信号与系统

　　本书主要阐述确定性信号的时域分析和频域分析，线性时不变系统的描述与特性，以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析，并简要介绍了信号与系统的基本理论和方法在通信系统中的应用。本书根据信息科学与技术发展趋势，结合近年来教学改革的成果，按照连续和离散并行、先时域后变换域的结构体系，对课程的内容做了较大幅度的更新。从信号表示的视角阐述信号的变换，进而引入相应的系统描述，通过分析系统响应揭示信号作用于系统的内在机理，突出了信号变换的数学概念和工程概念，引入MATLAB作为信号与系统分析的工具，淡化了繁杂的计算。 本书可作为高职高专电子信息工程、通信工程、信息工程、自动化、计算机等专业的教材，也可供有关科技工作者自学参考。

　　陈后金教授，博士生导师，北京交通大学电子信息工程学院院长，教学名师，轨道交通虚拟仿真实验中心主任，电子信息实验中心主任，教育部电工电子教学指导委员会副主任，高等学校电路和信号系统研究会副理事长。主要研究方向为数字信号与图像处理等，主持建设了视频公开课、精品资源共享课、精品课程、双语教学示范课程，以及教学团队，主编出版了“十五”“十一五”和“十二五”规划教材，以及精品教材。近年来，主持了30多项国家和省部级研究项目，发表了100多篇研究论文。先后获得了教学成果奖、宝钢优秀教师特等奖、高等学校霍英东青年教师奖，以及多项省部级科技进步奖，被评为教育部新世纪优秀人才、铁道部青年科技拔尖人才、全国优秀教师，享受国务院特殊津贴，入选首批“万人计划”教学名师。

第1章信号与系统分析导论
11信号的描述及分类
111信号的定义与描述
112信号的分类和特性
12系统的描述及分类
121系统的数学模型
122系统的分类
123系统联结
13信号与系统分析概述
131信号与系统分析的基本内容与方法
132信号与系统理论的应用
习题
第2章信号的时域分析
21连续时间信号
211典型普通信号
212奇异信号
22离散时间信号
221离散时间信号的表示
222基本离散序列
23连续时间信号的基本运算
24离散时间信号的基本运算
25确定信号的时域分解
26确定信号的时域表示
27利用MATLAB进行信号的时域分析
271连续信号的MATLAB表示
272离散信号的MATLAB表示
273信号基本运算的MATLAB实现
习题
MATLAB习题
第3章系统的时域分析
31线性时不变系统的描述及其特性
311连续时间系统的数学描述
312离散时间系统的数学描述
313线性时不变系统
32连续时间LTI系统的响应
321经典时域分析方法
322连续时间LTI系统的零输入响应
323连续时间LTI系统的零状态响应
33连续时间LTI系统的单位冲激响应
34卷积积分
341卷积的计算
342卷积的性质
343奇异信号的卷积
35离散时间LTI系统的响应
351迭代法
352经典法求解差分方程
353离散时间LTI系统的零输入响应
354离散时间LTI系统的零状态响应
36离散时间LTI系统的单位脉冲响应
37序列卷积和
371序列卷积和的图形计算
372列表法计算序列卷积和
373序列卷积和的性质
38冲激响应表示的系统特性
381级联系统的冲激响应
382并联系统的冲激响应
383因果系统
384稳定系统
39利用MATLAB进行系统的时域分析
习题
MATLAB习题
第4章周期信号的频域分析
41连续周期信号的傅里叶级数
411周期信号的频域表示
412指数形式的傅里叶级数
413三角形式的傅里叶级数
414傅里叶级数的收敛
415信号的对称性与傅里叶系数的关系
42连续周期信号的频谱
421周期信号频谱的概念
422相位谱的作用
423信号的有效带宽
424周期信号的功率谱
43连续时间傅里叶级数的基本性质
44离散周期信号的频域分析
441周期序列的离散傅里叶级数及其频谱
442DFS的基本性质
45周期信号频域分析的MATLAB实现
习题
MATLAB习题
第5章非周期信号的频域分析
51连续非周期信号的频谱
52常见连续信号的频谱
521常见非周期信号的频谱
522常见周期信号的频谱
53连续时间傅里叶变换的性质
54离散非周期信号的频谱
55离散时间傅里叶变换的主要性质
56非周期信号频域分析的MATLAB实现
习题
MATLAB习题
第6章系统的频域分析
61连续非周期信号通过LTI系统响应的频域分析
611连续时间LTI系统的频率响应
612微分方程描述的连续LTI系统的响应
613电路系统的响应
62连续周期信号通过LTI系统响应的频域分析
621正弦型信号通过系统的响应
622任意周期信号通过系统的响应
63无失真传输系统与理想滤波器
631无失真传输系统
632理想滤波器
64信号的抽样与重建
641信号的时域抽样
642信号的重建
65离散时间LTI系统的频域分析
66频域分析在通信中的应用
661抑制载波幅度调制
662同步解调
67利用MATLAB进行系统的频域分析
习题
MATLAB习题
第7章连续时间信号与系统的复频域分析
71连续时间信号的复频域分析
711拉普拉斯变换
712单边拉普拉斯变换的收敛域
713常用信号的单边拉普拉斯变换
714单边拉普拉斯变换的性质
715单边拉普拉斯反变换
72连续时间LTI系统响应的复频域分析
721微分方程的复频域求解
722电路的复频域模型
73连续时间LTI系统的系统函数与系统特性
731系统函数
732系统函数的零极点分布
733系统函数与系统特性的关系
74连续时间LTI系统的模拟
741连续系统的联结
742连续系统的模拟
75利用MATLAB进行连续系统的复频域分析
751利用MATLAB实现部分分式展开
752H(s)的零极点与系统特性的MATLAB计算
习题
MATLAB习题
第8章离散时间信号与系统的z域分析
81离散时间信号的z域分析
811单边z变换
812常用因果序列的单边z变换
813单边z变换的主要性质
814单边z反变换
82离散时间LTI系统响应的z域分析
83离散时间LTI系统的系统函数与系统特性
831系统函数
832系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系
833系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系
834系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系
84离散时间LTI系统的模拟
841离散系统的联结
842离散系统的模拟
85利用MATLAB进行离散系统的z域分析
851部分分式展开的MATLAB实现
852MATLAB计算H(z)的零极点与系统特性
习题
MATLAB习题
第9章系统的状态变量分析
91引言
92连续时间LTI系统状态方程的建立
921连续时间系统状态方程的普遍形式
922由电路图建立状态方程
923由微分方程建立状态方程
924由系统模拟框图建立状态方程
93连续时间LTI系统状态方程的求解
931状态方程的时域求解
932状态方程的变换域求解
94状态矢量的线性变换
95系统的可控制性和可观测性
96离散时间LTI系统的状态方程
961离散时间系统的状态方程的一般形式
962由差分方程建立状态方程
963由系统模拟框图或系统函数建立状态方程
97离散时间LTI系统状态方程的求解
971状态方程的时域求解
972状态方程的变换域求解
98利用MATLAB实现系统的状态变量分析
981系统函数到状态方程的转换
982系统函数矩阵的计算
983利用MATLAB求解连续时间LTI系统的状态方程
984利用MATLAB求解离散时间LTI系统的状态方程
习题
参考文献