“信號與系統(tǒng)”是以信號特性和處理等工程問題為背景，經(jīng)數(shù)學(xué)抽象及理論概括而形成的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要任務(wù)是研究確定信號通過線性時不變系統(tǒng)進(jìn)行傳輸、處理的基本理論和基本分析方法。
“信號與系統(tǒng)”課程的內(nèi)容以傳統(tǒng)和經(jīng)典為主�，F(xiàn)有的教材大都注重其內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)與完整(加有不少相關(guān)專業(yè)的內(nèi)容)，篇幅較大，在實際教學(xué)過程中，尤其是授課時數(shù)有限的情況下，很難按照教材完全實施，達(dá)不到預(yù)期目的。編者根據(jù)多年的教學(xué)實踐和教改要求修訂了本教材。本書以基本原理和基本方法為主導(dǎo)，以三大變換為主線，精選課程的基本內(nèi)容，刪繁就簡，突出物理概念。
感謝讀者的厚愛，《信號與系統(tǒng)》第五版即將出版。本版除了保留了經(jīng)典理論與現(xiàn)代計算技術(shù)相結(jié)合的特色，重點對后續(xù)課程涉及的內(nèi)容及一些擴展內(nèi)容作了刪減，例如相關(guān)、功率譜與能量譜等；為了便于具體概念的理解，對應(yīng)地增加了少量的例題及例題詳解；對習(xí)題進(jìn)行了進(jìn)一步的歸納、增減、優(yōu)化，有利于讀者練習(xí)時分析比較，更好地鞏固課堂學(xué)習(xí)的基本概念。
編者在編寫過程中考慮到了接受對象的不同，采取了寬口徑的處理原則，書中打*的部分可供有不同教學(xué)要求的學(xué)�；蚪處熯x用。若讀者還需深入了解相關(guān)專業(yè)知識，可參閱相關(guān)專業(yè)書籍。
本書概念清晰、系統(tǒng)性強、特色明顯，尤其是引入現(xiàn)代教學(xué)思想與工具，使本書不僅非常適合作為電子信息類專業(yè)本科學(xué)生的教材，也可作為計算機科學(xué)與應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材。對相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員來說，本書也是一本較好的自學(xué)教材和參考用書。
很高興有兩位年輕的同行榮傳振、朱瑩參加了本版的部分糾錯工作。
本書在編寫過程中，還得到了陸軍工程大學(xué)通信工程學(xué)院關(guān)宇教授的大力支持和幫助，編者在此表示深深的謝意。
由于編者水平有限，書中難免存在一些疏漏，懇請廣大讀者不吝賜教。
作 者
2022年3月
本書以三大變換(拉普拉斯變換、傅里葉變換和z變換)為主線，描述了信號與系統(tǒng)的基本理論和分析方法，同時將經(jīng)典理論與現(xiàn)代計算技術(shù)相結(jié)合，以期增強讀者對本課程知識點的理解與掌握。本書每章的最后一節(jié)為MATLAB仿真內(nèi)容，以幫助讀者學(xué)習(xí)、掌握和應(yīng)用MATLAB知識，提高計算和作圖能力。
本書概念清晰、系統(tǒng)性強、特色鮮明，符合當(dāng)前強調(diào)素質(zhì)教育的教學(xué)改革要求。全書敘述流暢，深入淺出，使用方便，便于自學(xué)。
本書可作為高校通信、自動控制、電子信息類專業(yè)本科教材，對相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員也是一本有益的自學(xué)教材和參考用書。
第1章 信號與系統(tǒng) 1
1.1 信號與系統(tǒng)概述 1
1.2 信號及其分類 1
1.3 典型信號 4
1.3.1 常用連續(xù)信號 4
1.3.2 奇異信號 7
1.4 連續(xù)信號的運算 13
1.4.1 時移、折疊、尺度 13
1.4.2 微分與積分 15
1.4.3 信號的加(減)、乘(除) 16
1.5 連續(xù)信號的分解 17
1.5.1 規(guī)則信號的分解 17
1.5.2 信號的直流與交流分解18
1.5.3 信號的奇偶分解 18
1.5.4 任意信號的分解 20
1.6 系統(tǒng)及其響應(yīng) 21
1.6.1 系統(tǒng)的定義 21
1.6.2 系統(tǒng)的初始狀態(tài) 22
1.6.3 系統(tǒng)的響應(yīng) 23
1.7 系統(tǒng)的分類 24
1.7.1 動態(tài)系統(tǒng)與靜態(tài)系統(tǒng) 24
1.7.2 因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng) 25
1.7.3 連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng) 25
1.7.4 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng) 26
1.7.5 時變系統(tǒng)與非時變系統(tǒng) 27
1.8 LTI系統(tǒng)分析方法 28
1.8.1 LTI系統(tǒng)模型 28
1.8.2 LTI系統(tǒng)分析方法 29
1.8.3 LTI系統(tǒng)的微、積分性質(zhì) 29
1.9 基于MATLAB的信號描述及其運算30
1.9.1 常用信號的MATLAB程序30
1.9.2 信號運算的MATLAB程序36
習(xí)題 41
第2章 連續(xù)時間信號和系統(tǒng)的時域分析 46
2.1 LTI系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與傳輸算子 46
2.1.1 建立LTI系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 46
2.1.2 用算子符號表示微分方程 47
2.1.3 用算子電路建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型49
2.1.4 傳輸（轉(zhuǎn)移）算子H（p）51
2.2 LTI因果系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 52
2.2.1 零輸入響應(yīng) 52
2.2.2 初始條件標(biāo)準(zhǔn)化 55
2.3 LTI因果系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 57
2.3.1 單位沖激響應(yīng)h(t) 57
2.3.2 系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)yzs(t) 59
2.4 卷積及其性質(zhì) 60
2.4.1 卷積 60
2.4.2 任意函數(shù)與δ(t)、u(t)卷積 61
2.4.3 卷積的性質(zhì)62
2.4.4 卷積的圖解法63
2.4.5 卷積的微分與積分性質(zhì)65
2.5 LTI因果系統(tǒng)的全響應(yīng)及其經(jīng)典方法求解 67
2.5.1 全響應(yīng) 67
2.5.2 全響應(yīng)的其他分解68
*2.5.3 經(jīng)典法求解系統(tǒng)微分方程 69
2.6 基于MATLAB的時域分析 71
2.6.1 求系統(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 71
2.6.2 利用擴展函數(shù)convwthn求時域卷積 71
2.6.3 響應(yīng)時域求解的MATLAB程序74
習(xí)題 74
第3章 連續(xù)時間信號和系統(tǒng)的頻域表示與分析 80
3.1 周期信號的傅里葉級數(shù)分析 80
3.1.1 三角形式的傅里葉級數(shù) 81
3.1.2 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù) 83
3.1.3 周期矩形脈沖頻譜 85
3.1.4 周期T及脈沖寬度τ對頻譜的影響 87
3.1.5 周期信號的頻譜特點 87
*3.2 周期信號的對稱性 88
3.2.1 信號對稱性與傅里葉級數(shù)系數(shù)關(guān)系 88
3.2.2 坐標(biāo)軸的影響 93
3.3 非周期信號的頻譜——傅里葉變換 95
3.3.1 從傅里葉級數(shù)到傅里葉變換 95
3.3.2 常用函數(shù)的傅里葉變換對 97
3.3.3 傅里葉系數(shù)Fn與頻譜函數(shù)F(ω)的關(guān)系 101
3.4 傅里葉變換性質(zhì)及定理 102
3.5 LTI系統(tǒng)的頻域分析 118
3.5.1 系統(tǒng)的頻響函數(shù) 118
3.5.2 系統(tǒng)的頻域分析 121
3.6 無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng) 123
*3.7 理想低通濾波器與物理可實現(xiàn)系統(tǒng) 126
3.7.1 理想低通濾波器及其沖激響應(yīng) 127
3.7.2 理想低通濾波器的階躍響應(yīng) 127
3.7.3 頻帶寬度 132
3.7.4 物理可實現(xiàn)系統(tǒng) 133
3.8 時域采樣與恢復(fù)（插值） 134
3.8.1 時域采樣 135
3.8.2 采樣定理 136
3.8.3 原信號的恢復(fù) 137
3.9 基于MATLAB的頻域分析 139
3.9.1 周期信號的傅里葉級數(shù)展開與合成 139
3.9.2 常用信號傅里葉正、反變換MATLAB程序 142
3.9.3 傅里葉變換性質(zhì)的MATLAB程序 146
3.9.4 時域采樣與恢復(fù)的MATLAB程序 150
習(xí)題 152
第4章 連續(xù)時間信號和系統(tǒng)的復(fù)頻域表示與分析 163
4.1 拉普拉斯變換 163
4.1.1 單邊拉普拉斯變換 163
4.1.2 常用函數(shù)的單邊拉普拉斯變換 165
4.1.3 雙邊拉普拉斯變換 167
4.1.4 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系 169
4.2 拉普拉斯變換的性質(zhì)與定理 169
4.3 拉普拉斯反變換 180
4.3.1 m
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