內容全面——主要內容包括信號與系統的基本概念，連續信號與系統的時域、頻域和復頻域分析，離散信號與系統的時域和復頻域分析以及Simulink在信號與系統中的仿真應用。

適應面廣——可作為高等院校電氣信息類專業“信號與系統”課程的教材，也可供相關專業的工作人員自學和參考。

循序漸進——講解由淺入深，過程介紹清晰，注重理論與工程應用背景相結合，便于教學和學生自學。

“信號與系統”課程是電氣工程、自動化、通信工程、電子信息工程、電子科技與技術等專業的核心基礎課程，是一門重要的承上（高等數學、線性代數、復變函數、電路分析基礎、模擬電子技術等）啟下（數字信號處理、通信原理、高頻電子線路、自動控制技術、電子測量技術等）的課程。可以說“信號與系統”課程教學的成敗直接決定是否能夠培養出合格的電氣信息類專業人才。

“信號與系統”是通信與信息系統、信號與信息處理等專業的研究生入學考試必考課程。為了適應現代信號處理技術的發展以及研究生入學考試要求，同時解決授課學時與教學內容、理論傳授與實踐練習之間的矛盾，通過與“數字信號處理”課程整合，目前“信號與系統”課程主要側重于連續時間信號與系統的時域、頻域和復頻域分析，其后續課程“數字信號處理”課程則主要側重于離散時間信號與系統的時域、頻域和復頻域分析。

本書系“普通高等教育‘十三五’規劃教材”，根據教育部高等學校電子信息科學與電氣信息類基礎課程教學指導分委員會制定的“信號與系統課程教學基本要求”修訂，在內容組織和選取上有較大的變化，基本上屬于重寫和重新組織，并有較多的補充。這些變化的目的在于幫助教師更好地講授這門課以及學生更容易掌握這門課的內容。

在實踐教學環節，逐漸放棄了傳統、落后的實驗箱，而將現代化仿真工具軟件Simulink引入實踐教學環節，加入課程設計。此外，“信號與系統”的實踐教學還體現在大學生科技創新實踐以及全國電子設計競賽中，通過積極引導學生參加這樣的實踐活動，不但提高了學生對課堂知識的理解，而且也增加了學生的科技創新與實踐能力。

編者在不斷跟蹤國內外“信號與系統”教材體系和內容變化的基礎上，結合自己長期從事本課程雙語教學的實踐體會，并針對我國教學體系與教學實踐改革的現狀和要求，以及學生的具體情況，本著知識體系完備、例題典型豐富、強化基礎、貼近實際、敘述簡潔、講解透徹、便于讀者自學的原則，改版編寫了這本反映現代“信號與系統”基本原理、教學體系和內容的教材。

本書第1、2、3、5章由張宇副教授執筆，第4章由黃道敏講師執筆，第6章由熊煒副教授執筆，第7章由熊煒副教授和曾春艷講師執筆，第8章由康瑞講師執筆。全書由張宇副教授負責統稿。

在本書的編寫過程中，研究生徐晶晶、吳俊馳、劉小鏡等同學參與了部分文字的錄入和插圖的制作，在此向他們一并表示衷心感謝。

限于編者的水平，書中恐有疏誤之處，懇請讀者批評指正。

作者

2016年7月

第1章 信號與系統的基本概念 1
1.1 信號及其描述方式 1
1.1.1 信號 1
1.1.2 信號的描述方式 1
1.2 信號的分類 1
1.3 常用單元信號 4
1.3.1 常用連續信號 4
1.3.2 常用奇異信號 6
1.4 信號的運算 12
1.5 信號的分解與合成 13
1.6 系統的模型 15
1.7 系統的分類 16
1.7.1 連續時間系統與離散時間系統 16
1.7.2 即時系統與動態系統 17
1.7.3 集總參數系統與分布參數系統 17
1.7.4 線性系統與非線性系統 17
1.7.5 時變系統與非時變系統 18
1.7.6 可逆系統與不可逆系統 19
1.7.7 因果與非因果系統 19
1.7.8 穩定系統與非穩定系統 20
1.8 系統分析方法 20
習題1 21
第2章 連續時間系統的時域分析 27
2.1 系統的數學模型—微分方程與
傳輸算子 27
2.2 系統微分方程的經典解 31
2.3 系統零輸入響應的求解 33
2.4 系統的沖激響應和階躍響應 37
2.4.1 系統的沖激響應 37
2.4.2 單位沖激響應的求法 38
2.4.3 系統的階躍響應及其求法 42
2.5 系統零狀態響應—卷積積分 44
2.6 卷積運算的性質 47
2.6.1 卷積代數 47
2.6.2 卷積的微分與積分 48
2.6.3 與沖激函數或階躍函數的卷積 49
習題2 53
第3章 連續時間信號的頻譜—傅里葉變換 58
3.1 用完備正交函數集表示信號 58
3.1.1 正交矢量 58
3.1.2 正交函數與正交函數集 59
3.1.3 完備的正交函數集 59
3.1.4 常見的完備正交函數集 60
3.2 周期信號的傅里葉級數 61
3.2.1 三角函數形式的傅里葉級數 61
3.2.2 傅里葉級數的性質 63
3.2.3 指數形式的傅里葉級數 67
3.3 周期矩形脈沖的頻譜分析 70
3.3.1 周期矩形脈沖信號的頻譜 70
3.3.2 周期矩形脈沖頻譜結構分析 72
3.3.3 周期信號頻譜的特點 74
3.4 非周期信號頻譜—傅里葉變換 74
3.4.1 頻譜密度函數 74
3.4.2 典型非周期信號的傅里葉變換 78
3.5 傅里葉變換性質 83
3.5.1 傅里葉變換性質 83
3.5.2 周期信號的傅里葉變換 95
3.6 能量譜和功率譜—帕塞瓦爾定理 98
3.6.1 周期信號的功率譜、帕塞瓦爾
恒等式 98
3.6.2 非周期信號的能量譜、帕塞瓦爾
定理 100
習題3 101
第4章 連續時間系統的頻域分析 107
4.1 系統的頻率特性 107
4.2 系統對非正弦周期信號的響應 109
4.3 系統對非周期信號的響應 111
4.4 信號無失真傳輸條件 114
4.4.1 無失真概念 114
4.4.2 無失真傳輸條件 114
4.5 理想低通濾波器的沖激響應與階躍響應 116
4.5.1 理想低通濾波器的沖激響應 116
4.5.2 理想低通濾波器的階躍響應 117
4.6 抽樣定理 118
4.6.1 抽樣的概念 118
4.6.2 時域抽樣 119
4.6.3 時域抽樣定理 120
4.6.4 頻域抽樣及其抽樣定理 121
4.7 調制與解調 123
4.7.1 調制 123
4.7.2 解調 124
4.7.3 調幅信號作用于線性系統 124
4.8 頻分復用與時分復用 125
4.8.1 頻分復用 125
4.8.2 時分復用 125
習題4 127
第5章 連續時間系統的復頻域分析 131
5.1 拉普拉斯變換 131
5.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 131
5.1.2 收斂域 132
5.2 單元信號的拉普拉斯變換 133
5.3 拉普拉斯變換的性質 134
5.4 拉普拉斯反變換 136
5.4.1 簡單函數的拉普拉斯反變換 136
5.4.2 部分分式展開 137
5.4.3 待定系數的求法 138
5.4.4 圍線積分法 141
5.5 線性系統的拉普拉斯變換分析法 142
5.5.1 微分方程的復頻域求解 142
5.5.2 電路的 域模型 144
5.6 雙邊拉普拉斯變換 147
5.7 系統的模擬圖與框圖 151
5.7.1 三種運算器 151
5.7.2 系統模擬的定義與系統的模擬圖 152
5.7.3 常用的模擬圖形式 153
5.7.4 系統的框圖 157
5.8 系統的信號流圖與梅森公式 159
5.8.1 信號流圖的定義 159
5.8.2 三種運算器的信號流圖表示 159
5.8.3 模擬圖與信號流圖的相互轉換規則 160
5.8.4 信號流圖的名詞術語 162
5.8.5 梅森公式 163
5.9 系統函數 165
5.9.1 系統函數的定義與分類 165
5.9.2 系統函數的一般表示式及其零、
極點圖 167
5.9.3 系統函數的應用 170
習題5 184
第6章 離散信號與系統的時域分析 192
6.1 引言 192
6.2 序列及其基本運算 192
6.2.1 序列的定義 192
6.2.2 典型序列 193
6.2.3 序列的基本運算 197
6.3 卷積和 199
6.3.1 卷積和的定義 199
6.3.2 卷積和的性質 202
6.3.3 常用序列的卷積和公式 204
6.4 離散時間系統的建模與求解 205
6.4.1 LTI離散系統 206
6.4.2 LTI離散系統的數學模型—
差分方程 207
6.4.3 線性差分方程的求解方法 210
6.5 離散時間系統的零輸入響應 210
6.5.1 一階線性時不變離散系統的
零輸入響應 210
6.5.2 N階線性時不變離散系統的
零輸入響應 211
6.6 離散時間系統的零狀態響應 213
6.6.1 離散系統的轉移（傳輸）算子 214
6.6.2 單位脈沖響應h(n) 214
6.6.3 零狀態響應 217
6.7 系統差分方程的經典解 218
習題6 220
第7章 z變換與離散系統的z域分析 226
7.1 引言 226
7.2 z變換定義 226
7.3 z變換收斂域 227
7.4 典型序列的z變換 231
7.5 z變換的性質 234
7.6 逆z變換 245
7.7 z變換求解差分方程 249
7.8 離散系統的表示和模擬 252
7.8.1 離散系統的方框圖表示 252
7.8.2 離散系統的信號流圖表示 255
7.8.3 離散系統的模擬 257
7.9 系統函數與系統特性 261
7.9.1 系統函數 261
7.9.2 H(z)的零、極點分布與時域特性 262
7.9.3 系統的因果穩定性 263
7.9.4 H(z)的零、極點與系統頻響 264
7.10 z變換與拉氏變換、傅氏變換關系 267
習題7 269
第8章 Simulink在信號與系統中的仿真應用 274
8.1 Simulink仿真基礎 274
8.2 Simulink設計流程 275
8.3 信號的時域分析 276
8.4 連續LTI系統時域和頻域分析 286
8.5 連續時間信號的頻域分析 298
8.6 離散LTI系統z域分析 302
附錄A Simulink常用命令 309
附錄B Simulink常用模塊 311
習題參考答案 315
參考文獻 332

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]