信號(hào)與系統(tǒng)是高等學(xué)校重要的電類專業(yè)基礎(chǔ)課程。本書是根據(jù)我國(guó)高等教育發(fā)展的新形勢(shì)，依據(jù)教育部教指委制定的教學(xué)基本要求，以及高等學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才的定位編寫的簡(jiǎn)明教材，突出基礎(chǔ)，給出大量實(shí)例，注重典型題目的分析。主要內(nèi)容包括：信號(hào)和系統(tǒng)的基本概念、連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析、離散系統(tǒng)的時(shí)域分析、連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析、連續(xù)系統(tǒng)的S域分析、離散系統(tǒng)的Z域分析和系統(tǒng)函數(shù)等，每章后附大量習(xí)題，并提供配套電子課件和習(xí)題參考答案。
前 言
“信號(hào)與系統(tǒng)”課程是高等學(xué)校理工科重要的電類專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以掌握信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本的分析方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的理論基礎(chǔ)。
隨著高等教育大眾化的進(jìn)一步深入，各高校對(duì)教材的層次性要求越來(lái)越高。本書主要面向普通本科高校，在符合教育部電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的“信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)基本要求”的基礎(chǔ)上，以實(shí)用、夠用為度的原則，我們編寫了本書。本書主要內(nèi)容突出基礎(chǔ)理論，注重典型題目的分析，講解深入淺出，通俗易懂。
本書的主要內(nèi)容包括：連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)的時(shí)域分析和頻域分析、線性時(shí)不變系統(tǒng)的描述和特性、連續(xù)信號(hào)通過(guò)線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析、實(shí)頻域分析、復(fù)頻域分析；離散信號(hào)通過(guò)線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析、z域分析；最后還簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)函數(shù)。
為了使讀者能夠更好地理解和運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，本書精選了大量例題和習(xí)題，并提供配套電子課件和習(xí)題參考答案等教輔資料。請(qǐng)登錄華信教育資源網(wǎng)http://www.hxedu.com.cn注冊(cè)下載。
本書力圖體現(xiàn)以下幾方面的特色。
理念：在我國(guó)高等教育從精英教育向大眾化教育的轉(zhuǎn)型階段，教材也必須適應(yīng)這個(gè)變化，才能在現(xiàn)代高等教育中很好地發(fā)揮提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高水準(zhǔn)人才的作用。幾十年體系、內(nèi)容變化緩慢的教材無(wú)法適應(yīng)今天的快節(jié)奏。本書的編寫充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)”的原則。
定位：本書的編寫本著“知行并重，實(shí)踐育人”的理念，在內(nèi)容和體系上與傳統(tǒng)同類教材有所區(qū)別。
思路：注重基本概念、基本理論和基本分析方法，不在計(jì)算上花費(fèi)太多時(shí)間和精力，習(xí)題側(cè)重于相關(guān)概念及知識(shí)的理解與考察。
實(shí)用：教材突出理論與實(shí)際生活和工程實(shí)踐的結(jié)合，使讀者感到學(xué)有所用，學(xué)有所趣。
簡(jiǎn)明：簡(jiǎn)明扼要，力爭(zhēng)做到適用、實(shí)用和好用。
本書由成開(kāi)友和劉長(zhǎng)學(xué)編寫，其中成開(kāi)友負(fù)責(zé)第2章、第3章、第5章、第6章、附錄和參考答案的編寫，并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作；劉長(zhǎng)學(xué)負(fù)責(zé)第1章、第4章和第7章內(nèi)容的編寫工作。
本書的編寫和出版得到了鹽城工學(xué)院教材出版基金的資助，得到了鹽城工學(xué)院電氣工程學(xué)院全體同仁的支持和幫助，電氣工程學(xué)院何堅(jiān)強(qiáng)教授以及信息工程學(xué)院王吉林教授審閱了全書并對(duì)本書的編寫工作提出了不少寶貴建議，在此一并致以衷心的感謝和敬意！
最后，感謝使用本書的各高等學(xué)校同行和讀者，由于編者水平有限，書中一定還存在許多不妥和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。
編著者
2016年4月
目 錄
第1章 信號(hào)和系統(tǒng)的基本概念 1
1．1 概述 1
1．2 信號(hào)的描述與分類 1
1．2．1 信號(hào)的描述 1
1．2．2 信號(hào)的分類 2
1．3 幾種典型信號(hào) 6
1．3．1 典型的連續(xù)信號(hào) 6
1．3．2 奇異信號(hào) 8
1．3．3 基本的離散信號(hào) 9
1．4 信號(hào)的基本運(yùn)算 11
1．4．1 相加（減）和相乘 11
1．4．2 平移、反轉(zhuǎn)和尺度變換 12
1．4．3 微分和積分 15
1．5 系統(tǒng)的分類與描述 16
1．5．1 系統(tǒng)的分類 16
1．5．2 系統(tǒng)的描述 16
1．6 系統(tǒng)的特性 20
1．6．1 線性性 20
1．6．2 時(shí)不變特性 21
1．6．3 因果性 22
1．6．4 穩(wěn)定性 23
1．7 LTI系統(tǒng)特性及信號(hào)系統(tǒng)分析方法 23
1．7．1 LTI系統(tǒng)特性 23
1．7．2 信號(hào)和LTI系統(tǒng)分析方法 25
習(xí)題一 25
第2章 連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析 29
2．1 LTI連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng) 29
2．1．1 微分方程的經(jīng)典解 29
2．1．2 關(guān)于0?與0+ 32
2．1．3 零輸入響應(yīng) 33
2．1．4 零狀態(tài)響應(yīng) 34
2．1．5 全響應(yīng) 36
2．2 沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) 39
2．2．1 沖激響應(yīng) 39
2．2．2 階躍響應(yīng) 42
2．3 卷積積分 46
2．3．1 卷積積分 46
2．3．2 卷積的圖解機(jī)理 47
2．4 卷積的性質(zhì) 51
習(xí)題二 57
第3章 離散系統(tǒng)的時(shí)域分析 61
3．1 LTI離散系統(tǒng)的響應(yīng) 61
3．1．1 差分及差分方程 61
3．1．2 差分方程的經(jīng)典解 63
3．1．3 零輸入響應(yīng) 66
3．1．4 零狀態(tài)響應(yīng) 67
3．2 單位序列響應(yīng)和單位階躍序列響應(yīng) 71
3．2．1 單位序列和單位階躍序列 71
3．2．2 單位序列響應(yīng)和階躍響應(yīng) 72
3．3 卷積和 77
3．3．1 卷積和 77
3．3．2 卷積和的圖示 78
3．3．3 卷積和的性質(zhì) 81
習(xí)題三 84
第4章 連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析 88
4．1 信號(hào)的正交分解 88
4．1．1 正交函數(shù)集 88
4．1．2 信號(hào)的正交分解 89
4．2 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 90
4．2．1 三角形式的傅里葉級(jí)數(shù) 91
4．2．2 復(fù)指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù) 93
4．3 波形的對(duì)稱性與三角函數(shù)傅里葉級(jí)數(shù)
的特點(diǎn) 94
4．4 周期信號(hào)的平均功率和有效值 97
4．5 周期信號(hào)的頻譜 98
4．5．1 周期信號(hào)的頻譜 98
4．5．2 周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜 100
4．6 非周期信號(hào)的頻譜 102
4．6．1 傅里葉變換 103
4．6．2 幾個(gè)典型信號(hào)的傅里葉變換 104
4．7 傅里葉變換的性質(zhì) 109
4．8 周期信號(hào)的傅里葉變換 119
4．8．1 正、余弦函數(shù)的傅里葉變換 119
4．8．2 一般周期性信號(hào)的傅里葉變換 120
4．8．3 傅里葉系數(shù)和傅里葉變換 123
4．9 LTI系統(tǒng)的頻域分析 123
4．9．1 系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的零狀態(tài)
響應(yīng) 123
4．9．2 信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件 129
4．9．3 理想低通濾波器 131
4．10 取樣定理 133
4．10．1 信號(hào)的取樣 133
4．10．2 時(shí)域取樣定理 134
4．10．3 頻域取樣定理 138
習(xí)題四 139
第5章 連續(xù)系統(tǒng)的s域分析 144
5．1 拉普拉斯變換 144
5．1．1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 144
5．1．2 收斂域 145
5．1．3 （單邊）拉普拉斯變換 146
5．1．4 常用信號(hào)的拉普拉斯變換 147
5．2 拉普拉斯變換的性質(zhì) 148
5．2．1 線性 148
5．2．2 尺度變換 148
5．2．3 時(shí)移（延時(shí)）特性 149
5．2．4 復(fù)頻移（s域平移）特性 149
5．2．5 時(shí)域微分特性（定理） 150
5．2．6 時(shí)域積分特性（定理） 151
5．2．7 卷積定理 152
5．2．8 s域微分和積分 153
5．2．9 初值定理和終值定理 154
5．3 拉普拉斯逆變換 155
5．3．1 查表法 156
5．3．2 部分分式展開(kāi)法 156
5．4 復(fù)頻域分析 160
5．4．1 微分方程的變換解 160
5．4．2 系統(tǒng)函數(shù) 164
5．4．3 系統(tǒng)的s域框圖 166
5．4．4 電路的s域模型 168
5．4．5 拉普拉斯變換與傅里葉變換 170
習(xí)題五 172
第6章 離散系統(tǒng)的z域分析 176
6．1 z變換 176
6．1．1 從拉普拉斯變換到z變換 176
6．1．2 z變換 177
6．1．3 收斂域 177
6．2 z變換的性質(zhì) 181
6．2．1 線性性質(zhì) 181
6．2．2 移位（移序）特性 183
6．2．3 z域尺度變換（序列乘ak） 186
6．2．4 卷積定理 187
6．2．5 z域微分（序列乘k） 189
6．2．6 z域積分（序列除k+m） 191
6．2．7 k域反轉(zhuǎn) 192
6．2．8 部分和 193
6．2．9 初值定理和終值定理 193
6．3 逆z變換 197
6．3．1 冪級(jí)數(shù)展開(kāi)法 197
6．3．2 部分分式展開(kāi)法 199
6．4 z域分析 206
6．4．1 差分方程的z域解 206
6．4．2 系統(tǒng)函數(shù) 211
6．4．3 系統(tǒng)的z域框圖 213
6．4．4 s域與z域的關(guān)系 216
習(xí)題六 217
第7章 系統(tǒng)函數(shù) 221
7．1 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)特性 221
7．1．1 系統(tǒng)函數(shù)的零點(diǎn)與極點(diǎn) 221
7．1．2 系統(tǒng)函數(shù)與時(shí)域響應(yīng)關(guān)系 222
7．1．3 系統(tǒng)函數(shù)與頻域響應(yīng) 224
7．2 系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性 227
7．2．1 系統(tǒng)的因果性 227
7．2．2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 228
7．3 信號(hào)流圖 230
7．3．1 信號(hào)流圖 230
7．3．2 流圖的簡(jiǎn)化 232
7．3．3 梅森公式 233
7．4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn) 235
7．4．1 直接實(shí)現(xiàn) 235
7．4．2 級(jí)聯(lián)和并聯(lián)實(shí)現(xiàn) 236
習(xí)題七 239
習(xí)題答案 241
附錄A 卷積積分表 251
附錄B 卷積和表 252
附錄C 常用周期信號(hào)的傅里葉系數(shù)表 253
附錄D 常用信號(hào)的傅里葉變換表 255
附錄E 拉普拉斯逆變換表 258
附錄F 序列的z變換表 260
參考文獻(xiàn) 262
書單推薦
