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| 編輯推薦： |
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
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| 內容簡介： |
本书基本遵循“从信号到系统”“从时域到变换域”“从连续到离散” 3个维度阐明信号与线性系统分析的基本原理和方法。全书共9章，具体 包括信号与系统的基本概念、连续时间信号与系统的时域分析、连续时 间信号的频域分析、连续时间系统的频域分析、连续时间信号与系统的 复频域分析、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的 z 域分析、状态变量分析法、MATLAB 在信号与系统分析中的应用。 全书各章节之间的内容组织有序、逻辑严谨，在每章末配有“教师导航”。
本书配有教学视频。视频以信号与系统的基本概念、基本原理和分 析方法为主线，融合了信息和通信领域的前沿技术的高阶内容和虚拟仿 真实验。在本书相应知识点处配有与之对应的教学视频二维码。 本书可作为普通高校通信工程、电子信息工程、自动化和计算机等 专业的教材，也可作为相关领域的科技工作者和社会学习者的参考书。
本书配有以下教学资源：教学课件、教学大纲、试题试卷、习题答案、教学视频。欢迎选用本书作教材的教师，登录www.cmpedu.com注 册后下载，或加微信（13910750469）联系索取（注明学校、姓名）。
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| 目錄：
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前言
第 1 章 信号与系统的基本概念 1
1.1 信号及其描述方式 1
1.2 信号的分类 1
1.3 常用单元信号 4
1.3.1 常用连续信号 4
1.3.2 常用奇异信号 6
1.4 信号的基本运算 12
1.4.1 信号的和与积运算 12
1.4.2 信号的时移运算 13
1.4.3 信号的尺度变换运算 13
1.4.4 信号的反转运算 14
1.4.5 信号的微分、积分运算 15
1.5 信号的分解与合成 17
1.6 系统及其描述方式 20
1.6.1 系统 20
1.6.2 系统的描述方式 20
1.7 系统的分类 22
习题 1 27
教师导航 33
第 2 章 连续时间信号与系统的时域分析 34
2.1 LTI 连续系统的数学模型及其解 34
2.1.1 LTI 连续系统数学模型的建立 34
2.1.2 微分方程的经典解 36
2.1.3 零输入响应与零状态响应 40
2.1.4 系统全响应求解实例 41
2.2 单位冲激响应和单位阶跃响应 45
VI 信号与线性系统分析基础
2.2.1 单位冲激响应 45
2.2.2 求解 LTI 连续系统单位冲激响应的方法 46
2.2.3 单位阶跃响应及其求解方法 51
2.3 卷积方法和 LTI 连续系统的零状态响应 52
2.3.1 将任意信号表示为无穷多冲激信号之和 53
2.3.2 任意信号作用下 LTI 连续系统的零状态响应 54
2.3.3 卷积积分的计算方法 56
2.4 卷积积分的性质 58
2.4.1 卷积积分代数运算 59
2.4.2 卷积积分的微分、积分性质 61
2.4.3 卷积积分的再现性质 62
习题 2 64
教师导航 69
第 3 章 连续时间信号的频域分析 71
3.1 周期信号的傅里叶级数 71
3.1.1 三角函数形式的傅里叶级数 71
3.1.2 傅里叶级数的特性 73
3.1.3 指数形式的傅里叶级数 78
3.2 周期矩形脉冲信号的频谱 80
3.2.1 周期信号的频谱 80
3.2.2 周期矩形脉冲信号的频谱 82
3.2.3 周期矩形脉冲信号的频谱结构 84
3.2.4 周期信号频谱的特点 85
3.3 傅里叶变换和非周期信号的频谱 85
3.3.1 频谱密度函数85
3.3.2 典型非周期信号的傅里叶变换 87
3.4 傅里叶变换性质 91
3.5 周期信号的傅里叶变换 104
3.5.1 周期信号的傅里叶变换的一般形式 105
3.5.2 傅里叶系数与傅里叶变换 106
3.6 能量谱和功率谱、帕塞瓦尔定理107
3.6.1 周期信号的功率、帕塞瓦尔恒等式 107
3.6.2 非周期信号的能量谱、帕塞瓦尔定理 108
3.6.3 非周期信号的功率谱 109
习题 3.110
目 录 VII
教师导航 117
第 4 章 连续时间系统的频域分析 118
4.1 频率响应函数 118
4.2 非正弦周期信号作用于 LTI 连续系统的稳态响应 120
4.3 非周期信号作用于 LTI 连续系统的零状态响应 122
4.4 无失真传输 123
4.5 理想低通滤波器 125
4.5.1 理想低通滤波器的单位冲激响应 125
4.5.2 理想低通滤波器的单位阶跃响应 127
4.5.3 系统的物理可实现性 128
4.6 抽样和抽样定理 128
4.6.1 信号的时域抽样 129
4.6.2 抽样信号的频谱 129
4.6.3 时域抽样定理 131
4.6.4 频域抽样定理 133
习题 4.134
教师导航 139
第 5 章 连续时间信号与系统的复频域分析 140
5.1 拉普拉斯变换 140
5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换140
5.1.2 收敛域141
5.1.3 单边拉普拉斯变换143
5.2 拉普拉斯变换的性质145
5.3 拉普拉斯逆变换 156
5.3.1 查表法156
5.3.2 部分分式展开法 157
5.4 连续系统的复频域分析 163
5.4.1 微分方程的复频域求解 164
5.4.2 电路的 s 域模型及分析 165
5.5 系统函数169
5.5.1 系统函数的概念 169
5.5.2 系统的 s 域框图 171
5.5.3 互联系统的系统函数 171
5.5.4 系统函数的零、极点分析173
5.6 LTI 连续系统的因果性与稳定性 177
VIII 信号与线性系统分析基础
5.6.1 因果性177
5.6.2 稳定性177
5.7 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 178
习题 5.180
教师导航 184
第 6 章 离散时间信号与系统的时域分析185
6.1 离散时间信号 185
6.1.1 离散时间信号的描述 185
6.1.2 离散时间信号的基本运算 186
6.1.3 常用离散时间信号188
6.2 离散系统191
6.2.1 离散系统的描述 191
6.2.2 离散系统数学模型的建立 192
6.2.3 离散系统的分类 193
6.3 常系数线性差分方程的解195
6.3.1 差分方程的齐次解.195
6.3.2 差分方程的特解 198
6.3.3 LTI 离散系统的零输入响应、零状态响应和全响应 199
6.4 离散系统的单位样值响应和单位阶跃响应 201
6.4.1 单位样值响应 201
6.4.2 单位阶跃响应 204
6.5 卷积和与 LTI 离散系统的零状态响应 204
6.5.1 卷积和204
6.5.2 LTI 离散系统的零状态响应 208
6.5.3 卷积和的性质 210
习题 6.211
教师导航 214
第 7 章 离散时间信号与系统的 z 域分析 216
7.1 z 变换 216
7.1.1 z 变换的定义 216
7.1.2 z 变换的收敛域217
7.1.3 常用序列的 z 变换 220
7.2 z 变换的基本性质 222
7.3 逆 z 变换 236
7.3.1 利用 z 变换性质求原序列 236
目 录 IX
7.3.2 幂级数展开法 237
7.3.3 部分分式展开法 238
7.3.4 围线积分法 242
7.4 z 域分析 243
7.4.1 差分方程 z 域变换解 243
7.4.2 系统函数 H(z) 247
7.4.3 系统的 z 域框图 249
7.4.4 s 域和 z 域的关系 250
7.4.5 离散系统的稳定性和因果性 252
习题 7.254
教师导航 259
第 8 章 状态变量分析
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| 內容試閱：
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前 言
“信号与系统”课程是通信、信息类专业的学科基础核心课程，该课程构筑了从基 础理论课程到工程专业课程之间的桥梁，在相关本科专业课程设置中具有承上启下、 举足轻重的地位。为了满足课程的教学需求，我们编写了《信号与线性系统分析基础》 一书。
全书共 9 章。第 1 章为总论，介绍关于信号、系统的基本概念，具体涉及信号、系 统的描述、分类、性质等。第 2～7 章基本遵循“从信号到系统”“从时域到变换域”“从连 续到离散”3 个维度阐明信号与线性系统分析的基本原理和方法，主要从输入-输出角 度阐述信号与线性系统的原理和分析方法，强调系统的外部特性。第 2 章阐述连续时 间信号与系统的时域分析；第 3 章从周期信号的傅里叶级数到非周期和周期信号的傅 里叶变换，阐明了连续时间信号的频域分析；第 4 章在连续时间信号的频域分析基础 上，阐述了连续时间系统的傅里叶分析；第 5 章将频域分析从虚轴扩展到整个复平面， 阐明了基于拉普拉斯变换的连续时间信号与系统的复频域分析；第 6 章介绍了离散时 间信号与系统的时域分析，与第 2 章是并行的；第 7 章从拉普拉斯变换过渡到 z 变换， 阐述了离散时间信号与系统的变换域 (z 域) 分析，与第 5 章是并行的；第 8 章的状态 变量分析法从反映系统内部特性这一角度阐述线性系统的分析方法；第 9 章简明介绍 了利用 MATLAB 软件分析信号与系统，使得关于信号与系统分析较为抽象的原理和 方法变得更为具体和形象，从而帮助读者对抽象理论获得感性认识。本书在每章末配 有“教师导航”，以帮助读者梳理本章内容。
本书是课程组全体教师近年在对“信号与系统”课程进行教学改革的基础上编写 而成的，并配备了时长约 1400 min 的教学视频。视频以信号与系统的基本概念、基本 原理和分析方法为主线，融合了信息和通信领域的前沿技术，录制了部分与时俱进的 高阶内容，以帮助读者领略本书所阐述的信号与系统的基本原理和分析方法在专业领 域的具体应用。视频还融合了虚拟仿真实验，以增强读者对信号与系统分析相关理论 的感性认识。在本书相应知识点处配有与之对应的教学视频二维码，而高阶内容和虚 拟仿真实验的二维码则附在相应的“教师导航”栏目处。
为方便读者对照阅读和理解，本书仿真图中的图形符号均保留软件所生成的图形。
全书由刘秀环统稿和定稿。刘秀环负责编写第 1～4 章、第 6～8 章内容，以及连续 时间信号与系统分析基本内容的视频录制。王海燕负责编写第 5、9 章内容，以及离散 时间信号与系统分析基本内容的视频录制。参与编写和视频录制的还有王雪、田雅男 和陈绵书。本书的完成得到了相关人员和部门的大力支持。首先向课程组前辈林梓老师的前 期积累和贡献表示最深切的敬意和最真诚的感谢！东北师范大学数学与统计学院赵宏 亮老师对本书的编排和图形绘制做了大量的工作。同时，吉林大学教务处和吉林大学 通信工程学院对本书的完成给予了极大支持！在此一并深表感谢！
编 者
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