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目录1

第1章 信号与系统分析导论1

1.1 信号的描述及分类1

1.1.1 信号的定义与描述1

1.1.2 信号的分类和特性2

1.2 系统的描述及分类5

1.2.1 系统的数学模型5

1.2.2 系统的分类6

1.2.3 系统联结12

1.3 信号与系统分析概述13

1.3.1 信号与系统分析的基本内容与方法13

1.3.2 信号与系统理论的应用15

习题16

第2章 信号的时域分析19

2.1 连续时间信号的时域描述19

2.1.1 典型普通信号19

2.1.2 奇异信号22

2.2 离散时间信号时域描述30

2.2.1 离散时间信号的表示30

2.2.2 基本离散序列30

2.3 连续时间信号的基本运算35

2.4 离散时间信号的基本运算41

2.5 确定信号的时域分解44

2.6.1 连续信号的MATLAB表示48

2.6 信号的MATLAB表示48

2.6.2 离散信号的MATLAB表示50

2.6.3 信号基本运算的MATLAB实现52

习题54

MATLAB习题59

第3章 系统的时域分析61

3.1 线性时不变系统的描述及特点61

3.1.1 连续时间系统的数学描述61

3.1.2 离散时间系统的数学描述63

3.1.3 线性时不变系统65

3.2 连续时间LTI系统的响应68

3.2.1 经典时域分析方法68

3.2.2 连续LTI系统的零输入响应70

3.2.3 连续LTI系统的零状态响应72

3.3 连续系统的冲激响应73

3.4 卷积积分75

3.4.1 卷积的计算75

3.4.2 卷积的性质79

3.4.3 奇异信号的卷积81

3.5 离散时间系统的响应82

3.5.1 迭代法82

3.5.2 经典法求解差分方程83

3.5.3 离散LTI系统的零输入响应85

3.5.4 离散LTI系统的零状态响应86

3.6 离散系统的单位脉冲响应87

3.7.1 序列卷积和的图形计算89

3.7 序列卷积和89

3.7.2 列表法计算序列卷积和91

3.7.3 序列卷积的性质92

3.8 冲激响应表示的系统特性94

3.8.1 级联系统的冲激响应94

3.8.2 并联系统的冲激响应95

3.8.3 因果系统97

3.8.4 稳定系统98

3.9 利用MATLAB进行系统的时域分析100

习题105

MATLAB习题113

4.1.1 指数形式的Fourier级数115

第4章 周期信号的频域分析115

4.1 连续时间信号的Fourier级数115

4.1.2 三角形式的Fourier级数116

4.1.3 Fourier级数的收敛条件119

4.1.4 信号的对称性和Fourier系数的关系121

4.2 连续时间Fourier级数的基本性质125

4.3 连续周期信号的频谱分析128

4.3.1 周期信号频谱的概念128

4.3.2 相位谱的作用131

4.3.3 信号的有效带宽132

4.3.4 周期信号的功率谱133

4.4.1 周期序列的离散Fourier级数135

4.4 离散Fourier级数135

4.4.2 DFS的基本性质137

4.5 周期信号频域分析的MATLAB实现138

习题142

NATLAB习题146

第5章 非周期信号的频域分析147

5.1 连续非周期信号的频谱147

5.2 常见连续信号的频域分析150

5.2.1 常见非周期信号的频谱150

5.2.2 常见周期信号的频谱154

5.3 连续时间Fourier变换的性质157

5.4 离散时间Fourier变换169

5.5 离散时间Fourier变换的主要性质171

5.6 非周期信号频域分析的MATLAB实现174

习题177

MATLAB习题182

第6章 系统的频域分析184

6.1 连续非周期信号通过系统响应的频域分析184

6.1.1 连续系统的频率响应184

6.1.2 微分方程描述的LTI系统响应187

6.1.3 电路系统的响应189

6.2 连续周期信号通过系统响应的频域分析190

6.2.1 正弦信号通过系统的响应190

6.2.2 任意周期信号通过系统的响应191

6.3.1 无失真传输系统192

6.3 无失真传输系统与理想滤波器192

6.3.2 理想滤波器194

6.4 时域抽样与抽样定理199

6.4.1 信号的时域抽样199

6.4.2 时域抽样定理200

6.4.3 信号的重建203

6.5 离散系统的频域分析204

6.6 利用MATLAB分析系统的频率响应206

习题208

MATLAB习题211

7.1.1 Laplace变换213

7.1 连续时间信号的复频域分析213

第7章 连续时间信号与系统的复频域分析213

7.1.2 单边Laplace变换的收敛域215

7.1.3 常用信号的Laplace变换217

7.1.4 单边Laplace变换的性质219

7.1.5 Laplace反变换228

7.1.6 双边Laplace变换233

7.2 连续时间系统响应的复频域分析237

7.2.1 微分方程的复频域求解237

7.2.2 电路的复频域模型239

7.3 连续时间系统函数与系统特性241

7.3.1 系统函数241

7.3.2 系统函数的零极点分布243

7.3.3 系统函数与系统特性的关系244

7.4 连续系统的模拟248

7.4.1 系统的联结248

7.4.2 连续系统的模拟250

7.5 利用MATLAB进行连续系统的复频域分析255

7.5.1 MATLAB实现部分分式展开式255

7.5.2 H（s）的零极点与系统特性的MATLAB计算257

习题258

MATLAB习题265

第8章 离散时间信号与系统的z域分析267

8.1 离散时间信号的z域分析267

8.1.1 单边z变换267

8.1.2 常用序列的z变换269

8.1.3 单边z变换的主要性质270

8.1.4 单边z反变换277

8.1.5 双边z变换281

8.2 离散时间系统响应的z域分析285

8.3 离散时间系统函数与系统特性288

8.3.1 系统函数及其零极点288

8.3.2 系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系290

8.3.3 系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系291

8.3.4 系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系294

8.4 离散时间系统的模拟295

8.4.1 离散时间系统的联结295

8.4.2 离散时间系统的模拟297

8.5.1 部分分式展开式的MATLAB实现301

8.5 利用MATLAB进行离散系统的z域分析301

8.5.2 利用MATLAB计算H（z）的零极点与系统特性302

习题304

MATLAB习题309

第9章 系统的状态变量分析311

9.1 引言311

9.2 连续时间系统状态方程的建立312

9.2.1 连续时间系统状态方程的普遍形式312

9.2.2 由电路图建立状态方程314

9.2.3 由微分方程建立状态方程315

9.2.4 由系统模拟方框图建立状态方程316

9.3.1 连续时间系统的状态方程的时域求解321

9.3 连续时间系统状态方程的求解321

9.3.2 状态方程的变换域求解323

9.4 状态矢量的线性变换325

9.5 系统的可控制性和可观测性330

9.6 离散系统的状态方程333

9.6.1 离散时间系统状态方程的一般形式333

9.6.2 由差分方程建立状态方程334

9.6.3 由系统方框图或系统函数建立状态方程335

9.7 离散时间系统状态方程的解337

9.7.1 离散状态方程的时域求解337

9.7.2 离散状态方程的变换域求解338

9.8.1 系统微分方程到状态方程的转换342

9.8.2 系统状态方程系统函数矩阵的计算342

9.8 MATLAB在系统状态变量分析中的应用342

9.8.3 利用MATLAB求解连续时间系统的状态方程343

9.8.4 利用MATLAB求解离散时间系统的状态方程344

习题345

第10章 信号处理在通信和生物医学的应用351

10.1 连续时间信号的幅度调制与解调352

10.1.1 抑制载波幅度调制352

10.1.2 同步解调353

10.1.3 含有载波的幅度调制与非同步解调355

10.2 单边带幅度调制358

10.3 频分复用364

10.4 脉冲幅度调制365

10.5 时分多路复用368

10.6 离散时间信号幅度调制370

10.7 利用MATLAB分析信号的调制与解调373

10.8 信号与系统在生物神经网络分析中的应用375

10.8.1 神经元的生理结构和生化组成376

10.8.2 静息状态下的神经元等效电路378

10.8.3 激励状态下的神经元等效电路379

10.8.4 神经网络中神经元等效电路380

10.8.5 Hodgkin和Huxley神经元数学模型381

10.8.6 神经网络中神经元数学模型385

10.8.7 数值计算方法386

习题391

MATLAB习题395

主要参考文献397