目录

●第1章信号与系统的基本概念
1.1信号的描述与分类1
1.1.1信号的定义与描述1
1.1.2信号的分类2
1.2系统的描述与分类5
1.2.1系统的概念5
1.2.2系统的数学模型6
1.2.3系统的分类7
1.3信号与系统分析概述11
1.3.1信号与系统分析的基本内容与方法11
1.3.2信号与系统理论的应用12
思考题14
练习题14
第2章连续时间信号与系统的时域分析
2.1典型的连续时间信号17
2.1.1复指数信号17
2.1.2单位阶跃信号18
2.1.3单位冲激信号19
2.1.4冲激偶信号23
2.1.5斜坡信号23
2.2连续时间信号的基本运算24
2.2.1替换自变量的运算24
2.2.2信号的导数与积分26
2.2.3信号的相加与相乘26
2.3信号的时域分解27
2.3.1交、直流分解27
2.3.2奇、偶分解28
2.3.3实部、虚部分解28
2.3.4脉冲分解28
2.4连续时间系统的零输入响应30
2.5连续时间系统的冲激响应30
2.5.1冲激响应的定义30
2.5.2冲激响应的物理解释31
2.5.3冲激响应的求取31
2.6连续时间系统的零状态响应36
2.6.1卷积分析法的引出36
2.6.2确定卷积积分限的公式37
2.6.3卷积的图解38
2.6.4卷积积分的性质40
2.7连续时间系统的全响应45
*2.8时域卷积的应用案例46
2.8.1测距雷达46
2.8.2卷积与卷积神经网络48
思考题51
练习题52
第3章离散时间信号与系统的时域分析
3.1典型的离散时间信号57
3.1.1复指数序列58
3.1.2单位脉冲序列60
3.1.3单位阶跃序列61
3.2离散时间信号的基本运算62
3.2.1替换自变量的运算62
3.2.2相加与相乘63
3.2.3差分与累加64
3.2.4离散信号的时域分解65
3.3离散时间系统的零输入响应66
3.4离散时间系统的单位脉冲响应66
3.5离散时间系统的零状态响应69
3.5.1离散卷积的引出69
3.5.2离散卷积的性质70
3.5.3确定离散卷积求和限的公式70
3.5.4离散卷积的图解71
3.5.5离散卷积的列表计算72
3.6离散时间系统的全响应73
*3.7离散时间系统建模应用案例——建立银行还款额的差分方程74
思考题75
练习题76
第4章连续时间信号与系统的频域分析
4.1傅里叶级数的形成历史回顾80
4.2周期信号分解为傅里叶级数81
4.2.1三角形式傅里叶级数82
4.2.2指数形式傅里叶级数84
4.3周期信号的频谱87
4.3.1周期信号的频谱类型87
4.3.2周期信号的频谱特点89
4.3.3周期信号的频带宽度90
4.3.4周期信号的功率谱91
4.4非周期信号的频谱密度函数——傅里叶变换93
4.4.1非周期信号的频谱密度函数93
4.4.2傅里叶变换94
4.4.3常用信号的傅里叶变换94
4.5傅里叶变换的性质及其应用99
4.5.1傅里叶变换的性质和基本应用99
4.5.2调制技术简介107
4.5.3频谱资源的有限性与认知无线电108
4.6希尔伯特变换及小波变换简介109
4.6.1希尔伯特变换109
4.6.2小波变换简介110
4.7取样信号的频谱111
4.7.1时域取样112
4.7.2时域取样定理114
4.7.3压缩感知简介115
4.8连续时间系统的频域分析115
4.8.1虚指数信号的响应115
4.8.2正弦信号的响应116
4.8.3直流信号的响应116
4.8.4非正弦周期信号116
4.8.5非周期信号的响应117
4.8.6频域系统函数117
4.9信号的无失真传输和滤波器118
4.9.1信号的无失真传输119
4.9.2理想滤波器120
4.9.3实际滤波器121
*4.10频域分析应用案例122
4.10.1数字基带传输系统定量
分析121
4.10.2从滤波器角度看5G通信系统中的OFDM技术和FBMC技术124
思考题128
练习题128
第5章连续时间系统的复频域分析
5.1拉普拉斯变换133
5.1.1拉普拉斯变换的定义133
5.1.2拉氏变换的收敛域134
5.1.3常用信号的拉氏变换135
5.2拉氏变换的性质136
5.3拉氏反变换142
5.4连续时间系统的复频域分析方法145
5.4.1系统微分方程的求解145
5.4.2分析电路146
5.5系统函数150
5.5.1系统函数的定义150
5.5.2系统函数的零点、极点图151
5.5.3系统函数的零点、极点分布与系统冲激响应的关系152
5.5.4系统的稳定性154
5.5.5系统的连接155
5.6连续时间系统的模拟156
5.6.1基本运算器157
5.6.2连续时间系统的模拟图158
*5.7拉普拉斯变换的应用案例162
5.7.1双边拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系162
5.7.2拉普拉斯变换在高等数学中的应用163
5.7.3拉普拉斯变换在自动控制领域中的应用164
思考题165
练习题166
第6章离散时间信号与系统的变换域分析
6.1Z变换169
6.1.1从拉氏变换到Z变换169
6.1.2Z变换的定义170
6.1.3Z变换的收敛域171
6.1.4常见信号的Z变换173
6.2Z变换的性质174
6.3Z反变换181
6.3.1幂级数展开法182
6.3.2部分分式展开法182
6.4离散时间系统的Z变换分析184
6.5离散时间系统的系统函数与系统特性189
6.6离散时间系统的模拟190
6.6.1基本运算器190
6.6.2离散时间系统的模拟图191
6.7离散时间傅里叶变换与离散时间系统的频率响应特性192
6.7.1离散时间傅里叶变换192
6.7.2离散时间系统的频率响应特性194
*6.8离散时间系统设计分析应用案例——回声及回声消除196
思考题198
练习题198
第7章连续时间系统的状态变量分析法
7.1状态变量分析法概述202
7.2构建连续时间系统的状态方程203
7.2.1通过电路图构建状态方程204
7.2.2通过系统模拟图构建状态方程206
7.2.3通过输入输出方程构建状态方程208
7.3连续时间系统的状态方程的复频域求解209
思考题215
练习题215
附录1常用信号的傅里叶变换217
附录2傅里叶变换的基本性质218
附录3常用信号的傅里叶变换219
附录4拉氏变换的基本性质220
附录5常用序列的Z变换221
附录6Z变换的性质222
附录7信号与系统常用数学公式223
附录8部分练习题参考答案224