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第1章 信号与系统基本概念1

1.1 人类通信的发展历史1

1.2 信号及其分类3

1.2.1 信号的基本概念3

1.2.2 信号的分类3

1.3 常用的典型信号5

1.4 信号的运算12

1.4.1 信号自变量的运算12

1.4.2 信号的微分和积分运算14

1.5 电路、系统的基本概念15

1.5.1 基本概念15

1.5.2 模型16

1.6 系统分类19

1.7 线性时不变系统的基本特性20

1.8 系统分析方法22

习题23

第2章 静态电路的时域分析26

2.1 电路分析中的基本变量26

2.1.1 电流及其参考方向26

2.1.2 电压及其参考方向27

2.1.3 电流、电压关联参考方向28

2.1.4 功率28

2.2 基尔霍夫定律29

2.2.1 基尔霍夫定律发现的背景29

2.2.2 电路的基本概念29

2.2.3 基尔霍夫电流定律30

2.2.4 基尔霍夫电压定律31

2.3 直流电路的基本元件33

2.3.1 电阻元件33

2.3.2 独立电源34

2.3.3 受控电源38

2.4 等效的概念及等效变换分析39

2.4.1 电阻的串联与分压公式40

2.4.2 电阻的并联与分流公式41

2.4.3 Т型、П型电阻网络的等效变换41

2.4.4 电源的等效变换43

2.5 复杂电路的系统分析方法47

2.5.1 支路电流（电压）法48

2.5.2 网孔电流法49

2.5.3 节点电压法53

2.6 电路分析基本定理57

2.6.1 叠加定理57

2.6.2 替代定理60

2.6.3 戴维南定理和诺顿定理61

2.6.4 电路的对偶特性68

习题68

第3章 动态电路的时域分析75

3.1 引言75

3.2 动态元件的基本特性76

3.2.1 电容元件76

3.2.2 电感元件79

3.2.3 电容、电感的串联、并联81

3.3 连续动态电路的数学模型83

3.4 齐次解特解系统分析方法85

3.5 一阶动态电路的零输入响应91

3.5.1 RC电路的零输入的响应91

3.5.2 RL电路的零输入响应93

3.5.3 一阶电路的时间常数94

3.6 一阶电路的零状态响应96

3.6.1 RC电路的零状态响应97

3.6.2 RL电路的零状态响应98

3.7 一阶电路的全响应100

3.7.1 电路的全响应求解100

3.7.2 求解一阶电路的三要素公式101

3.8 单位冲激响应107

3.9 卷积积分109

3.9.1 卷积的定义109

3.9.2 卷积计算的图解法109

3.9.3 利用卷积求系统的零状态响应111

3.10 卷积积分的性质113

3.10.1 卷积的代数性质113

3.10.2 卷积的微分与积分114

3.10.3 与冲激函数或阶跃函数的卷积114

习题115

第4章 正弦稳态电路的分析119

4.1 正弦信号的基本概念119

4.1.1 正弦信号的有效值119

4.1.2 正弦信号的相位差120

4.2 正弦信号的相量表示法121

4.2.1 复数及其运算法则121

4.2.2 正弦信号的相量表示122

4.3 正弦电路的相量分析法125

4.3.1 相量形式的基尔霍夫定律125

4.3.2 电阻、电容、电感元件的复数模型126

4.3.3 复数欧姆定律的一般形式、阻抗和导纳131

4.3.4 正弦电路的相量分析法举例134

4.4 正弦电路的功率137

4.4.1 瞬时功率137

4.4.2 平均功率（有功功率）与无功功率138

4.4.3 复功率139

4.4.4 视在功率与功率因数139

4.4.5 功率平衡141

4.4.6 最大功率传输141

4.5 三相电路的概念143

4.5.1 三相电路简介143

4.5.2 对称三相电路计算的特点145

4.5.3 不对称三相电路的概念146

4.5.4 三相电路的功率147

习题148

第5章 连续时间信号与系统的频域分析151

5.1 信号的分解151

5.1.1 信号的正交分解151

5.1.2 完备正交函数集153

5.2 周期信号的傅里叶级数分析153

5.2.1 周期信号的指数形式的傅里叶级数154

5.2.2 三角形傅里叶级数154

5.2.3 信号的对称性与傅里叶级数的关系155

5.3 周期信号的频谱分析157

5.3.1 频谱的概念157

5.3.2 周期信号的频谱特征158

5.3.3 信号的有效带宽161

5.3.4 平均功率162

5.4 非周期信号的频谱分析——傅里叶变换165

5.4.1 非周期信号的傅里叶变换166

5.4.2 非周期信号的频谱166

5.4.3 傅里叶变换存在的条件167

5.5 典型信号的傅里叶变换168

5.6 周期信号的傅里叶变换172

5.7 傅里叶变换的性质174

5.8 功率谱与能量谱184

5.8.1 能量信号与功率信号185

5.8.2 能量谱186

5.8.3 功率谱186

5.9 连续时间LTI系统的频域分析187

5.10 无失真传输系统189

5.11 理想低通滤波器的响应190

5.11.1 理想低通滤波器的冲激响应190

5.11.2 理想低通滤波器的阶跃响应191

5.12 信号的时域抽样与抽样定理193

5.12.1 信号的时域抽样193

5.12.2 抽样定理195

5.12.3 信号的重建196

5.13 调制与解调197

5.13.1 正弦振幅调制198

5.13.2 同步解调199

5.14 频分复用与时分复用200

5.14.1 频分复用200

5.14.2 时分复用201

习题202

第6章 拉普拉斯变换分析法206

6.1 引言206

6.1.1 拉普拉斯变换的发展过程206

6.1.2 复频域分析法206

6.2 拉普拉斯变换的定义207

6.2.1 从傅里叶变换导出拉氏变换207

6.2.2 拉氏变换的收敛域208

6.3 典型信号的拉氏变换212

6.4 单边拉氏变换的性质213

6.5 拉普拉斯反变换220

6.5.1 部分分式法221

6.5.2 F（s）是无理分式224

6.6 连续时间LTI系统的复频域分析224

6.7 电路的复频域分析法225

6.8 系统函数H（s）229

6.9 H（s）的零极点分布与时域特性h（t）的关系231

6.10 系统的稳定性分析233

6.11 几何矢量分析法简介235

6.11.1 系统的频率响应特性235

6.11.2 根据H（s）零极图绘制系统的频响特性曲线235

习题237

第7章 离散时间信号与系统的分析241

7.1 离散时间信号的时域表示242

7.2 序列的基本运算与典型序列244

7.2.1 离散信号的运算244

7.2.2 典型的离散序列247

7.3 离散时间系统及其数学模型251

7.3.1 离散时间系统的分类251

7.3.2 离散时间系统的数学模型252

7.3.3 系统框图253

7.4 离散时间系统的时域分析253

7.5 用离散卷积求零状态响应258

7.5.1 单位样值响应258

7.5.2 离散系统的卷积和258

7.5.3 卷积的计算260

7.5.4 用单位样值响应表示的因果条件与稳定条件261

7.5.5 系统的互联261

7.6 z变换261

7.6.1 z变换的发展历程261

7.6.2 z变换的定义262

7.6.3 零极点的概念265

7.7 z变换的性质266

7.8 逆z变换268

7.9 离散时间系统z域分析271

7.9.1 用z变换解差分方程271

7.9.2 系统函数H（z）271

7.9.3 系统函数的零极点分布对系统特性的影响272

习题274

第8章 状态变量分析法278

8.1 状态和状态变量278

8.1.1 状态方程的引出278

8.1.2 状态变量分析法的名词279

8.1.3 状态变量分析法的优点281

8.2 连续时间系统状态方程的建立281

8.2.1 连续时间系统状态方程的普遍形式281

8.2.2 直接列写系统的状态方程282

8.2.3 间接列写系统的状态方程283

8.3 离散时间系统的状态方程284

8.4 连续时间系统状态方程的求解288

8.5 离散时间系统状态方程的求解291

8.6 由状态方程判定系统的稳定性293

8.7 系统的能控性和能观测性296

8.7.1 系统的能控性297

8.7.2 系统的能观测性300

习题301

附录A MATLAB简介304

附录B 习题答案314

参考文献329