5.4.3 卷積和套用於LTI離散系統分析 204
思考題 207
習題5 207
第6章 離散信號與系統的實頻域分析 211
6.1 周期離散時間信號的傅立葉級數及頻譜 211
6.1.1 周期離散時間序列的傅立葉級數 211
6.1.2 周期離散時間序列的頻譜 213
思考題 215
6.2 非周期離散時間信號的傅立葉變換與頻譜 215
6.2.1 非周期離散時間信號的傅立葉變換對 215
6.2.2 常用離散時間信號的傅立葉變換 216
思考題 221
6.3 DTFT的重要性質 221
6.3.1 線性性質 221
6.3.2 時移性質 222
6.3.3 頻移性質 223
6.3.4 序列的線性加權性質 224
6.3.5 時域卷積和性質 225
6.3.6 時域差分性質 226
6.3.7 時域累和性質 226
6.3.8 奇偶虛實性質 227
6.3.9 反折性質 228
6.3.10 帕賽瓦爾定理 228
思考題 229
6.4 LTI離散系統的頻域分析 229
6.4.1 基本序列信號ejωk作用於LTI離散系統 229
6.4.2 正弦序列信號作用於LTI離散系統 230
6.4.3 任意序列信號f(k)作用於LTI離散系統 231
思考題 233
習題6 233
笫7章 離散信號與系統的復頻域分析 238
7.1 Z變換 238
7.1.1 從拉普拉斯變換到Z變換 238
7.1.2 Z變換定義 239
7.1.3 收斂域 239
7.1.4 常用函式的Z變換對 242
7.1.5 逆Z變換公式 245
思考題 246
7.2 Z變換的性質 246
7.2.1 線性性質 247
7.2.2 移位(序)性質 248
7.2.3 z域尺度變換性質(序列乘ak) 251
7.2.4 時域卷積定理 252
7.2.5 z域微分性質 252
7.2.6 z域積分性質 253
7.2.7 時域反折(轉)性質 254
7.2.8 累和性質(部分和性質) 255
7.2.9 初值定理 256
7.2.10 終值定理 256
思考題 258
7.3 逆Z變換 258
7.3.1 查表法 258
7.3.2 冪級數展開法 259
7.3.3 部分分式展開法 260
*7.3.4 留數法 267
思考題 269
7.4 套用Z變換分析LTI離散系統 269
7.4.1 套用Z變換解差分方程 269
7.4.2 系統函式 273
7.4.3 套用Z變換分析框圖描述的LTI離散系統 275
7.4.4 s域與z域的關係 278
思考題 279
7.5 套用系統函式H(z)分析LTI離散系統特性 279
7.5.1 由H(z)的零極點看系統的時域特性 280
7.5.2 因果離散系統的穩定性與朱里準則 282
7.5.3 由H(z)看系統的頻率特性 287
思考題 292
習題7 292
第8章 系統的狀態變數分析 297
8.1 系統的狀態、狀態變數與狀態方程 298
8.1.1 系統的狀態、狀態變數概念 298
8.1.2 由電路引出系統的狀態方程與輸出方程 299
8.1.3 動態方程的一般形式 300
8.1.4 關於狀態變數分析中幾點應明確的概念 302
思考題 303
8.2 動態方程的建立 303
8.2.1 連續系統動態方程的建立 304
8.2.2 離散系統動態方程的建立 312
思考題 318
8.3 連續系統動態方程的求解 318
8.3.1 時域解法 319
8.3.2 狀態方程的變換域解 320
8.3.3 求狀態轉移矩陣φ(t)即eAt 321
思考題 324
8.4 離散系統動態方程的求解 324
8.4.1 時域解法 325
8.4.2 狀態方程的變換域解 327
8.4.3 φ(k)=Ak的求法 327
思考題 332
習題8 332
附錄 336
附錄1 常用函式傅立葉變換對表 336
附錄2 傅立葉變換的重要性質表 337
附錄3 常用函式拉氏變換對表 338
附錄4 單邊拉氏變換主要性質表 338
附錄5 常用離散時間信號傅立葉變換對表 339
附錄6 離散時間傅立葉變換的主要性質表 340
附錄7 常用函式Z變換對表 341
附錄8 單、雙邊Z變換的主要性質表 342
附錄9 系統函式基本概念及其求法表 343
部分習題參考答案 345
索引 359
參考文獻 366
