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本教材为重庆市精品课程、重庆市（省级）精品资源共享课程、重庆市高校一流本科课程示范案例，书中配有大量的例题和习题、实验题，使读者从基本理论过渡到实际应用。
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| 內容簡介： |
本书共7章，即信号与系统的基本概念、连续时间系统的时域分析、连续时间信号与系统的频域分析、连续时间信号与系统的复频域分析、离散时间系统的时域与频域分析、离散系统的Z域分析、系统分析的状态变量法。
本书着重讲述连续时间与离散时间信号与系统的表示与分析方法、两类信号与系统的相似关系以及它们之间的内在联系或转换，侧重介绍信号处理中较完善的基本方法和基本理论； 引入MATLAB作为信号与系统分析的工具，将课程中的重点、难点用MATLAB进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解。书中配有大量的例题、习题和实验题，使读者能较好地从基本理论过渡到实际应用。
本书可作为高等工科院校电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、计算科学与技术、生物医学工程等专业的教材，还可供有关科技人员学习参考。
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| 目錄：
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第1章信号与系统的基本概念
1.1信号的定义与分类
1.1.1信号的定义
1.1.2信号的分类
1.2基本的连续时间和离散时间信号
1.2.1单位阶跃信号与单位冲激信号
1.2.2正弦型信号与正弦型序列
1.2.3指数型信号与指数型序列
1.2.4单位门信号
1.2.5符号信号
1.2.6单位斜坡信号
1.2.7抽样信号
1.3信号的基本运算与波形变换
1.3.1信号的基本运算
1.3.2自变量变换导致的信号变换
1.3.3信号的分解
1.4系统的描述及其分类
1.4.1系统的概念
1.4.2系统模型
1.4.3系统的基本连接方式
1.4.4系统模拟
1.4.5系统的分类
1.5线性时不变系统的性质
1.5.1齐次性
1.5.2叠加性
1.5.3线性性
1.5.4时不变性
1.5.5微分性（或差分性）
1.5.6积分性（或累加和性）
1.6信号与系统分析概述
1.6.1信号分析方法
1.6.2系统分析方法
1.7信号及其运算的MATLAB实现
1.7.1连续时间信号的MATLAB实现
1.7.2离散时间信号的MATLAB实现
1.7.3连续时间信号的基本运算与波形变换的MATLAB实现
1.7.4离散序列的基本运算与波形变换的MATLAB实现
1.7.5信号的分解MATLAB实现
习题
MATLAB实验
第2章连续时间系统的时域分析
2.1线性连续系统的描述及其响应
2.1.1LTI系统的微分方程描述
2.1.2经典时域分析方法
2.1.3零输入响应与零状态响应
2.1.4关于初始状态的讨论
2.2冲激响应和阶跃响应
2.2.1冲激响应
2.2.2阶跃响应
2.3卷积积分及其应用
2.3.1卷积积分的定义
2.3.2任意信号的冲激表示
2.3.3用卷积积分计算线性时不变系统的零状态响应
2.3.4卷积的计算——图形扫描法
2.3.5卷积积分的性质
2.4利用MATLAB进行LTI连续系统的时域分析
2.4.1利用MATLAB求LTI连续系统的响应
2.4.2利用MATLAB求LTI连续系统的冲激响应和阶跃响应
2.4.3利用MATLAB实现连续时间信号的卷积
习题
MATLAB实验
第3章连续时间信号与系统的频域分析
3.1信号分解为正交函数
3.1.1正交函数集
3.1.2信号的正交分解与最小均方误差
3.2周期信号的傅里叶级数及基本性质
3.2.1傅里叶级数的三角函数形式
3.2.2傅里叶级数的指数形式
3.2.3函数的对称性与傅里叶系数的关系
3.2.4傅里叶级数的基本性质
3.3周期信号的频谱
3.3.1周期信号频谱的特点
3.3.2周期矩形脉冲的频谱
3.3.3周期信号的功率谱
3.4非周期信号的频谱
3.5常用非周期信号的傅里叶变换
3.5.1单位冲激
3.5.2冲激函数导数
3.5.3单位直流信号
3.5.4单位阶跃信号
3.5.5符号函数
3.5.6矩形脉冲信号
3.5.7虚指数函数
3.5.8周期信号
3.5.9高斯函数信号
3.6傅里叶变换的性质
3.6.1线性性质
3.6.2奇偶特性
3.6.3正反变换的对称性
3.6.4尺度变换（展缩性质或波形的缩放特性）
3.6.5时移特性
3.6.6频移特性
3.6.7卷积定理
3.6.8时域微分和积分性质
3.6.9频域微分和频域积分
3.6.10能量谱和功率谱
3.7傅里叶反变换
3.7.1利用傅里叶变换对称特性
3.7.2部分分式展开
3.7.3利用傅里叶变换性质和常见信号的傅里叶变换对
3.8LTI系统的频域分析
3.8.1频率响应
3.8.2信号无失真传输
3.8.3理想低通滤波器的响应
3.9希尔伯特变换
3.9.1因果时间函数的傅里叶变换的实部或虚部自满性
3.9.2连续时间解析信号的希尔伯特变换表示法
3.9.3希尔伯特变换的性质
3.10调制与解调
3.10.1正弦幅度调制和解调
3.10.2脉冲幅度调制
3.11连续时间信号的抽样
3.11.1周期抽样
3.11.2抽样的时域表示
3.11.3时域抽样定理
3.11.4连续时间信号的重建
3.11.5信号的频域抽样
3.12用MATLAB进行连续时间信号与系统的频域分析
3.12.1周期信号的傅里叶级数MATLAB实现
3.12.2周期信号频谱分析MATLAB实现
3.12.3非周期信号频谱分析MATLAB实现
3.12.4傅里叶变换性质MATLAB实现
3.12.5系统的频率特性的MATLAB实现
3.12.6连续信号的抽样及重构MATLAB实现
3.12.7利用MATLAB实现连续时间信号的相关分析
习题
MATLAB实验
第4章连续时间信号与系统的复频域分析
4.1拉普拉斯变换
4.1.1拉普拉斯变换的定义
4.1.2拉普拉斯变换的收敛域
4.1.3常用信号的拉普拉斯变换
4.2拉普拉斯变换的性质
4.2.1线性性质
4.2.2时移（延时）特性
4.2.3尺度变换（展缩性质）
4.2.4频移特性
4.2.5时域微分定理
4.2.6时域积分定理
4.2.7S域微分定理
4.2.8S域积分定理
4.2.9初值定理
4.2.10终值定理
4.2.11时域卷积定理
4.3拉普拉斯反变换
4.3.1逆变换表法
4.3.2部分分式展开法（海维塞展开法）
4.3.3围线积分法（留数法）
4.3.4应用拉普拉斯变换的性质求反变换
4.4LTI系统的复频域分析
4.4.1微分方程的拉普拉斯变换解法
4.4.2拉普拉斯变换法分析电路、S域元件模型
4.5系统函数H（s）
4.5.1H（s）的定义与性质
4.5.2利用系统函数H（s）求解连续时间LTI系统的响应
4.5.3系统的方框图表示与模拟
4.5.4系统函数的零、极点与系统特性的关系
4.6系统的稳定性
4.6.1系统稳定的概念
4.6.2稳定性判据
4.7用MATLAB进行连续时间信号与系统的复频域分析
4.7.1用MATLAB绘制拉普拉斯变换的曲面图
4.7.2用MATLAB实现拉普拉斯变换零、极点分布对曲面图的影响
4.7.3利用MATLAB绘制连续系统零、极点图
4.7.4利用MATLAB实现拉普拉斯反变换
4.7.5利用MATLAB实现连续系统零、极点分布与系统冲激响应
时域特性关系
4.7.6利用MATLAB实现几何向量法分析连续系统频率响应
习题
MATLAB实验
第5章离散时间系统的时域与频域分析
5.1离散时间系统
5.1.1离散时间系统的基本概念
5.1.2离散时间系统的描述
5.1.3差分方程算子表示形式
5.2离散时间系统的时域分析
5.2.1迭代法
5.2.2经典解法
5.2.3零输入响应和零状态响应
5.2.4用卷积和求零状态响应
5.3离散时间信号与系统的频域响应
5.3.1周期离散时间信号的离散傅里叶级数表示
5.3.2非周期离散时间信号的离散时间傅里叶变换
5.3.3周期序列的离散时间傅里叶变换
5.3.4离散时间傅里叶变换的性质
5.3.5离散时间LTI系统的频域分析
5.4用MATLAB进行离散时间系统的时域与频域分析
5.4.1用MATLAB实现离散时间序列卷积
5.4.2用MATLAB实现离散时间系统的单位响应
5.4.3用MATLAB求LTI离散系统的响应
5.4.4用MATLAB求离散信号的频谱分析
习题
MATLAB实验
第6章离散系统的Z域分析
6.1Z变换
6.1.1Z变换的定义及其收敛域
6.1.2典型序列的Z变换及其与收敛域的对应关系
6.1.3Z变换与拉普拉斯变换的关系
6.2Z变换的性质
6.2.1线性性质
6.2.2移位特性
6.2.3尺度变换
6.2.4初值定理
6.2.5终值定理
6.2.6卷积定理
6.3Z反变换
6.3.1幂级数展开法（长除法）
6.3.2部分分式展开法
6.3.3围线积分法（留数法）
6.4离散时间系统的Z域分析
6.4.1利用Z变换求解差分方程
6.4.2离散系统函数
6.4.3离散系统的稳定性
6.5离散时间系统的Z域模拟图
6.5.1离散时间系统的连接
6.5.2离散时间系统的Z域模拟图
6.6用MATLAB进行离散系统的Z域分析
6.6.1利用MATLAB绘制离散系统的零、极点图
6.6.2利用MATLAB分析离散系统的零、极点图分布与系统单位响应
时域特性的关系
6.6.3利用系统函数求解离散系统差分方程的MATLAB
6.6.4利用MATLAB实现Z域的部分分式展开式
6.6.5利用MATLAB实现Z变换和Z反变换
习题
MATLAB实验
第7章系统分析的状态变量法
7.1状态方程
7.1.1状态变量和状态方程
7.1.2状态方程的一般形式
7.2连续系统状态方程的解
7.2.1状态方程的时域求解
7.2.2状态方程的复频域求解
7.3离散系统的状态变量分析
7.3.1离散系统状态方程的建立
7.3.2状态方程的时域解
7.3.3状态方程的Z变换解
7.4MATLAB在系统状态变量分析中的应用
7.4.1MATLAB实现系统微分方程到状态方程的转换
7.4.2MATLAB实现由系统状态方程计算系统函数矩阵
7.4.3用MATLAB求解连续时间系统的状态方程
7.4.4用MATLAB求解离散时间系统的状态方程
习题
MATLAB实验
参考文献
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| 內容試閱：
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“信
号与系统”是电子信息类、电气类及相关专业的学科重要技术基础课程之一，它主要研究信号与系统分析的基本理论和方法，是数字信号处理、通信原理、数字通信、数字图像处理、自动控制原理等相关课程的基础，在教学计划中起着承前启后的作用。
为适应新时期高等教育人才培养的需要，根据我国当前本学科领域课程设置与教学改革的实际情况，以及电子信息类、电气类及相关专业培养目标和培养要求，编者结合教学实践，在前两版的基础上进行了修订，在保持前两版框架体系、主要内容及基本特色的基础上，认真修订了错误和疏漏，本次再版主要进行了如下修改和补充：
（1） 注意前后章节的一致性，在第5章的离散时域分析中增加了单位序列响应求解。
（2） 在保持原有内容完整性的前提下，在第2章和第5章均增加了算子转移方法。
（3） 为了加强学生对基本概念的理解以及在通信、信号处理等领域中的实际应用，适当地增加了各章例题的数量，
使学生能够通过例题的学习做到举一反三。
第3版仍由7章组成。本书由余成波、杨凡、黄杰、张云翔主编。王文涛、左立昕参加了书中部分图形的绘制工作。
第3版是在前两版的基础上改写的，并利用了前两版的部分材料，同时得到了重庆市教育委员会资助（重庆市（省级）精品资源共享课）、重庆理工大学（一流本科课程建设项目0107239675，高等教育教学改革研究一般项目0107230159）资助
，而且在使用过程中得到了社会各界使用者的信息反馈。在此向相关同志表示衷心感谢！
本书难免存在错误或不足之处，敬请广大同行与读者给予批评与指正。
编者2024年6月
近
年来，随着信息科学与技术的迅速发展，新的信号处理和分析技术不断涌现。信息科学与技术研究的核心内容主要是信息的获取、传输、处理、识别及综合等，信号是信息的载体，系统是信息处理的手段。因此，作为研究信号与系统基本理论和方法的信号与系统课程，必须与信息科学技术的发展趋势相一致。为此，作者结合多年教学改革与实践成果，收集和整理国内外最新教材，对这部教科书进行了适时的修订再版。
与初版书相比，再版书的内容有大量改动，着重讲述了连续时间与离散时间信号与系统的表示与分析方法、两类信号与系统之间的相似关系、内在联系和转换，侧重介绍信号处理中较完善的基本方法和基本理论； 引入MATLAB作为信号与系统分析的工具，将课程中的重点、难点用MATLAB进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解。书中配有大量的例题、习题和实验题，使读者能较好地从基本理论过渡到实际应用。
本书第2版仍由7章组成。但各章的顺序与初版书有所不同，全书由余成波教授统稿。参加编写的有重庆工学院余成波、陶红艳（第1~4章），重庆工学院陈学军(第5章、第6章)，重庆大学张睿（第7章）。翟峰、高云等同志参加了本书审核与编排工作。
再版书是在初版书的基础上改写的，并利用了初版书的部分材料。
全书的错误和缺点由全体编者共同负责，欢迎广大的同行与读者提出宝贵意见。
编者2007年6月
“信
号与系统”是高等工科院校电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、计算科学与技术、生物医学工程等专业的一门重要的技术基础课程，其应用领域非常广泛，几乎遍及电类及非电类的各个工程技术学科。随着科学的进步，特别是近年来高集成度与高速数字技术的飞跃发展，新材料、新工艺和新器件的不断出现，使各技术学科领域和现代化工业的面貌发生了巨大的变化。当今科技革命的特征是以信息技术为核心，促使社会由电气化时代进入信息时代，并以知识密集产业作为主体产业。
在人类面临21世纪的新问题、新技术和新机遇的挑战所进行的教育改革中，加强素质培养，淡化专业，拓宽基础，促进各学科与专业的交叉与渗透已成为不可逆转的世界潮流。为了适应我国社会主义现代化建设和以信息技术为核心的高新技术迅猛发展的需要，贯彻我国西部地区发展战略和当今的教学规律，依据我国当前电气工程学科课程设置与教学改革的实际情况，把传统的
“信息与系统”课程的教学内容与“数字信号处理”课程的内容及体系进行适当选择和裁剪组合，形成该《信号与系统》教材，突出了信号与系统课程最重要的概念与基本的理论和方法，可适应较少学时的教学要求，为信号处理理论与技术日益广泛应用于电气工程领域的发展奠定的基础理论知识，并直接与数字信号处理的基本理论和方法相衔接。使读者有可能在最短的时间内获得最大的信息量，培养工作能力，这样既有利于教学（提高质量），又有利于科技人员（学以致用）。
全书共分7章。内容包括信号与系统的基本概念、连续时间系统的时域分析、连续时间信号与系统的频域分析、连续时间信号与系统的复频域分析、离散时间系统的时域与频域分析、离散系统的Z域分析、系统分析的状态变量法。建议课堂教学54学时，不同的读者可根据各自的实际情况要求进行补充与删减。
全书由余成波教授统稿。参加编写的有余成波（第1~4章），张莲（第5、6章），邓力（第7章），陶红艳、刘东、刘江生等同志参加了本书的审核与编排工作。
本书在编写过程中得到了学院领导自始至终的大力支持和帮助。许多兄弟院校的同行为本书的编写提出了许多宝贵意见并提供了帮助。在此，一并表示衷心的感谢。
本书作为高等工科院校电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、计算科学与技术等专业的教材，也可供自学考试及成人教育有关专业选用，还可供有关科技人员学习参考。
由于编者的水平有限，书中难免有错误或不足之处，敬请广大的同行与读者给予批评指正。
编者2004年2月
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