信号与系统（第5版） 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

内容简介

本书系统论述了确定性信号与线性时不变系统的基本概念、基本理论与分析方法。从时域分析到变换域分析、从信号到系统、从连续到离散，从输入输出分析到状态变量分析，共包括9章内容。第1章引言，介绍信号与系统的基本概念及应用领域，第2、3章介绍连续时间信号与系统的时域分析，第4章介绍离散时间信号与系统的时域分析，第5、6章介绍连续时间信号与系统的变换域（傅里叶变换和拉普拉斯变换）分析，第7章介绍傅里叶变换的应用，第8章介绍离散时间信号与系统的变换域（傅里叶变换和z变换）分析，第9章介绍连续时间系统与离散时间系统的状态变量分析。每章最后介绍了与该章内容相关的MATLAB的内容，并给出本章关键知识点概要。书中每节都有对应知识点习题，每章最后还有综合习题，书后附有参考答案。本教材一些补充内容可以扫描二维码进行拓展学习。本书叙述通俗易懂、条理清晰，可作为高等院校通信工程、电子信息工程、自动控制及计算机等专业的信号与系统课程的教材，也可供有关科技人员参考。

作者简介

1.共参加国家十多项"863”和自然基金项目研究工作；2.共参加十多项省部级新技术研究和系统研制工作；3.多次参加省级和校级教学改革工作；4.参加并主持几十家工矿企业技术改造工作，取得较好社会和经济效益。5."高性能图像与视频超分辨支撑理论与应用技术”，江苏省科学技术奖三等奖，2013年；

目录

目 录
第1章 引言 （1）
第2章 连续时间信号的时域分析 （5）
2．1 信号的分类 （5）
2．2 常用的连续时间信号 （6）
2．3 奇异信号 （8）
2．3．1 单位斜变信号 （8）
2．3．2 单位阶跃信号 （8）
2．3．3 单位冲激信号 （9）
2．3．4 冲激偶信号 （12）
2．4 信号的运算 （13）
2．4．1 信号的基本运算 （13）
2．4．2 信号的卷积运算 （16）
2．5 连续信号的分解 （22）
2．6 MATLAB的操作界面及连续信号的表示 （24）
关键知识点概要 （27）
综合习题 （30）
第3章 连续时间系统的时域分析 （32）
3．1 系统的数学模型及其分类 （32）
3．2 系统的性质 （34）
3．3 线性时不变系统的微分方程表示及其经典求解 （37）
3．3．1 线性时不变系统分析方法概述 （37）
3．3．2 线性时不变系统数学模型的建立 （38）
3．3．3 微分方程的经典求解 （39）
3．3．4 初始条件的确定 （41）
3．4 零输入响应与零状态响应 （45）
3．5 冲激响应与阶跃响应 （47）
3．6 线性时不变系统的卷积积分分析 （49）
3．7 用MATLAB对连续时间系统的时域分析 （51）
关键知识点概要 （53）
综合习题 （56）
第4章 离散时间信号与系统的时域分析 （58）
4．1 离散时间信号―序列 （58）
4．1．1 离散时间信号的表示 （58）
4．1．2 典型序列 （59）
4．1．3 序列的运算 （61）
4．2 离散时间系统 （65）
4．2．1 离散时间系统及其性质 （65）
4．2．2 线性常系数差分方程 （67）
4．2．3 线性常系数差分方程的经典解法 （69）
4．3 线性时不变（LTI）离散时间系统的单位样值响应 （73）
4．3．1 零输入响应与零状态响应 （73）
4．3．2 单位样值响应 （74）
4．3．3 LTI离散时间系统的卷积和分析 （75）
4．3．4 LTI离散时间系统的因果性和稳定性 （77）
4．4 用MATLAB产生和实现离散时间信号和系统 （78）
关键知识点概要 （80）
综合习题 （82）
第5章 连续时间信号的变换域分析 （84）
5．1 周期信号的频谱分析――傅里叶级数 （84）
5．1．1 傅里叶级数的三角形式 （84）
5．1．2 傅里叶级数的复指数形式 （85）
5．1．3 周期信号的频谱及其特点 （86）
5．1．4 具有对称性的周期信号的频谱 （88）
5．1．5 吉伯斯现象 （91）
5．2 常用周期信号的频谱 （93）
5．2．1 周期矩形脉冲信号 （93）
5．2．2 周期锯齿脉冲信号 （96）
5．2．3 周期三角脉冲信号 （96）
5．2．4 周期半波余弦信号 （96）
5．2．5 周期全波余弦信号 （97）
5．3 非周期信号的频谱――傅里叶变换 （98）
5．4 典型非周期信号的频谱 （100）
5．5 傅里叶变换的基本性质 （104）
5．6 周期信号的傅里叶变换 （118）
5．7 拉普拉斯变换 （122）
5．7．1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 （122）
5．7．2 拉普拉斯变换的收敛域 （123）
5．7．3 典型信号的拉普拉斯变换 （125）
5．8 拉普拉斯变换的基本性质 （126）
5．9 拉普拉斯逆变换 （134）
5．9．1 部分分式展开法 （135）
5．9．2 留数法 （137）
5．10 连续信号的频域与复频域的MATLAB分析 （138）
关键知识点概要 （141）
综合习题 （146）
第6章 连续时间系统的变换域分析 （148）
6．1 系统响应的拉氏变换求解 （148）
6．1．1 微分方程的拉氏变换求解 （148）
6．1．2 s域的元件模型 （151）
6．2 系统函数与冲激响应 （155）
6．3 零、极点分布与时域响应特性 （158）
6．3．1 零点与极点的概念 （158）
6．3．2 零、极点分布与时域响应特性 （159）
6．3．3 自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应 （162）
6．4 零、极点分布与系统频率响应特性的关系 （165）
6．4．1 频率响应特性的定义 （165）
6．4．2 频响特性的矢量作图法 （166）
6．5 典型系统的频响特性 （168）
6．6 全通系统和最小相位系统 （174）
6．7 系统模拟及信号流图 （177）
6．7．1 系统的框图 （177）
6．7．2 信号流图 （178）
6．7．3 系统模拟 （180）
6．8 系统的稳定性 （186）
6．9 MATLAB在连续系统变换域分析中的应用 （189）
关键知识点概要 （192）
综合习题 （194）
第7章 傅里叶变换的应用 （196）
7．1 信号的传输与滤波 （196）
7．1．1 无失真传输 （196）
7．1．2 理想滤波器 （197）
7．2 信号的采样 （202）
7．2．1 信号采样的概念 （202）
7．2．2 采样信号的傅里叶变换 （203）
7．2．3 时域采样定理 （205）
7．2．4 从采样信号恢复连续信号 （207）
7．3 调制与解调 （211）
7．3．1 调制的概念及分类 （211）
7．3．2 调幅信号的傅里叶变换 （212）
7．3．3 解调的概念 （215）
7．4 信号的频域采样与复用 （218）
7．4．1 信号的频域采样 （218）
7．4．2 频分复用与时分复用 （220）
7．5 MATLAB在信息处理与通信中的应用 （221）
关键知识点概要 （223）
综合习题 （224）
第8章 离散时间信号与系统的变换域分析 （227）
8．1 序列的z变换及其收敛域 （227）
8．1．1 z变换的定义 （227）
8．1．2 z变换的收敛域 （228）
8．1．3 典型序列的z变换 （230）
8．1．4 s平面到z平面的映射 （231）
8．2 z逆变换 （233）
8．3 z变换的基本性质 （236）
8．3．1 线性 （236）
8．3．2 时移性 （236）
8．3．3 z域微分 （238）
8．3．4 序列指数加权 （239）
8．3．5 序列反褶 （240）
8．3．6 卷积定理 （240）
8．3．7 初值和终值定理 （241）
8．3．8 帕斯瓦尔定理 （242）
8．4 序列的傅里叶变换 （242）
8．5 LTI离散时间系统的系统函数 （245）
8．5．1 系统函数与单位样值响应 （246）
8．5．2 系统函数与线性常系数差分方程 （247）
8．5．3 系统函数与系统的因果性 （248）
8．5．4 系统函数与系统的稳定性 （249）
8．6 LTI离散时间系统的频响特性 （251）
8．6．1 频响特性的定义 （251）
8．6．2 频响特性与系统函数的零、极点矢量作图 （252）
8．7 数字滤波器的一般概念 （256）
8．7．1 数字滤波器原理 （257）
8．7．2 数字滤波器结构框图及信号流图 （258）
8．8 用MATLAB在变换域分析和实现离散时间信号和系统 （262）
关键知识点概要 （264）
综合习题 （268）
第9章 系统的状态变量分析法 （270）
9．1 系统的状态变量和状态方程 （270）
9．2 连续时间系统状态方程的建立 （273）
9．2．1 系统状态方程的直接编写 （273）
9．2．2 系统状态方程的间接编写 （274）
9．3 连续时间系统状态方程的求解 （278）
9．4 离散时间系统状态方程的建立 （282）
9．4．1 根据给定系统的差分方程确定状态方程 （282）
9．4．2 根据给定系统的框图或流图建立状态方程 （283）
9．5 离散时间系统状态方程的求解 （284）
9．6 由状态方程判断系统的稳定性 （287）
9．7 系统的状态变量分析法的MATLAB实现 （289）
关键知识点概要 （291）
综合习题 （292）
习题答案 （294）

前言/序言

第5版前言

信号与系统是通信和电子信息类专业的核心基础课，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、自动控制、信号与信息处理、电路与系统等领域。本课程主要研究确定性信号（非随机信号）经线性时不变系统传输与处理的基本理论。本课程涉及的先修数学内容包括微分方程、差分方程、级数、复变函数、线性代数、积分变换等。

南京理工大学“信号与系统”课程于2008年被评为江苏省精品课程，本书是该课程的配套教材。

本书第5版，是在第4版教材的基础上，根据作者近几年的实际教学体会，结合广大读者的反馈意见和建议，并参考了近几年的国内外优秀教材，修订而成的，从而使本教材不断适应学科的发展，教材体系更加具有合理性和科学性。

与第4版教材相比，第5版教材在教学目的、教学要求及大部分教学内容等方面基本相同，但在某些内容、结构安排等方面做了如下修订：

（1）内容的组织有了较大调整。第4版中，教材内容次序是先连续后离散，先信号后系统，在连续与离散部分再先讲时域后讲变换域（包括频域、复频域）；在第5版中，教材内容次序调整为先时域后变换域，先信号后系统，在时域与变换域部分先讲连续后讲离散。这样调整的目的是更加便于学生理解与接受。

（2）删除了第4版中6.2节的模拟滤波器设计，而将该部分内容放在“数字信号处理”课程讲授，使模拟滤波器设计与数字滤波器设计一起介绍，从而具有知识的连贯性。增加了频域采样和复用知识点的介绍，更好地适应学科的发展。

（3）在每章结束的时候，增加了该章关键知识点的总结，便于学生更好地掌握和复习本章的内容。

（4）补充内容的二维码扫描的应用。受教材篇幅的限制，有些知识点的补充、有些例题的其他解法没有在教材中列出，但读者可以扫描相应位置的二维码看到电子版内容，更好地丰富教材的内容，扩大学生的知识面。

（5）纠正了教材中的一些错误及不足之处，使内容表述更加精炼，更加具有可读性。

（6）对部分例题和习题做了调整与修改。

本书总体特点如下：

（1）内容结构合理。本教材内容按照时域、频域和复频域的次序安排；在不同的域中，按照先连续后离散安排章节；在各章节中，将信号与系统分开来叙述，采用先信号分析再系统分析的方法，这样使得信号与系统的脉络更加清晰。考虑到人们对时域更加具有直观体验，所以在第5版中，我们将先讲时域，便于读者能很快理解信号与系统。

（2）关键知识点总结。每门课程都有自己的重要知识点，认真归纳、总结和梳理这些知识点是学好该课程的重要环节之一。在第5版教材中，我们在每章的最后增加了该章关键知识点概要，使得本书不但可以作为学生每章复习的参考，而且也可用于本课程期末考试、以及研究生入学考试的总复习，不增加本书篇幅、以及学生购书成本的情况下，实现了“一书多能”的效果。

（3）规范了教材中的某些符号，与后续课程保持一致。针对目前国内相关教材和国外教材的不同译本，存在着符号使用上的混乱现象，我们觉得有必要用科学的一致的方式，将这些符号给予清晰，并统一起来，这样就方便了大家的使用。例如：

① 关于周期信号与非周期信号，本书中将周期信号用 来表示，而非周期信号仍用 来表示，这样从符号上就能清楚地区分周期信号与非周期信号。

② 将连续角频率的符号定义为 ，而数字频率的符号定义为 ，与后续课程“数字信号处理”的教材保持一致。

（4）将习题进行了合理分解，每节后安排适量与本节知识点相关的基本习题，方便强化相关知识点的训练，便于师生的同步课程学习；每章后设计一些综合题，通过综合题的训练可以更好地融会贯通相关理论与方法，便于学生的期末复习、研究生入学考试备考，实现“一书多能”的效果。

由于不同的学校和不同的专业“信号与系统”课程学时数不尽一致，一般课堂讲授的学时为32～64学时。因此，教师可根据实际学时数，选择不同的章节来进行授课。

与本教材相配套的电子课件、MATLAB的程序与部分习题答案，可以登录电子工业出版社的华信教育资源网www.hxedu.com.cn免费下载。

本教材由钱玲统稿。其中第1，6，7章及全部的MATLAB内容由钱玲执笔，第4，8，9章由谷亚林执笔，第2，3，5章由王海青执笔。本书请徐天成老师审稿，徐老师也是前4版教材的统稿，为本教材的出版和建设付出了大量的辛劳，在此向徐老师表示特别感谢。作者所在教研室的各位同仁对本书提出了许多宝贵意见，在此表示诚挚的谢意。

编著者

（作者的E-Mail：qianling@mail.njust.edu.cn）