本书系统讲述了信号与系统的基本概念与理论及其分析方法。全书共分8章,**讲述了线性时不变系统,主要内容包括连续信号与系统的基本概念及其时域分析法、傅里叶级数分解与傅里叶变换及频域分析法、拉普拉斯变换及复频域分析法、离散信号与系统的基本概念及其时域与频域分析方法,还介绍了信号与系统理论在信号处理和通信方面的基本应用,*后介绍了连续系统与离散系统的状态变量描述方法。每章都配有小结和丰富精炼的例题与习题,并给出典型的MATLAB仿真例题,书后附有部分习题参考答案。
本书可作为电子工程、通信、自动化、电气工程及其自动化、计算机类、机电类等相关专业“信号与系统”的本科生教材,也可供从事信息获取、转换、传输和处理、系统设计等领域的研究生、教师和广大科技工作者自学与参考,并可作为相关理工科专业“信号与系统”课程的研究生入学考试参考书。

第1章 信号与系统的基本知识
1.1 信号与系统的定义
1.1.1 信号的有关概念
大自然中的鸟语花香,玉米的拔节声,雨打树叶的沙沙声,歌声,一封家书,电视广播新闻,**与经济信息等等,人类为表达这些感受,以及人们之间的情感交流与生活、工作需求等,所使用的语言、文字、图像、电磁波与数��等,被称为媒体(Media),也称为媒介,即人与人之间实现信息交流的中介,简单地说,就是信息的载体。而通过各种媒体表达的感觉、想法、意见与建议等被称为消息(Message),在消息中包含有一定数量的信息(Information)。
所谓信息,是指存在于客观世界中的一种事物现象,特指消息中有意义的内容。信息和消息密切相关。作为现代科学技术中普遍使用的一个概念,目前尚无统一的定义;作为日常用语,指音信、消息。客观世界中充满各种各样的信息,如上下班的铃声,电信局拍发和接收的电报,书报杂志上刊登的文章,乐曲、五颜六色的图画,色香味俱全的食品等等,一般事物都会发出信息,由此显示出事物之间的不同,从这一角度看,信息是表现事物特征的一种普遍形式。
人类生活在信息的海洋中,并通过信息来认识事物和改造世界。在人类的社会活动过程中,人们为了有效地传播和利用信息,经常需要将信息转换为便于传输、记忆和处理的信号。所谓信号(signal),是“用来传递消息或命令的光、电波、声音、动作等”。也就是说,信号是运载、传递信息的载体与工具,如我国古代用烽火与狼烟报警,婴儿用啼哭表达饥饿或对冷热的感觉,飞机飞过空中时会在雷达荧光屏上出现一个运动着的光点等,这些都是信号的例子。信号一般表现为随时间变化的某种物理量。如飞机的飞行航向、速度、高度等随时间都在变化。根据信号所表示物理量的不同特性,可对信号进行具体的分类。如汽车的喇叭声,船舶与火车的汽笛声等,是声信号;火把、交通红绿灯、信号弹的亮光,光纤通信中的激光等,是光信号;广播、电视及移动电话从空中收到的电磁波,地震波,心电图与脑电图等,是电信号。此外,还有书本上的文字信号,照片上的图像信号,计算机显示器上的图像与文字信号,交通警察的手势信号,军舰使用的旗语信号,室内的湿度信号,水轮发电机组与汽轮发电机组的转动与振动信号,水库的水位与流量信号,锅炉的温度信号等。上述这些信号,虽然它们的物理意义与表现形式不同,但都是表示变化着的物理量,都包含有一定的意义。总之,信号就是载有一定信息的一种变化着的物理量。信号是信息的表现形式,信息则是信号的具体内容。
……

前言
第1章 信号与系统的基本知识
1.1 信号与系统的定义
1.2 信号的分类与基本特性
1.3 典型信号
1.4 信号的基本运算
1.5 信号的分解
1.6 系统的描述及其分类
1.7 线性系统的基本特性及其模拟框图
1.8 信号与系统的分析方法
1.9 MATLAB的有关知识
本章小结
习题
第2章 连续时间系统的时域分析
2.1 微分方程的建立与求解
2.2 零输入响应和零状态响应
2.3 冲激响应和阶跃响应
2.4 卷积及其性质
2.5 卷积积分的图解法
2.6 LTI系统的算子符号表示与传输算子
2.7 利用MATLAB进行系统的时域分析
本章小结
习题
第3章 傅里叶变换分析
3.1 傅里叶变换的产生
3.2 周期信号的傅里叶分析
3.3 周期信号的对称性
3.4 常见周期信号的频谱
3.5 非周期性信号的频谱
3.6 傅里叶变换的性质
3.7 周期信号的傅里叶变换
3.8 抽样定理
3.9 功率频谱与能量频谱
3.10 系统的频域分析法
3.11 希尔伯特变换
本章小结
习题
第4章 拉普拉斯变换分析
4.1 拉普拉斯变换
4.2 常见信号的拉普拉斯变换
4.3 拉普拉斯变换的性质
4.4 拉普拉斯逆变换
4.5 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
4.6 系统函数与频率响应特性
4.7 系统的模拟
本章小结
习题
第5章 离散时间系统的时域分析
5.1 离散时间信号
5.2 离散系统的数学模型
5.3 线性时不变系统的解法
5.4 离散时间系统的单位冲激响应
5.5 离散卷积和
本章小结
习题
第6章 离散信号与系统的z变换域分析
6.1 Z变换
6.2 Z反变换
6.3 Z变换的性质
6.4 Z变换与拉氏变换的关系
6.5 用Z变换求解差分方程
6.6 离散系统函数与系统特性
6.7 离散信号与系统的频域分析
6.8 离散系统的模拟与信号流图
本章小结
习题
第7章 信号与系统理论的应用
7.1 无失真传输概念
7.2 理想滤波器
7.3 模拟滤波器
7.4 数字滤波器
7.5 调制与解调
7.6 频分复用和时分复用
本章小结
习题
第8章 线性系统的状态空间分析法
8.1 状态空间的基本概念
8.2 建立状态空间表达式的方法
8.3 状态空间表达式的解
8.4 状态的能控性和能观性
8.5 离散系统状态方程的建立
8.6 线性定常离散系统的可控性和可观测性
8.7 采样周期对离散化系统可控性和可观测性的影响
本章小结
习题
附录
附录A 矢量与函数的运算与分解比较
附录B 卷积表
附录C 常见信号的傅里叶变换
附录D 傅里叶变换的性质
附录E 常见信号的单边拉普拉斯变换
附录F 单边拉普拉斯变换的性质
附录G 常见信号的双边拉普拉斯变换
附录H 常用函数的Z变换
部分习题答案
参考文献