信號與系統是通信技術、電子信息工程技術、應用電子技術、自動控制、計算機網絡技術等專業的主要技術基礎課。通過本課程的學習，不僅使學生掌握信號與系統的基本概念、線性時不變系統的基本特性、信號通過線性系統的基本分析方法，還培養學生的抽象思維能力，提高分析問題和解決問題的能力，為后續課程的學習以及從事實際工作打下良好的基礎。

根據教育部對高職高專教育的要求，基礎理論教學要以“應用為目的，以必須夠用為度，以掌握概念、強化應用為教學重點”為原則，在編寫過程中，根據信號與系統課程內容的特點和學生接受知識的規律，在保持教學大綱內容和基本要求的基礎上，注重以下幾個方面：

1．在基本理論上重點突出基本概念、基本分析方法的理解和應用，不貪多求深。即通過對基本信號特性的分析以及對簡單線性時不變系統的分析，充分地理解信號在產生、傳輸和加工處理等過程中自身特性的變化以及對系統特性的要求。

2．在應用上強調對抽象數學理論的物理概念和工程概念的理解，不強調純數學運算與推導，而是注重結果的分析與應用。掌握信號與系統的基本分析方法，學會運用數學工具對簡單線性時不變系統進行分析。

3．在結構上先信號后系統，先連續后離散，先時域后變換域（頻域、復頻域和z域）。這樣由淺入深，循序漸進，便于知識的接受、理解和掌握。另外，在內容上力求緊湊、合理；在文字上力求通俗易懂，概念敘述清晰、準確。

4．雖然不強調數學推導，但是，為了保持內容的完整性和連續性，仍然保留了一些推導和證明，這樣便于讀者自學。同時將一些常用的數學結論繪制成圖表，使學生學會直接利用圖表完成對信號與系統的基本分析，這樣易于培養學生的工程意識。

本書共分6章。第1章為信號與系統的概述；第2章為連續時間信號與系統的時域分析；第3章為連續時間信號與系統的頻域分析；第4章為連續時間信號與系統的復頻域分析；第5章為離散時間信號與系統的時域分析；第6章為離散時間信號與系統的z域分析。

本書第3章和第6章由周濤編寫；第1章和第5章由王俊紅編寫；第4章由周濤和薛瑞共同編寫；第2章由王俊紅和周濤共同編寫。周濤任主編并統稿全書，王俊紅任副主編。參加本書編寫工作的還有李利、李朝輝、齊建玲、張增良。李國洪、陳剛對本書的編寫大綱進行了仔細的審閱，并提出了寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝！

由于編者水平有限，書中的內容、結構和文字表述等方面難免有錯誤和不妥之處，懇請批評指正。

序
前言
第1章 信號與系統概述 1
本章學習目標 1
1.1 引言 1
1.2 信號的描述與分類 2
1.2.1 信號的描述 2
1.2.2 信號的分類 3
1.3 系統的描述與分類 8
1.3.1 系統的描述 8
1.3.2 系統的分類 9
本章小結 10
習題1 11
第2章 連續時間信號與系統的時域分析 13
本章學習目標 13
2.1 基本連續時間信號 13
2.1.1 正弦信號 13
2.1.2 指數信號 14
2.1.3 抽樣信號 16
2.1.4 奇異信號 16
2.2 信號的運算與變換 21
2.2.1 信號的代數運算 21
2.2.2 信號的微分與積分 22
2.2.3 信號的反褶 23
2.2.4 信號的時移 24
2.2.5 信號的尺度變換 24
2.2.6 信號的分解 25
2.3 線性時不變連續系統 27
2.3.1 線性時不變系統的基本性質 27
2.3.2 線性時不變系統的模擬 31
2.4 LTI連續系統的模型 33
2.4.1 LTI連續系統的數學模型 33
2.4.2 LTI連續系統的框圖 34
2.5 LTI連續系統的響應 34
2.5.1 系統的初始條件 34
2.5.2 零輸入響應與零狀態響應 37
2.5.3 系統的全響應 42
2.6 沖激響應與階躍響應 44
2.6.1 沖激信號的性質 44
2.6.2 沖激響應 47
2.6.3 階躍響應 51
2.7 卷積與零狀態響應 52
2.7.1 任意信號的分解 52
2.7.2 卷積與零狀態響應 52
2.7.3 卷積的圖解法 55
2.7.4 卷積的性質 57
本章小結 61
習題2 62
第3章 連續時間信號與系統的頻域分析 69
本章學習目標 69
3.1 周期信號的傅里葉級數 69
3.1.1 三角函數形式的傅里葉級數 69
3.1.2 指數形式的傅里葉級數 72
3.2 周期信號的頻譜 75
3.2.1 周期信號的頻譜 75
3.2.2 周期信號頻譜的特點及頻帶寬度 76
3.3 非周期信號的傅里葉變換 80
3.3.1 傅里葉變換 80
3.3.2 非周期信號的頻譜 82
3.3.3 典型信號的傅里葉變換 83
3.4 傅里葉變換的基本性質 88
3.4.1 線性 88
3.4.2 對稱性 88
3.4.3 尺度變換 90
3.4.4 時移特性 91
3.4.5 頻移特性 92
3.4.6 卷積定理 93
3.4.7 時域微分和時域積分 96
3.4.8 頻域微分和頻域積分 99
3.5 周期信號的傅里葉變換 100
3.6 頻域系統函數 102
3.6.1 系統函數的定義 102
3.6.2 系統函數 的求解方法 103
3.7 連續系統的頻域分析 105
3.7.1 復指數信號 的響應 105
3.7.2 非正弦周期信號的響應 106
3.7.3 非周期信號的響應 108
3.7.4 無失真傳輸及其條件 112
3.7.5 理想低通濾波器及其響應 114
3.8 抽樣定理 117
3.8.1 連續信號的時域抽樣定理 118
3.8.2 從抽樣信號恢復連續時間信號 120
本章小結 122
習題3 123
第4章 連續時間信號與系統的復頻域分析 130
本章學習目標 130
4.1 拉普拉斯變換 130
4.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 130
4.1.2 拉普拉斯變換的收斂域 132
4.1.3 常用信號的單邊拉氏變換 134
4.2 單邊拉氏變換的性質 136
4.2.1 線性 136
4.2.2 時移（延時）特性 137
4.2.3 尺度變換 138
4.2.4 頻移特性 139
4.2.5 時域微分定理 139
4.2.6 時域積分定理 140
4.2.7 域微分定理 141
4.2.8 域積分定理 142
4.2.9 初值定理 142
4.2.10 終值定理 143
4.2.11 卷積定理 145
4.3 單邊拉氏反變換 146
4.3.1 查表法 146
4.3.2 部分分式展開法 147
4.4 連續系統的復頻域分析 152
4.4.1 用拉氏變換法分析系統 152
4.4.2 用拉氏變換法分析電路 154
4.5 系統函數H(s) 159
4.5.1 系統函數的定義 159
4.5.2 系統函數 的求解方法 160
4.6 系統函數的零、極點分布與時域響應特性的關系 162
4.6.1 系統函數的零、極點與零、極點圖 162
4.6.2 系統函數的零、極點分布與時域響應特性的關系 163
4.7 系統的穩定性 164
4.7.1 穩定系統的定義 164
4.7.2 系統穩定的條件 164
4.8 系統函數與系統頻率特性 167
4.8.1 頻率特性 167
4.8.2 頻率特性的矢量作圖法 168
本章小結 171
習題4 171
第5章 離散時間信號與系統的時域分析 179
本章學習目標 179
5.1 離散時間信號的基本概念 179
5.1.1 離散時間信號的描述 179
5.1.2 基本離散信號 180
5.1.3 基本離散信號的特性 184
5.2 離散信號的運算與變換 185
5.2.1 相加 185
5.2.2 相乘 186
5.2.3 差分 186
5.2.4 求和 186
5.2.5 反褶 188
5.2.6 移位 188
5.2.7 尺度變換 188
5.3 離散系統的基本概念 189
5.3.1 離散系統 189
5.3.2 線性時不變（LTI）系統 189
5.3.3 離散系統的數學模型 192
5.3.4 離散系統的模擬 194
5.4 線性時不變離散系統的響應 195
5.4.1 迭代法 195
5.4.2 經典法 197
5.4.3 零輸入響應與零狀態響應 200
5.5 離散系統的單位樣值響應 202
5.5.1 單位樣值響應 202
5.5.2 單位階躍響應 207
5.6 離散卷積與零狀態響應 207
5.6.1 離散卷積和 207
5.6.2 卷積和的性質 211
5.6.3 零狀態響應 213
本章小結 216
習題5 216
第6章 離散時間信號與系統的z域分析 222
本章學習目標 222
6.1 離散信號的z變換 222
6.1.1 z變換的定義 222
6.1.2 z變換的收斂域 224
6.1.3 常用基本離散序列的單邊z變換 226
6.2 單邊z變換的性質 227
6.2.1 線性 227
6.2.2 移位 227
6.2.3 z域尺度變換（序列指數加權） 229
6.2.4 域微分（序列線性加權） 229
6.2.5 初值定理 230
6.2.6 終值定理 230
6.2.7 時域卷積定理 231
6.3 z反變換 232
6.3.1 冪級數展開法（長除法） 232
6.3.2 部分分式展開法 234
6.4 離散系統的z域分析 238
6.4.1 零輸入響應的 域解 239
6.4.2 零狀態響應的 域解 240
6.4.3 全響應的 域解 241
6.5 系統函數H(z) 242
6.5.1 系統函數的定義 243
6.5.2 系統函數 的求解方法 243
6.6 系統函數零、極點分布與時域響應特性的關系 246
6.6.1 系統函數的零、極點與零、極點圖 246
6.6.2 系統函數的零、極點分布圖與時域特性的關系 246
6.7 域與 域的關系 248
6.8 離散系統的穩定性 249
6.9 離散系統的頻率特性 251
6.9.1 頻率特性 251
6.9.2 頻率特性的幾何確定 252
本章小結 254
習題6 255
部分習題參考答案 260
習題1 260
習題2 260
習題3 261
習題4 263
習題5 265
習題6 267
參考文獻 270