信号与系统 使用MATLAB分析与实现(第2版)

本书严格参照教育部《普通高等学校本科专业目录》、教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会《电子电气基础课程教学基本要求》编写。在总结教学团队丰富教学经验的基础上，从实际应用的角度出发，阐述信号与系统的基本概念、基本原理、基本计算及分析和设计方法，帮助学生建立起信号的“频谱”“带宽”“正交分解”及系统的“幅频特性”“相频特性”“带宽”等概念，掌握傅里叶分析、拉普拉斯分析方法以及基于系统函数H(s)的一般系统的分析和设计方法。结合课程内容，恰当地引入课程思政，培养学生逻辑思维、变换思维和创新思维能力，提高学生分析、解决实际系统分析和设计中的复杂工程问题的能力，实现立德树人和知识传授、能力培养的统一。 便于教学与自学 在系统阐述理论的同时，注重内容的实用性和可读性，减少理论公式的繁杂数学推导，为公式赋予明确的物理含义，增加MATLAB验证，便于学生理解和运用。 符合认知规律 根据认知规律编排内容，将理论和应用分章编排以突出应用。将数学工具工程化，将抽象问题形象化，将复杂问题简单化，将零散问题系统化，便于读者学习。 突出应用实践 以“傅里叶变换”与“拉普拉斯变换”为主线，将理论方法化，突出基于系统函数H(s)的系统分析和设计方法，提高课程内容的实用性，进而提高学生的学习兴趣。 融入思政元素 通过采用信号与系统的原理和分析方法分析24字的社会主义核心价值观，培养学生正确的人生观和价值观，做到立德树人和知识传授、能力培养的统一。

本书主要讲授信号与系统的概念、原理以及应用方法,全书分为8章,每章配有大量的例题以及基于MATLAB的求解程序。第1章介绍信号的概念、分类、运算方法以及正交分解方法;系统的概念、分类、性质以及描述方法。第2章介绍系统的时域分析方法。第3章介绍周期信号的傅里叶级数展开方法以及非周期信号的傅里叶变换方法、傅里叶变换的性质,并通过这两种变换引入信号频谱和带宽的概念。第4章介绍信号与系统的虚频域分析方法,即傅里叶分析方法,包括无失真传输系统、采样系统、滤波器等具体实际系统的分析方法和频率响应特性。第5章介绍信号的拉普拉斯变换和逆变换方法,拉普拉斯变换的性质。第6章介绍拉普拉斯变换在系统分析中的应用方法,包括微分方程、框图以及电路等不同描述方式系统的分析方法,以及基于系统函数H(s)的一般系统的分析和设计方法。第7章介绍离散时间信号与系统的时域、z域分析方法。第8章简单介绍窗口傅里叶变换和小波变换,包括小波变换应用实例及MATLAB程序。全书在第1章、第4章、第6章和第8章的适当位置,紧扣课程内容,引入以24字社会主义核心价值观为重点的思政元素,培养学生正确的人生观、价值观和科学思维,实现立德树人、知识传授和能力培养的统一。
本书配有电子教案,可以作为高等院校电气、电子、信息、计算机等专业本、专科生的教材,也可供相关领域的工程技术人员参考。

高宝建 西北大学信息科学与技术学院教授，硕士生导师，中国电子学会高级会员。陕西省“信号处理系列课程”教学团队、“信号与系统”精品资源共享课程核心成员。先后主讲了“信号与系统”“现代通信理论与技术”“电磁场与电磁波”等本科生和研究生课程，获西北大学首届课堂教学能手称号。主要从事通信信号处理、物理层安全、遥控遥测等方面的研究工作，先后主持和参与了重量、省部级等各级科研教学项目10余项，发表相关科研教学论文60余篇，获部级科学技术进步奖二等奖1项。以副主编身份编写《信号与系统》教材1部。 彭进业 西北大学信息科学与技术学院教授，博士生导师，中国图象图形学学会理事，陕西省图象图形学学会副理事长，陕西省生物医学工程学会副理事长。教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人，陕西省“信号处理系列课程”教学团队、“信号与系统”精品资源共享课程带头人，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。发表学术论文200余篇，获授权国家发明专利20余项，获国家教学成果奖二等奖、陕西省教学成果奖一等奖、陕西省科学技术奖二等奖等教学科研奖励。  

第1章信号与系统的基本概念
1.1信号的基本概念
1.1.1信息与信号
1.1.2信号的属性及其描述
1.1.3信号的分类
1.1.4常用的基本信号
1.1.5信号的基本运算
1.1.6信号的分解
1.2系统的基本概念
1.2.1电路与系统
1.2.2系统的性质
1.2.3系统的描述
1.2.4系统的分类
1.3信号与系统
1.3.1信号分析方法
1.3.2系统分析方法
1.3.3信号与系统分析方法在工程领域的应用
1.3.4信号与系统原理及分析方法在思政方面的应用
本章小结
习题
第2章线性时不变系统的时域分析
2.1引言
2.2连续时间LTI系统的经典分析法
2.2.1齐次解yh(t)
2.2.2特解yp(t)
2.2.3接近解
2.2.4实际系统的初始条件和初始状态
2.3连续时间LTI系统的现代分析法
2.3.1零输入响应yx(t)
2.3.2零状态响应yf(t)
2.4单位冲激响应
2.4.1单位冲激响应的相关特性
2.4.2LTI系统冲激响应h(t)的求取方法
2.4.3卷积积分的系统意义
2.5阶跃响应
本章小结
习题
第3章傅里叶级数与傅里叶变换
3.1引言
3.2傅里叶级数
3.2.1傅里叶级数的三种形式
3.2.2波形合成和误差分析的MATLAB实现
3.2.3周期信号的频谱
3.2.4周期信号的功率
3.2.5函数的对称性与傅里叶系数的关系
3.3傅里叶变换
3.3.1从傅里叶级数到傅里叶变换
3.3.2非周期信号的频谱
3.4常用信号的傅里叶变换
3.5傅里叶变换的性质
3.6周期信号的傅里叶变换
3.6.1一般周期信号的傅里叶变换
3.6.2冲激函数序列的傅里叶变换
3.7傅里叶逆变换的计算方法
本章小结
习题
第4章傅里叶分析方法在系统分析中的应用
4.1系统的频率响应函数
4.2傅里叶分析方法
4.3无失真传输系统
4.3.1失真的概念
4.3.2无失真传输系统
4.4理想低通滤波器
4.4.1理想低通滤波器的特性
4.4.2信号通过理想低通滤波器
4.4.3物理可实现滤波器的约束条件
4.4.4物理可实现低通滤波器
4.4.5正确“理想”的引领作用
4.5采样定理
4.5.1时域低通采样定理
4.5.2时域带通采样定理
4.5.3频域采样定理
4.5.4采样定理证明中的“变换”思维
4.6调制与解调
4.7频分复用
4.8时分复用
……