本书全面系统地介绍了信号与系统的基本理论和基本方法。全书共六章：绪论；连续时间系统的时域分析；傅里叶变换；拉氏变换及s域分析；离散时间系统的时域分析；z变换、离散时间系统的z域分析。内容精练，重点突出，每章都包含精选的例题及解析。

全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材

信号与系统(MATLAB实现)

张艳萍常建华主编

张闯陆振宇宦海编著

内 容 简 介

本书全面系统地介绍了信号与系统的基本理论和基本分析方法。全书共6章，内容包括绪论、连续时间系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换及s域分析、离散时间系统的时域分析、z变换与离散时间系统的z域分析。本书不仅介绍相关理论，更注重突出每一个知识点的讲解,采用示意图、流程图等元素，优化教材内容的理论描述，提高学生的学习兴趣。每章都包含了应用示例及MATLAB实践，并精选了例题解析及习题，内容精练，重点突出。

本书可作为电子信息类本科生“信号与系统”课程的教材，也可以为相关专业人员提供帮助和参考。

本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

版权所有，侵权必究。侵权举报电话： 0106278298913701121933

图书在版编目（CIP）数据

信号与系统： MATLAB实现/张艳萍，常建华主编.—北京： 清华大学出版社，2019

(全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材)

ISBN 9787302528241

Ⅰ. ①信…Ⅱ. ①张… ②常…Ⅲ. ①信号系统-高等学校-教材Ⅳ. ①TN911.6

中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第082673号

责任编辑： 梁颖

封面设计： 

版式设计： 

装帧设计： 

责任校对： 李建庄

责任印制： 

出版发行： 清华大学出版社

网址： http://www.tup.com.cn， http://www.wqbook.com  

地址： 北京清华大学学研大厦A座

邮编： 100084

社总机： 01062770175邮购： 01062786544

投稿与读者服务： 01062776969, cservice@tup.tsinghua.edu.cn

质量反馈： 01062772015, zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn

课件下载： http://www.tup.com.cn,01062795954

印刷者： 

装订者： 

经销： 全国新华书店

开本： 185mm×260mm印张： 17.25插页： 字数： 421千字

附光盘1张

版次： 2019年7月第1版印次： 2019年7月第1次印刷

定价： .00元

产品编号： 08345101

本书依据江苏省高等院校使用教材要求规范编写，理论知识与实践知识相结合，符合工学学科的教学特点，概念清楚、知识点清晰、可读性强、实例丰富且有针对性，非常适用于本科教学。

“信号与系统” 是高等学校电类各专业一门非常重要的专业基础课程，不仅在教学体系中发挥着承上启下的作用，而且课程中涉及的概念、理论和方法在许多科学和技术领域都有着极其重要的应用。

多年的教学过程中发现多数信号与系统书籍的内容过于繁杂，即“大而全”，与高校实际教学课时及教学大纲要求有一定差距，不便于学生课前预习和课后复习，难以实现初学者对相关知识点的把握。同时，对很多相关理论缺乏更为清晰的物理概念，使得学生对一些重点概念的理解抽象化。本书作者根据多年对课程建设的探索和教学改革的实践经验,以及学生学习中存在的问题，凝练课程内容，梳理课程要点，使本书达到了内容与形式的完美结合。

在实际教学过程中，对课程内容的掌握，离不开大量的例题解析，以夯实基础，加深对概念和方法的理解。为此本书精选了数量较多的典型例题。原则上每个知识点都有对应的例题，每章都配有相应的综合例题。此外，本书部分章节还配有相关的计算例题，利用MATLAB语言对课程理论知识点及例题进行仿真（有关软件的使用有很多相关书籍可供参考，本书不做介绍）。读者通过MATLAB软件仿真，可以巩固基本概念，加深对知识点的理解。

通过对这些例题的分析和解读，不仅有助于学生掌握解题方法，更重要的是引导学生掌握分析问题的思路，熟悉基本方法的应用。大量的实例讲解更加有利于学生对概念和方法的进一步理解，一题多解的形式能够培养学生分析问题及解决问题的能力，达到学以致用的目的。

本书内容精练，知识点突出，通俗易懂，明确理论知识在工科领域信号处理方面的工具作用。形式上，强化理论知识的物理概念，注重联系学科前沿，培养学生以基础理论为依据、解决实际问题的能力。

根据编者的实际教学经验，本书主要内容的课堂授课需要约60学时，也可根据教学对象和教学目标进行适度删减。

本书由南京信息工程大学电子与信息工程学院有多年教学经验的老师共同编写完成，其中第1章和第2章由张闯编写，第3章由常建华编写，第4章由陆振宇编写，第5章和第6章由宦海编写，全书由常建华老师统稿，张艳萍老师完成全书的审核和校对工作。

在本书的修订过程中，张艳艳、孙心宇、张婷等老师参与各章节内容和习题的校对工作，在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，书中错误和不妥之处在所难免，敬请广大读者和同行专家批评指正，非常感谢。

编者2019年6月

第1章绪论

1.1引言

1.2信号的数学描述与分类

1.2.1信号的数学描述

1.2.2信号的分类

1.3基本连续信号介绍

1.3.1典型的连续信号

1.3.2奇异信号

1.4信号的基本运算与分解

1.4.1信号的基本运算

1.4.2信号的分解

1.5系统的数学描述与分类

1.5.1系统的数学模型和描述方法

1.5.2系统的分类

1.6线性时不变系统介绍

1.6.1线性时不变系统的特性

1.6.2线性时不变系统的分析方法概述

1.7MATLAB操作界面及示例

1.7.1MATLAB操作界面介绍

1.7.2MATLAB操作典型示例

习题

习题答案

第2章连续时间系统的时域分析

2.1引言

2.2微分方程的建立

2.3微分方程的求解

2.3.1求齐次解

2.3.2求特解

2.3.3求待定系数A

2.3.4求0+时刻的初始值

2.4零输入响应

2.5零状态响应

2.6阶跃响应与冲激响应

2.7全响应

2.7.1全响应的求解

2.7.2全响应的分解

2.8卷积

2.8.1卷积的定义

2.8.2卷积的计算

2.9卷积的性质及其应用

2.9.1卷积代数

2.9.2卷积的微分与积分

2.9.3与冲激函数或阶跃函数的卷积

2.9.4卷积的应用举例

2.10连续时间系统时域分析的MATLAB实现

习题

习题答案

第3章傅里叶变换

3.1引言

3.2周期信号的频谱分析——傅里叶级数

3.2.1傅里叶级数的三角形式

3.2.2傅里叶级数的复指数形式

3.2.3具有对称性的周期信号的频谱

3.3非周期信号的频谱——傅里叶变换

3.3.1傅里叶变换的导出

3.3.2傅里叶变换存在的条件

3.4傅里叶变换的基本性质

3.5典型非周期信号的频谱

3.5.1单边指数信号

3.5.2双边指数信号

3.5.3矩形脉冲信号

3.5.4钟形脉冲信号

3.5.5符号函数

3.5.6升余弦脉冲信号

3.6周期信号的傅里叶变换

3.6.1正弦、余弦信号的傅里叶变换

3.6.2一般周期信号的傅里叶变换

3.7抽样定理

3.7.1时域抽样定理

3.7.2频域抽样定理

3.8无失真传输

3.8.1什么是无失真传输

3.8.2无失真传输系统的条件

3.9理想低通滤波器

3.9.1理想低通滤波器的频率特性和冲激响应

3.9.2理想低通滤波器的阶跃响应

3.10调制与解调

3.11傅里叶变换的MATLAB实现

习题

习题答案

第4章拉普拉斯变换及s域分析

4.1引言

4.2拉普拉斯变换及其收敛域

4.2.1从傅里叶变换到拉普拉斯变换

4.2.2从算子符号法的概念说明拉普拉斯变换的定义

4.2.3拉普拉斯变换的收敛

4.2.4一些常用函数的拉普拉斯变换

4.3拉普拉斯变换的基本性质

4.4拉普拉斯逆变换

4.4.1部分分式展开法

4.4.2留数法

4.5利用拉普拉斯变换法进行电路分析

4.6系统函数

4.7系统函数及其时域分析

4.7.1H(s)零、极点分布与h(t)波形特征的对应

4.7.2H(s)、E(s)极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应

4.8系统函数及其频域分析

4.9线性系统的稳定性

4.10由拉普拉斯变换引出傅里叶变换

4.11拉普拉斯变换的MATLAB实现

习题

习题答案

第5章离散时间系统的时域分析

5.1引言

5.2离散时间信号——序列

5.2.1离散信号的定义

5.2.2离散时间信号的运算

5.2.3常用典型序列

5.3离散时间系统的数学模型

5.3.1线性时不变系统

5.3.2离散时间系统的表示

5.4常系数线性差分方程的求解

5.5离散时间系统的单位样值响应(单位冲激响应)

5.6卷积(卷积和)

5.7离散时间系统时域分析的MATLAB实现

习题

习题答案

第6章z变换与离散时间系统的z域分析

6.1引言

6.2z变换定义、典型序列的z变换

6.3z变换的收敛域

6.4z变换的基本性质

6.5逆z变换

6.6利用z变换解差分方程

6.7z变换与拉普拉斯变换的关系

6.8离散系统的系统函数

6.9离散时间系统的频率响应

6.10离散时间系统z域分析的MATLAB实现

习题

习题答案

参考文献

根据编者的实际教学经验，本书主要内容的课堂授课需要约60学时左右，也可根据教学对象和教学目标进行适度删减。

在实际教学过程中，对课程内容的掌握，离不开大量的例题解析，以夯实基础，加深对概念和方法的理解。为此本教材精选了数量较多的典型例题。原则上每个知识点都有对应的例题，每章节都有相应的综合例题，并配以MATLAB仿真。通过对这些例题的分析和解读，不仅让学生掌握解题方法，更重要的是引导学生分析问题的思路，熟悉基本方法的应用。

张艳萍，博士，教授，硕士生导师，就职于南京信息工程大学电子与信息工程学院通信工程系。主要从事通信信号处理方面的研究，以第一完成人完成国家自然科学基金1项，主持和参与省部级、市厅级科研项目多项，发表学术论文30余篇，出版《水声通信信道盲均衡理论与算法》专著1部，获实用新型专利4项，指导研究生20余名。主持省级大学生实践创新项目《水声传感网络中高效低功耗传感节点的设计与实现》、校级大学生实践创新项目《GSM汽车报警系统》、校教改课题《DSP原理及应用》精品课程、参与校《信号与系统分析》精品课程等。                                                                                  

常建华，博士，教授，副院长，博士生导师。担任中国光学学会光电技术专业委员会委员、中国电子学会高级会员、江苏省电子学会理事、江苏省激光与光学工程学会会员、南京市光通信与光电子技术学会理事。先后被遴选为江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师、江苏省“六大人才高峰”培养对象和南京市领军型科技创业人才（321计划）。