本书深入浅出地介绍了信号与系统的基本理论，系统、全面地阐述了信号与系统的基本概念、连续系统的时域分析、离散系统的时域分析、傅里叶变换和系统的频域分析、连续系统的s域分析、离散系统的z域分析、系统函数、系统的状态变量分析、信号与系统在声学、医学工程等领域的实际应用案例。为了便于信号与系统分析，还将介绍MATLAB辅助分析。每章都配有难点和难点的解释与分析，配有典型的例题和丰富的习题，每章都有精炼的小结。
前 言
近年来，随着信息技术的迅猛发展，信号与系统的基本概念、基本分析方法已经渗透到了许多重要学科和技术领域。信号处理基础知识已成为自动化、测控技术与仪器、通信工程、电子信息、计算机科学等专业学生必须掌握的专业基础知识和必修课程。
本书是注重信号与系统理论和方法的具体应用，反映信号与系统新理论和新技术的实用教程。在内容上体现经典和现代的传承、连续和离散的类比、三大变换域的逻辑关系，注重信号与系统理论和方法的具体应用，注重理论与工程实践的紧密结合。在体系结构设计上采用先信号再系统、先连续后离散、先时域后变换域，从输入/输出描述到状态变量描述的顺序和结构，利用类比的方法，循序渐进、深入浅出地介绍信号与系统的基本理论和分析方法。本书注重难点和重点的解释和分析，在保证知识结构完整和内容全面的基础上，尽可能减少公式、性质的推导，避免了一些复杂而烦琐的计算，重在培养学生应用信号与系统分析、处理方法解决实际问题的能力。为了培养学生具备计算机辅助分析能力，书中加入了MATLAB实践部分。
本书突出工程特色，以培养应用创新型工程人才为出发点，注重培养学生分析和解决实际问题的能力，将测控技术与仪器专业工程人才培养模式和“信号与系统”课程改革成果体现在教材中，旨在通过科学规范的工程人才教材建设促进专业建设和工程人才培养质量的提高，以适应社会经济对创新人才的需求。
全书共分10章。第1章介绍了信号与系统的基本概念，第2章介绍了连续时间信号的基本概念和分析方法，第3章介绍了连续时间系统的时域分析方法，第4章介绍了连续信号的频域分析方法，第5章介绍了连续时间系统的频域分析方法，第6章介绍了连续时间信号与系统的复频域分析方法，第7章介绍了离散信号与系统的时域分析方法，第8章介绍了离散信号与系统的z域分析，第9章介绍了系统分析的状态变量法，第10章介绍了MATLAB在信号与系统分析中的实现。每章都精选了大量的例题和习题，可以帮助学生理解、领会教学内容，增强分析问题和解决问题的能力。此外，为了对相关知识进行扩充，本书在一些重要知识点处引入了二维码技术，通过扫描二维码，可以获取相关知识点的更多参考资料。
本书可作为通信工程、电子信息、自动化、测控技术与仪器、计算机科学等专业的教材。具体实施可根据专业要求对内容进行取舍，建议学时数为40～72。本书也可作为相关专业工程技术人员的参考书。
本书1.1节由付华执笔；1.2节、1.3节、第2章、4.3节、4.6节由卢万杰执笔；第3章和4.1节、4.2节、4.4节、4.5节由高姬执笔；第5～7章由王雨虹执笔；第8、10章由高楠执笔；第9章由李楠执笔。全书写作思路由付华教授提出，付华、王雨虹和李楠负责统稿。此外，初淑香、刘宏志、孙滨、马玉芳、李猛、任仁、司南楠、程诚、刘雨竹、汤月、王庆贵、曹庆春、范国霞、王治国等也参加了本书的编写。在此，向对本书的完成给予了热情帮助的同行们表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免有不足之处，请广大读者批评指正。
付华，辽宁工程大学教授。中国煤炭工业信息与自动化专业委员会委员，辽宁省仪器学科教学指导委员会委员。主持完成国家863项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点基金、博士后基金、辽宁省科技攻关项目、辽宁省重大科技项目、省创新团队项目、优秀人才项目等40余项，主持完辽宁省教改项目、省十一五、十二五教学科研项目多项。
目 录
第1章 信号与系统的基本概念 （1）
1．1 信号的定义与分类 （1）
1．1．1 信号的定义 （2）
1．1．2 信号的分类 （2）
1．1．3 信号的基本特性 （6）
1．2 系统的描述及分类 （6）
1．2．1 系统的描述 （7）
1．2．2 系统的分类 （8）
1．3 信号与系统分析概述 （10）
1．3．1 信号分析的主要内容 （10）
1．3．2 系统分析的主要内容 （11）
1．3．3 信号与系统的应用 （11）
习题 （12）
第2章 连续时间信号的时域分析 （13）
2．1 典型信号 （13）
2．1．1 常见的基本信号 （14）
2．1．2 奇异信号 （16）
2．2 信号的基本运算 （22）
2．2．1 信号的加、减和乘法运算 （23）
2．2．2 信号的微分和积分 （23）
2．3 信号的变换 （25）
2．3．1 信号的移位 （25）
2．3．2 信号的反转 （25）
2．3．3 信号的展缩 （25）
2．4 信号的分解 （27）
2．4．1 直流分量和交流分量的分解 （27）
2．4．2 偶分量和奇分量的分解 （27）
2．4．3 实部分量和虚部分量的分解 （28）
2．4．4 连续信号分解为冲激信号的线性组合 （28）
习题 （29）
第3章 连续时间系统的时域分析法 （33）
3．1 线性连续系统的描述及其响应 （34）
3．1．1 连续时间系统的微分方程及其经典解 （34）
3．1．2 零输入响应与零状态响应 （35）
3．2 冲激响应和阶跃响应 （37）
3．2．l 单位冲激响应 （37）
3．2．2 单位阶跃响应 （38）
3．3 卷积积分及其应用 （39）
3．3．1 卷积积分的定义 （39）
3．3．2 卷积积分的计算 （39）
3．3．3 卷积积分的性质 （41）
习题 （43）
第4章 连续时间信号的频域分析 （45）
4．1 连续周期信号的傅里叶级数 （46）
4．1．1 三角函数形式的傅里叶级数 （46）
4．1．2 指数形式的傅里叶级数 （46）
4．1．3 函数的对称性与傅里叶系数的关系 （47）
4．2 周期信号的频谱与功率谱 （51）
4．2．1 周期信号频谱的特点 （51）
4．2．2 周期信号的功率谱 （53）
4．3 非周期信号的频谱分析 （54）
4．3．1 非周期信号的频谱函数 （54）
4．3．2 典型非周期信号的频谱 （55）
4．4 傅里叶变换的主要性质 （58）
4．5 周期信号的傅里叶变换 （65）
4．5．1 复指数信号的傅里叶变换 （65）
4．5．2 余弦、正弦信号的傅里叶变换 （65）
4．5．3 单位冲激序列?T (t )的傅里叶变换 （66）
4．5．4 一般周期信号的傅里叶变换 （67）
4．6 信号的抽样与重构 （68）
4．6．1 时域抽样 （68）
4．6．2 信号重构 （72）
4．6．3 频域抽样 （73）
习题 （73）
第5章 连续时间系统的频域分析 （77）
5．1 连续时间系统的频域分析简介 （77）
5．1．1 连续时间系统的频率响应 （77）
5．1．2 非周期信号激励下的系统响应 （80）
5．1．3 周期信号激励下的系统响应 （81）
5．2 无失真传输和理想滤波器 （82）
5．2．1 无失真传输系统 （82）
5．2．2 理想低通滤波器 （84）
习题 （88）
第6章 连续时间信号与系统的复频域分析 （90）
6．1 拉普拉斯变换 （91）
6．1．1 从傅里叶变换到双边拉普拉斯变换 （91）
6．1．2 双边拉普拉斯变换的收敛域 （92）
6．1．3 单边拉普拉斯变换 （93）
6．1．4 典型信号的拉普拉斯变换 （94）
6．2 拉普拉斯变换的基本性质 （95）
6．3 拉普拉斯反变换 （101）
6．3．1 部分分式展开法 （101）
6．3．2 留数法 （103）
6．4 连续时间系统的复频域分析 （104）
6．4．1 系统微分方程的复频域求解 （104）
6．4．2 电路的复频域求解 （105）
6．5 系统函数与系统特性 （106）
6．5．1 系统函数 （106）
6．5．2 系统函数H(s)的零、极点 （107）
6．5．3 系统函数的零、极点分布与系统的时域特性 （107）
6．5．4 系统函数的零、极点分布与系统的频域响应特性 （110）
6．5．5 系统稳定性分析 （114）
6．5．6 H(s)与H(j?)的关系 （115）
6．6 连续时间系统的模拟 （116）
习题 （119）
第7章 离散时间系统的时域分析 （123）
7．1 离散时间信号 （124）
7．1．1 离散时间信号的时域描述 （124）
7．1．2 常用的离散信号 （124）
7．1．3 离散信号的基本运算 （126）
7．2 离散时间系统的数学模型 （129）
7．2．1 离散系统的数学模型―差分方程 （129）
7．2．2 离散时间系统的模拟 （130）
7．3 线性时不变离散系统的响应 （131）
7．3．1 时域经典法 （131）
7．3．2 零输入响应与零状态响应 （132）
7．3．3 用卷积和求零状态响应 （133）
习题 （137）
第8章 离散信号与系统的z域分析 （139）
8．1 离散时间信号的z变换 （140）
8．1．1 z变换的定义 （140）
8．1．2 z变换的收敛域 （140）
8．1．3 常用序列的z变换 （143）
8．1．4 z反变换 （145）
8．1．5 z变换的基本性质 （149）
8．2 离散系统的z域分析 （154）
8．2．1 利用z变换求解差分方程 （154）
8．2．2 离散系统的系统函数 （156）
8．2．3 H(z)的零、极点分布与时域特性 （157）
8．2．4 系统的因果稳定性 （158）
8．3 离散系统的模拟 （159）
8．3．1 离散时间系统的联结 （159）
8．3．2 离散时间系统的模拟 （164）
习题 （169）
第9章 系统的状态变量分析法 （171）
9．1 状态和状态空间 （172）
9．2 连续时间系统状态方程的建立 （173）
9．2．1 连续系统状态方程的一般形式 （173）
9．2．2 由电路图直接列写状态方程 （175）
9．2．3 从输入/输出方程导出状态方程 （176）
9．2．4 从模拟图建立状态方程 （177）
9．3 连续系统状态方程的解 （179）
9．3．1 状态方程的复频域求解 （179）
9．3．2 状态方程的时域求解 （181）
9．4 离散时间系统状态方程的建立 （182）
9．4．1 状态方程的一般形式 （182）
9．4．2 由系统的差分方程或模拟图列写状态方程 （183）
9．5 离散时间系统状态方程的求解 （184）
9．5．1 离散时间系统状态方程的时域求解 （184）
9．5．2 离散时间系统状态方程的z域求解 （185）
习题 （187）
第10章 MATLAB在信号与系统中的实现 （189）
10．1 基于MATLAB表示信号 （189）
10．1．1 连续信号的MATLAB表示 （189）
10．1．2 离散信号的MATLAB表示 （193）
10．1．3 利用MATLAB实现信号的基本运算 （194）
10．2 基于MATLAB的信号与系统的时域分析 （198）
10．2．1 信号的时域分析 （198）
10．2．2 LTI系统的时域分析 （200）
10．3 基于MATLAB的信号与系统的频域分析 （204）
10．3．1 信号的频域分析 （204）
10．3．2 系统的频域分析 （209）
10．4 基于MATLAB的信号与系统的复频域分析 （210）
10．4．1 信号的复频域分析 （210）
10．4．2 系统的复频域分析 （212）
10．5 系统状态变量分析法的MATLAB实现 （214）
10．5．1 系统状态方程的MATLAB实现 （214）
10．5．2 连续时间系统状态方程和输出方程求解 （216）
10．5．3 离散时间系统状态方程和输出方程求解 （217）
习题 （218）
参考文献 （220）
书单推荐
