国外电子与通信教材系列：信号与系统（第二版）

《国外电子与通信教材系列：信号与系统（第二版）》可作为通信与电子系统类、自动化类以及全部电类专业信号与系统课程的教材，也可以供所有从事信息获取、转换、传输及处理工作的其他专业研究生、教师和广大科技工作者参考。

《国外电子与通信教材系列：信号与系统（第二版）》讨论了信号与系统分析的基本理论、基本分析方法及其应用。全书共分11章，主要讲述了线性系统的基本理论、信号与系统的基本概念、线性时不变系统、连续与离散信号的傅里叶表示、傅里叶变换以及时域和频域系统的分析方法等内容。
《国外电子与通信教材系列：信号与系统（第二版）》作者使用了大量在滤波、采样、通信和反馈系统中的实例，并行讨论了连续系统、离散系统、时域系统和频域系统的分析方法，使读者能透彻地理解各种信号系统的分析方法并比较其异同。

第1章 信号与系统
1.0 引言
1.1 连续时间和离散时间信号
1.1.1 举例与数学表示
1.1.2 信号能量与功率
1.2 自变量的变换
1.2.1 自变量变换举例
1.2.2 周期信号
1.2.3 偶信号与奇信号
1.3 指数信号与正弦信号
1.3.1 连续时间复指数信号与正弦信号
1.3.2 离散时间复指数信号与正弦信号
1.3.3 离散时间复指数序列的周期性质
1.4 单位冲激与单位阶跃函数
1.4.1 离散时间单位脉冲和单位阶跃序列
1.4.2 连续时间单位阶跃和单位冲激函数
1.5 连续时间和离散时间系统
1.5.1 简单系统举例
1.5.2 系统的互联
1.6 基本系统性质
1.6.1 记忆系统与无记忆系统
1.6.2 可逆性与可逆系统
1.6.3 因果性
1.6.4 稳定性
1.6.5 时不变性
1.6.6 线性
1.7 小结
习题

第2章 线性时不变系统
2.0 引言
2.1 离散时间线性时不变系统：卷积和
2.1.1 用脉冲表示离散时间信号
2.1.2 离散时间线性时不变系统的单位脉冲响应及卷积和表示
2.2 连续时间线性时不变系统：卷积积分
2.2.1 用冲激表示连续时间信号
2.2.2 连续时间线性时不变系统的单位冲激响应及卷积积分表示
2.3 线性时不变系统的性质
2.3.1 交换律性质
2.3.2 分配律性质
2.3.3 结合律性质
2.3.4 有记忆和无记忆线性时不变系统
2.3.5 线性时不变系统的可逆性
2.3.6 线性时不变系统的因果性
2.3.7 线性时不变系统的稳定性
2.3.8 线性时不变系统的单位阶跃响应
2.4 用微分和差分方程描述的因果线性时不变系统
2.4.1 线性常系数微分方程
2.4.2 线性常系数差分方程
2.4.3 用微分和差分方程描述的一阶系统的方框图表示
2.5 奇异函数
2.5.1 作为理想化短脉冲的单位冲激
2.5.2 通过卷积定义单位冲激
2.5.3 单位冲激偶和其他奇异函数
2.6 小结
习题

第3章 周期信号的傅里叶级数表示
3.0 引言
3.1 历史回顾
3.2 线性时不变系统对复指数信号的响应
3.3 连续时间周期信号的傅里叶级数表示
3.3.1 成谐波关系的复指数信号的线性组合
3.3.2 连续时间周期信号傅里叶级数表示的确定
3.4 傅里叶级数的收敛
3.5 连续时间傅里叶级数性质
3.5.1 线性性质
3.5.2 时移性质
3.5.3 时间反转
3.5.4 时域尺度变换
3.5.5 相乘
3.5.6 共轭及共轭对称
3.5.7 连续时间周期信号的帕斯瓦尔定理
3.5.8 连续时间傅里叶级数性质列表
3.5.9 举例
3.6 离散时间周期信号的傅里叶级数表示
3.6.1 成谐波关系的复指数信号的线性组合
3.6.2 周期信号傅里叶级数表示的确定
3.7 离散时间傅里叶级数性质
3.7.1 相乘
3.7.2 一次差分
3.7.3 离散时间周期信号的帕斯瓦尔定理
3.7.4 举例
3.8 傅里叶级数与线性时不变系统
3.9 滤波
3.9.1 频率成形滤波器
3.9.2 频率选择性滤波器
3.10 用微分方程描述的连续时间滤波器举例
3.10.1 简单RC低通滤波器
3.10.2 简单RC高通滤波器
3.11 用差分方程描述的离散时间滤波器举例
3.11.1 一阶递归离散时间滤波器
3.11.2 非递归离散时间滤波器
3.12 小结
习题

第4章 连续时间傅里叶变换
4.0 引言
4.1 非周期信号的表示：连续时间傅里叶变换
4.1.1 非周期信号傅里叶变换表示的导出
4.1.2 傅里叶变换的收敛
4.1.3 连续时间傅里叶变换举例
4.2 周期信号的傅里叶变换
4.3 连续时间傅里叶变换性质
4.3.1 线性性质
4.3.2 时移性质
4.3.3 共轭与共轭对称性
4.3.4 微分与积分
4.3.5 时间与频率的尺度变换
4.3.6 对偶性
4.3.7 帕斯瓦尔定理
4.4 卷积性质
4.4.1 举例
4.5 相乘性质
4.5.1 具有可变中心频率的频率选择性滤波
4.6 傅里叶变换性质和基本傅里叶变换对列表
4.7 由线性常系数微分方程表征的系统
4.8 小结
习题

第5章 离散时间傅里叶变换
5.0 引言
5.1 非周期信号的表示：离散时间傅里叶变换
5.1.1 离散时间傅里叶变换的导出
5.1.2 离散时间傅里叶变换举例
5.1.3 关于离散时间傅里叶变换的收敛问题
5.2 周期信号的傅里叶变换
5.3 离散时间傅里叶变换性质
5.3.1 离散时间傅里叶变换的周期性
5.3.2 线性性质
5.3.3 时移与频移性质
5.3.4 共轭与共轭对称性
5.3.5 差分与累加
5.3.6 时间反转
5.3.7 时域扩展
5.3.8 频域微分
5.3.9 帕斯瓦尔定理
5.4 卷积性质
5.4.1 举例
5.5 相乘性质
5.6 傅里叶变换性质和基本傅里叶变换对列表
5.7 对偶性
5.7.1 离散时间傅里叶级数的对偶性
5.7.2 离散时间傅里叶变换和连续时间傅里叶级数之间的对偶性
5.8 由线性常系数差分方程表征的系统
5.9 小结
习题

第6章 信号与系统的时域和频域特性
6.0 引言
6.1 傅里叶变换的模和相位表示
6.2 线性时不变系统频率响应的模和相位表示
6.2.1 线性与非线性相位
6.2.2 群时延
6.2.3 对数模和相位图
6.3 理想频率选择性滤波器的时域特性
6.4 非理想滤波器的时域和频域特性讨论
6.5 一阶与二阶连续时间系统
6.5.1 一阶连续时间系统
6.5.2 二阶连续时间系统
6.5.3 有理型频率响应的伯德图
6.6 一阶与二阶离散时间系统
6.6.1 一阶离散时间系统
6.6.2 二阶离散时间系统
6.7 系统的时域分析与频域分析举例
6.7.1 汽车减震系统的分析
6.7.2 离散时间非递归滤波器举例
6.8 小结
习题

第7章 采样
7.0 引言
7.1 用信号样本表示连续时间信号：采样定理
7.1.1 冲激串采样
7.1.2 零阶保持采样
7.2 利用内插由样本重建信号
7.3 欠采样的效果：混叠现象
7.4 连续时间信号的离散时间处理
7.4.1 数字微分器
7.4.2 半采样间隔延时
7.5 离散时间信号采样
7.5.1 脉冲串采样
7.5.2 离散时间抽取与内插
7.6 小结
习题

第8章 通信系统
8.0 引言
8.1 复指数与正弦幅度调制
8.1.1 复指数载波的幅度调制
8.1.2 正弦载波的幅度调制
8.2 正弦幅度调制的解调
8.2.1 同步解调
8.2.2 非同步解调
8.3 频分多路复用
8.4 单边带正弦幅度调制
8.5 用脉冲串进行载波的幅度调制
8.5.1 脉冲串载波调制
8.5.2 时分多路复用
8.6 脉冲幅度调制
8.6.1 脉冲幅度已调信号
8.6.2 脉冲幅度调制系统中的码间干扰
8.6.3 数字脉冲幅度调制和脉冲编码调制
8.7 正弦频率调制
8.7.1 窄带频率调制
8.7.2 宽带频率调制
8.7.3 周期方波调制信号
8.8 离散时间调制
8.8.1 离散时间正弦幅度调制
8.8.2 离散时间调制转换
8.9 小结
习题

第9章 拉普拉斯变换
9.0 引言
9.1 拉普拉斯变换
9.2 拉普拉斯变换收敛域
9.3 拉普拉斯逆变换
9.4 由零-极点图对傅里叶变换进行几何求值
9.4.1 一阶系统
9.4.2 二阶系统
9.4.3 全通系统
9.5 拉普拉斯变换的性质
9.5.1 线性性质
9.5.2 时移性质
9.5.3 s域平移
9.5.4 时域尺度变换
9.5.5 共轭
9.5.6 卷积性质
9.5.7 时域微分
9.5.8 s域微分
9.5.9 时域积分
9.5.10 初值定理与终值定理
9.5.11 性质列表
9.6 常用拉普拉斯变换对
9.7 用拉普拉斯变换分析与表征线性时不变系统
9.7.1 因果性
9.7.2 稳定性
9.7.3 由线性常系数微分方程表征的线性时不变系统
9.7.4 系统特性与系统函数的关系举例
9.7.5 巴特沃思滤波器
9.8 系统函数的代数属性与方框图表示
9.8.1 线性时不变系统互联的系统函数
9.8.2 由微分方程和有理系统函数描述的因果线性时不变系统的方框图表示
9.9 单边拉普拉斯变换
9.9.1 单边拉普拉斯变换举例
9.9.2 单边拉普拉斯变换性质
9.9.3 利用单边拉普拉斯变换求解微分方程
9.10 小结
习题

第10章 z变换
10.0 引言
10.1 z变换
10.2 z变换的收敛域
10.3 z逆变换
10.4 利用零-极点图对傅里叶变换进行几何求值
10.4.1 一阶系统
10.4.2 二阶系统
10.5 z变换的性质
10.5.1 线性性质
10.5.2 时移性质
10.5.3 z域尺度变换
10.5.4 时间反转
10.5.5 时间扩展
10.5.6 共轭
10.5.7 卷积性质
10.5.8 z域微分
10.5.9 初值定理
10.5.10 性质小结
10.6 几个常用z变换对
10.7 利用z变换分析与表征线性时不变系统
10.7.1 因果性
10.7.2 稳定性
10.7.3 由线性常系数差
……

本书适合作为大学本科“信号与系统”课程教科书。虽然这类课程通常属于电气工程类的课程，但作为该课程核心的一些基本概念和方法，对于所有工程类的专业来说都很重要。事实上，随着工程师们面临着需要对一些复杂过程进行分析或综合的新挑战，信号与系统分析方法潜在的和实际的应用范围都一直在扩大着。为此我们认为，信号与系统方面的课程不仅是工程教学中一门最基本的课程，而且也能够成为工程类学生在大学教育阶段所修课程中最有得益而又引人入胜并且最有用处的一门课。
关于“信号与系统”课程的处理和论述的基本宗旨和看法，第二版与第一版相同，但是在内容的组织和选取上有较大的变化，基本上属于重写和重新组织，并有较多的补充。这些变化的目的在于更有助于教师讲授这门课和学生掌握这门课的内容。在第一版的前言中曾提到过，由于在信号与系统设计和实现手段上的持续发展，对于学生来说，需要对连续时间和离散时间系统的分析与综合技术都很熟悉，这一点越来越重要。当我们写第二版前言时，更坚定了这样的看法和指导原则。这样，学习信号与系统的学生就不仅要在基于物理学定律的那些课程上应该具有坚实的基础，而且在使用计算机进行现象分析和系统及算法的实现上也必须具备扎实的基础。结果，在现在的工程类课表中就反映出一些混杂的课程，有些是涉及连续时间模型的，而另一些又主要是针对计算机应用和离散表示的。因此，在工程类学生的教育及其所选定的领域中，为了给现在和将来的发展做准备，以一种统一的方式，在信号与系统课中将离散时间和连续时间的概念揉合在一起显得日益重要。
正是本着这些目的，该书以并行的方式建立了连续时间和离散时间信号与系统的分析方法。这一途径在教学上也是十分可取的，它可以利用连续和离散时间方法之间的共同点来分享各自所获得的理性和感性认识；而两者之间的差异又可用来加深理解各自不同的独特性质。
在材料组织方面（无论是第一版还是第二版），我们还认为本书所论述的基本方法在某些重要方面的应用也应该作为基本内容介绍给学生。这样做不仅能让学生了解目前所学内容的某些应用方面和进一步研究的方向，而且还有助于加深对问题本身的理解。为此，就滤波、通信、采样、连续时间信号的离散时