本书主要阐述确定性信号的时域分析和频域分析，线性时不变系统的描述与特性，以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析，并简要介绍了信号与系统的基本理论和方法在通信系统中的应用。本书根据信息科学与技术发展趋势，结合近年来教学改革的成果，按照连续和离散并行、先时域后变换域的结构体系，对课程的内容做了较大幅度的更新。从信号表示的视角阐述信号的变换，进而引入相应的系统描述，通过分析系统响应揭示信号作用于系统的内在机理，突出了信号变换的数学概念和工程概念，引入MATLAB作为信号与系统分析的工具，淡化了繁杂的计算。

本书可作为高职高专电子信息工程、通信工程、信息工程、自动化、计算机等专业的教材，也可供有关科技工作者自学参考。

高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，它的根本任务是培养生产、建设、管理和服务第一线需要的德、智、体、美全面发展的高等技术应用型专门人才，所培养的学生在掌握必要的基础理论和专业知识的基础上，应重点掌握从事本专业领域实际工作的基本知识和职业技能，因而与其对应的教材也必须有自己的体系和特色。

为了适应我国高职高专教育发展及其对教学改革和教材建设的需要，在教育部的指导下，我们在全国范围内组织并成立了“21世纪高职高专教育教材研究与编审委员会”（以下简称“教材研究与编审委员会”）。“教材研究与编审委员会”的成员单位皆为教学改革成效较大、办学特色鲜明、办学实力强的高等专科学校、高等职业学校、成人高等学校及高等院校主办的二级职业技术学院，其中一些学校是国家重点建设的示范性职业技术学院。

为了保证规划教材的出版质量，“教材研究与编审委员会”在全国范围内选聘“21世纪高职高专规划教材编审委员会”（以下简称“教材编审委员会”）成员和征集教材，并要求“教材编审委员会”成员和规划教材的编著者必须是从事高职高专教学第一线的优秀教师或生产第一线的专家。“教材编审委员会”组织各专业的专家、教授对所征集的教材进行评选，对列选教材进行审定。

目前，“教材研究与编审委员会”计划用2~3年的时间出版各类高职高专教材200种，范围覆盖计算机应用、电子电气、财会与管理、商务英语等专业的主要课程。此次规划教材全部按教育部制定的“高职高专教育基础课程教学基本要求”编写，其中部分教材是教育部《新世纪高职高专教育人才培养模式和教学内容体系改革与建设项目计划》的研究成果。此次规划教材编写按照突出应用性、实践性和针对性的原则编写并重组系列课程教材结构，力求反映高职高专课程和教学内容体系改革方向；反映当前教学的新内容，突出基础理论知识的应用和实践技能的培养；适应“实践的要求和岗位的需要”，不依照“学科”体系，即贴近岗位，淡化学科；在兼顾理论和实践内容的同时，避免“全”而“深”的面面俱到，基础理论以应用为目的，以必要、够用为度；尽量体现新知识、新技术、新工艺、新方法，以利于学生综合素质的形成和科学思维方式与创新能力的培养。

此外，为了使规划教材更具广泛性、科学性、先进性和代表性，我们希望全国从事高职高专教育的院校能够积极加入到“教材研究与编审委员会”中来，推荐“教材编审委员会”成员和有特色、有创新的教材。同时，希望将教学实践中的意见与建议及时反馈给我们，以便对已出版的教材不断修订、完善，不断提高教材质量，完善教材体系，为社会奉献更多更新的与高职高专教育配套的高质量教材。

此次所有规划教材由全国重点大学出版社——清华大学出版社与北京交通大学出版社联合出版，适合于各类高等专科学校、高等职业学校、成人高等学校及高等院校主办的二级职业技术学院使用。

第1章信号与系统分析导论

11信号的描述及分类

111信号的定义与描述

112信号的分类和特性

12系统的描述及分类

121系统的数学模型

122系统的分类

123系统联结

13信号与系统分析概述

131信号与系统分析的基本内容与方法

132信号与系统理论的应用

习题

第2章信号的时域分析

21连续时间信号

211典型普通信号

212奇异信号

22离散时间信号

221离散时间信号的表示

222基本离散序列

23连续时间信号的基本运算

24离散时间信号的基本运算

25确定信号的时域分解

26确定信号的时域表示

27利用MATLAB进行信号的时域分析

271连续信号的MATLAB表示

272离散信号的MATLAB表示

273信号基本运算的MATLAB实现

习题

MATLAB习题

第3章系统的时域分析

31线性时不变系统的描述及其特性

311连续时间系统的数学描述

312离散时间系统的数学描述

313线性时不变系统

32连续时间LTI系统的响应

321经典时域分析方法 

322连续时间LTI系统的零输入响应

323连续时间LTI系统的零状态响应

33连续时间LTI系统的单位冲激响应

34卷积积分

341卷积的计算

342卷积的性质

343奇异信号的卷积

35离散时间LTI系统的响应

351迭代法

352经典法求解差分方程

353离散时间LTI系统的零输入响应

354离散时间LTI系统的零状态响应

36离散时间LTI系统的单位脉冲响应

37序列卷积和

371序列卷积和的图形计算

372列表法计算序列卷积和

373序列卷积和的性质

38冲激响应表示的系统特性

381级联系统的冲激响应

382并联系统的冲激响应 

383因果系统

384稳定系统

39利用MATLAB进行系统的时域分析

习题

MATLAB习题

第4章周期信号的频域分析

41连续周期信号的傅里叶级数

411周期信号的频域表示

412指数形式的傅里叶级数

413三角形式的傅里叶级数

414傅里叶级数的收敛

415信号的对称性与傅里叶系数的关系

42连续周期信号的频谱

421周期信号频谱的概念

422相位谱的作用

423信号的有效带宽

424周期信号的功率谱

43连续时间傅里叶级数的基本性质

44离散周期信号的频域分析

441周期序列的离散傅里叶级数及其频谱

442DFS的基本性质

45周期信号频域分析的MATLAB实现

习题

MATLAB习题

第5章非周期信号的频域分析

51连续非周期信号的频谱

52常见连续信号的频谱

521常见非周期信号的频谱

522常见周期信号的频谱

53连续时间傅里叶变换的性质

54离散非周期信号的频谱

55离散时间傅里叶变换的主要性质

56非周期信号频域分析的MATLAB实现

习题

MATLAB习题

第6章系统的频域分析

61连续非周期信号通过LTI系统响应的频域分析

611连续时间LTI系统的频率响应

612微分方程描述的连续LTI系统的响应

613电路系统的响应

62连续周期信号通过LTI系统响应的频域分析

621正弦型信号通过系统的响应

622任意周期信号通过系统的响应

63无失真传输系统与理想滤波器

631无失真传输系统

632理想滤波器

64信号的抽样与重建

641信号的时域抽样

642信号的重建

65离散时间LTI系统的频域分析

66频域分析在通信中的应用

661抑制载波幅度调制

662同步解调

67利用MATLAB进行系统的频域分析

习题

MATLAB习题

第7章连续时间信号与系统的复频域分析

71连续时间信号的复频域分析

711拉普拉斯变换

712单边拉普拉斯变换的收敛域

713常用信号的单边拉普拉斯变换

714单边拉普拉斯变换的性质

715单边拉普拉斯反变换

72连续时间LTI系统响应的复频域分析 

721微分方程的复频域求解

722电路的复频域模型

73连续时间LTI系统的系统函数与系统特性

731系统函数

732系统函数的零极点分布

733系统函数与系统特性的关系

74连续时间LTI系统的模拟

741连续系统的联结

742连续系统的模拟

75利用MATLAB进行连续系统的复频域分析

751利用MATLAB实现部分分式展开

752H(s)的零极点与系统特性的MATLAB计算

习题

MATLAB习题

第8章离散时间信号与系统的z域分析

81离散时间信号的z域分析

811单边z变换

812常用因果序列的单边z变换

813单边z变换的主要性质

814单边z反变换

82离散时间LTI系统响应的z域分析

83离散时间LTI系统的系统函数与系统特性

831系统函数

832系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系

833系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系

834系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系

84离散时间LTI系统的模拟

841离散系统的联结

842离散系统的模拟

85利用MATLAB进行离散系统的z域分析

851部分分式展开的MATLAB实现

852MATLAB计算H(z)的零极点与系统特性

习题

MATLAB习题

第9章系统的状态变量分析

91引言

92连续时间LTI系统状态方程的建立

921连续时间系统状态方程的普遍形式 

922由电路图建立状态方程

923由微分方程建立状态方程

924由系统模拟框图建立状态方程

93连续时间LTI系统状态方程的求解

931状态方程的时域求解

932状态方程的变换域求解

94状态矢量的线性变换

95系统的可控制性和可观测性

96离散时间LTI系统的状态方程

961离散时间系统的状态方程的一般形式 

962由差分方程建立状态方程

963由系统模拟框图或系统函数建立状态方程

97离散时间LTI系统状态方程的求解

971状态方程的时域求解

972状态方程的变换域求解

98利用MATLAB实现系统的状态变量分析

981系统函数到状态方程的转换

982系统函数矩阵的计算

983利用MATLAB求解连续时间LTI系统的状态方程

984利用MATLAB求解离散时间LTI系统的状态方程

习题

参考文献

本书强调基本理论、基本概念和基本方法，淡化计算技巧，引入MATLAB作为信号与系统分析的工具。同时，本书注重难点和重点的解释与分析，还配有大量例题和习题。

陈后金教授，博士生导师，北京交通大学电子信息工程学院院长，国家级教学名师，国家级轨道交通虚拟仿真实验中心主任，国家级电子信息实验中心主任，教育部电工电子教学指导委员会副主任，高等学校电路和信号系统研究会副理事长。主要研究方向为数字信号与图像处理等，主持建设了国家级视频公开课、国家级精品资源共享课、国家级精品课程、国家级双语教学示范课程，以及国家级教学团队，主编出版了国家级“十五”“十一五”和“十二五”规划教材，以及国家级精品教材。近年来，主持了30多项国家和省部级研究项目，发表了100多篇研究论文。先后获得了国家级教学成果奖、宝钢优秀教师特等奖、高等学校霍英东青年教师奖，以及多项省部级科技进步奖，被评为教育部新世纪优秀人才、铁道部青年科技拔尖人才、全国优秀教师，享受国务院特殊津贴，入选首批中组部“万人计划”教学名师。