信号与系统：使用MATLAB分析与实现（第2版）

　　本书主要讲授信号与系统的概念、原理以及应用方法，全书分为8章，每章配有大量的例题以及基于 MATLAB的求解程序。第1章介绍信号的概念、分类、运算方法以及正交分解方法;系统的概念、分类、性 质以及描述方法。第2章介绍系统的时域分析方法。第3章介绍周期信号的傅里叶级数展开方法以及非 周期信号的傅里叶变换方法、傅里叶变换的性质，并通过这两种变换引入信号频谱和带宽的概念。第4章 介绍信号与系统的虚频域分析方法，即傅里叶分析方法，包括无失真传输系统、采样系统、滤波器等具体实 际系统的分析方法和频率响应特性。第5章介绍信号的拉普拉斯变换和逆变换方法，拉普拉斯变换的性 质。第6章介绍拉普拉斯变换在系统分析中的应用方法，包括微分方程、框图以及电路等不同描述方式系统 的分析方法，以及基于系统函数 H（s）的一般系统的分析和设计方法。第7章介绍离散时间信号与系统的时 域、z域分析方法。第8章简单介绍窗口傅里叶变换和小波变换，包括小波变换应用实例及 MATLAB 程序。 全书在第1章、第4章、第6章和第8章的适当位置，紧扣课程内容，引入以24字社会主义核心价值观为重点 的思政元素，培养学生正确的人生观、价值观和科学思维，实现立德树人、知识传授和能力培养的统一。 本书配有电子教案，可以作为高等院校电气、电子、信息、计算机等专业本、专科生的教材，也可供相关 领域的工程技术人员参考。

　　高宝建 西北大学信息科学与技术学院教授，硕士生导师，中国电子学会高级会员。陕西省“信号处理系列课程”教学团队、“信号与系统”精品资源共享课程核心成员。先后主讲了“信号与系统”“现代通信理论与技术”“电磁场与电磁波”等本科生和研究生课程，获西北大学首届课堂教学能手称号。主要从事通信信号处理、物理层安全、遥控遥测等方面的研究工作，先后主持和参与了国家级、省部级等各级科研教学项目10余项，发表相关科研教学论文60余篇，获部级科学技术进步奖二等奖1项。以副主编身份编写《信号与系统》教材1部。彭进业 西北大学信息科学与技术学院教授，博士生导师，中国图象图形学学会理事，陕西省图象图形学学会副理事长，陕西省生物医学工程学会副理事长。教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人，陕西省“信号处理系列课程”教学团队、“信号与系统”精品资源共享课程带头人，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。发表学术论文200余篇，获授权国家发明专利20余项，获国家教学成果奖二等奖、陕西省教学成果奖一等奖、陕西省科学技术奖二等奖等教学科研奖励。 ？

目录

第1章信号与系统的基本概念

1.1信号的基本概念

1.1.1信息与信号

1.1.2信号的属性及其描述

1.1.3信号的分类

1.1.4常用的基本信号

1.1.5信号的基本运算

1.1.6信号的分解

1.2系统的基本概念

1.2.1电路与系统

1.2.2系统的性质

1.2.3系统的描述

1.2.4系统的分类

1.3信号与系统

1.3.1信号分析方法

1.3.2系统分析方法

1.3.3信号与系统分析方法在工程领域的应用

1.3.4信号与系统原理及分析方法在思政方面的应用

本章小结

习题

第2章线性时不变系统的时域分析

2.1引言

2.2连续时间LTI系统的经典分析法

2.2.1齐次解yh(t)

2.2.2特解yp(t)

2.2.3完全解

2.2.4实际系统的初始条件和初始状态

2.3连续时间LTI系统的现代分析法

2.3.1零输入响应yx(t)

2.3.2零状态响应yf(t)

2.4单位冲激响应

2.4.1单位冲激响应的相关特性

2.4.2LTI系统冲激响应h(t)的求取方法

2.4.3卷积积分的系统意义

2.5阶跃响应

本章小结

习题

第3章傅里叶级数与傅里叶变换

3.1引言

3.2傅里叶级数

3.2.1傅里叶级数的三种形式

3.2.2波形合成和误差分析的MATLAB实现

3.2.3周期信号的频谱

3.2.4周期信号的功率

3.2.5函数的对称性与傅里叶系数的关系

3.3傅里叶变换

3.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换

3.3.2非周期信号的频谱

3.4常用信号的傅里叶变换

3.5傅里叶变换的性质

3.6周期信号的傅里叶变换

3.6.1一般周期信号的傅里叶变换

3.6.2冲激函数序列的傅里叶变换

3.7傅里叶逆变换的计算方法

本章小结

习题

第4章傅里叶分析方法在系统分析中的应用

4.1系统的频率响应函数

4.2傅里叶分析方法

4.3无失真传输系统

4.3.1失真的概念

4.3.2无失真传输系统

4.4理想低通滤波器

4.4.1理想低通滤波器的特性

4.4.2信号通过理想低通滤波器

4.4.3物理可实现滤波器的约束条件

4.4.4物理可实现低通滤波器

4.4.5正确“理想”的引领作用

4.5采样定理

4.5.1时域低通采样定理

4.5.2时域带通采样定理

4.5.3频域采样定理

4.5.4采样定理证明中的“变换”思维

4.6调制与解调

4.7频分复用

4.8时分复用

4.9希尔伯特变换

本章小结

习题

第5章拉普拉斯变换

5.1拉普拉斯变换的定义

5.2拉普拉斯变换的收敛域

5.2.1双边拉普拉斯变换的收敛域

5.2.2单边拉普拉斯变换的收敛域

5.3单边拉普拉斯变换的性质

5.4单边拉普拉斯变换的零点和极点

5.5拉普拉斯逆变换

5.5.1查表法

5.5.2部分分式展开法

本章小结

习题

第6章拉普拉斯变换在系统分析中的应用

6.1连续时间LTI系统的复频域分析

6.1.1微分方程定义系统的复频域分析

6.1.2RLC系统的复频域分析

6.2连续时间LTI系统的s域框图描述

6.3连续时间LTI系统的系统函数H(s)

6.3.1系统函数的定义

6.3.2系统函数的不同表现形式

6.3.3系统函数的典型计算方法

6.4系统函数零极点分布与系统时域特性及稳定性的关系

6.4.1系统函数的零极点

6.4.2系统函数的极点分布与单位冲激响应的关系

6.4.3系统函数H(s)和激励F(s)的极点分布与自由响应、强迫响应的关系

6.4.4系统函数H(s)的极点分布与系统稳定性的关系

6.4.5基于系统稳定性原理的国家和社会价值取向分析

6.5基于H(s)零极点位置选择的系统综合设计

6.5.1系统函数H(s)零极点分布与系统频响特性H(jω)的关系

6.5.2全通系统设计

6.5.3最小相移系统设计

6.5.4巴特沃斯滤波器设计

6.6信号流图

6.6.1信号流图中的术语定义

6.6.2基于信号流图计算系统函数

6.7系统模拟

6.7.1直接型

6.7.2级联型

6.7.3并联型

6.7.4系统多种描述中的科学思维

6.8基于系统函数H（s）的一般系统的分析和设计方法

6.9系统设计中的“工匠”精神

本章小结

习题

第7章离散信号与系统分析

7.1时域离散信号及运算

7.1.1常用的时域离散信号

7.1.2时域离散信号运算

7.2离散系统时域分析

7.2.1采样系统的差分方程描述

7.2.2差分方程的经典解法

7.2.3LTI离散系统的零输入响应和零状态响应

7.2.4单位序列响应和单位阶跃响应

7.3z变换及其性质

7.3.1z变换及其收敛域

7.3.2z变换与拉普拉斯变换的关系

7.3.3因果序列z变换的性质

7.3.4逆z变换

7.4离散系统的z域分析

7.4.1差分方程的变换域解法

7.4.2系统函数H(z)

7.4.3离散系统的z域框图

7.4.4离散系统函数H(z)的极点分布与系统特性之间的关系

7.5离散系统的频率响应特性

本章小结

习题

第8章从傅里叶变换到小波变换

8.1引言

8.2窗口傅里叶变换与时频分析

8.2.1窗口傅里叶变换

8.2.2Gabor变换

8.2.3时间频率局域化

8.2.4窗口傅里叶变换的瞬时分辨率

8.3小波变换

8.3.1连续小波变换

8.3.2二进制小波

8.4小波变换的应用及其举例

8.5“问题导向”的科学发展之路

本章小结

习题

参考文献