電路、信號與系統（簡體書）

《電子電氣基礎課程規劃教材：電路信號與系統》共14章，分為4部分，即基礎知識、電路分析、信號分析、系統分析與模擬。基礎知識部分介紹“電路的基本概念與兩類約束”、“信號與系統的基本概念”、“電路、信號與系統相互關係及分析方法概述”；電路分析部分含有“電路的等效變換分析”、“電路的一般分析法及基本定理”、“直流一階動態電路的時域分析”、“正弦穩態電路分析”；信號分析部分涉及“連續時間信號的頻譜分析”、“連續時間信號的複頻域分析”、“離散時間信號的z變換”；系統分析與模擬部分包括“連續時間系統的分析”、“離散時間系統的分析”、“系統模擬”、“狀態變量分析”。本書可作為高等院校非電類專業本科以及電類專業專科學生的教學用書，還適用于各類專業自學者使用，亦可供有關技術人員和高校教師參考。．

《電子電氣基礎課程規劃教材:電路、信號與系統》可作為高等院校非電類專業本科以及電類專業專科學生的教學用書，還適用于各類專業自學者使用，亦可供有關技術人員和高校教師參考。

第1章電路的基本概念與兩類約束
1.1電路與電路模型
1.1.1電路的概念
1.1.2電路模型
1.2電路分析的基本變量
1.2.1電流
1.2.2電壓
1.2.3功率
1.3電路的基本元件
1.3.1電阻元件
1.3.2電感元件
1.3.3電容元件
1.3.4獨立電源
1.3.5受控電源
1.4基爾霍夫定律
1.4.1相關術語
1.4.2基爾霍夫電流定律
1.4.3基爾霍夫電壓定律
練習題
第2章信號與系統的基本概念
2.1信號及其分類
2.1.1信號的概念
2.1.2信號的分類
2.2典型信號
2.2.1單位階躍信號
2.2.2單位沖激信號
2.2.3單位序列
2.2.4單位階躍序列
2.3信號波形變換與基本運算
2.3.1信號的波形變換
2.3.2信號的基本運算
2.4卷積積分
2.4.1卷積積分的定義及其性質
2.4.2卷積積分的計算
2.5卷積和
2.5.1卷積和的定義及其性質
2.5.2卷積和的計算
2.6系統及其分類
2.6.1系統的概念
2.6.2系統的分類
2.6.3系統的數學模型
練習題
第3章電路、信號與系統相互關系及分析方法概述
3.1電路、信號與系統的相互關系
3.1.1電路與系統
3.1.2信號、電路與系統
3.2線性時不變電路分析方法概述
3.2.1一般分析法
3.2.2簡化電路的分析法
3.2.3動態電路的分析方法
3.2.4相量法
3.3信號分析方法概述
3.3.1正變換
3.3.2反變換
3.4線性時不變系統分析方法概述
3.4.1直接法
3.4.2間接法
3.4.3狀態變量分析法
練習題
第4章電路的等效變換分析
4.1單口網絡的等效條件
4.1.1單口網絡的概念
4.1.2等效條件
4.2典型單口網絡的等效化簡
4.2.1電阻與電導的串并聯
4.2.2電阻的星形-三角形變換
4.2.3理想電源的串并聯
4.2.4實際電源
4.3一般單口網絡的等效化簡
4.3.1一般單口網絡的最簡等效電路
4.3.2最簡等效電路的求取
4.4等效變換分析法的應用
練習題
第5章電路的一般分析法及基本定理
5.1支路電流法與支路電壓法
5.1.1支路電流法
5.1.2支路電壓法
5.2回路電流法
5.2.1回路電流的概念
5.2.2回路電流法及其應用
5.3節點電壓法
5.3.1節點電壓的概念
5.3.2節點電壓法及其應用
5.4疊加定理
5.4.1疊加定理的含義
5.4.2疊加定理的應用
5.5戴維南定理與諾頓定理
5.5.1戴維南定理
5.5.2諾頓定理
練習題
第6章直流一階動態電路的時域分析
6.1換路與過渡過程
6.1.1電路的狀態與過渡過程
6.1.2換路及換路定理
6.1.3初始值的計算
6.2直流一階電路時域經典分析與響應的分解
6.2.1直流一階電路時域經典分析
6.2.2響應分解
6.3直流一階電路響應的三要素法
6.4階躍響應與沖激響應
6.4.1階躍響應
6.4.2沖激響應
6.5動態電路的時域卷積分析
6.5.1時域卷積分析法的含義
6.5.2時域卷積分析法的應用
練習題
第7章正弦穩態電路分析
7.1正弦信號及其相量表示
7.1.1正弦信號的時域表示
7.1.2復數及其運算
7.1.3正弦信號的相量表示
7.2兩類約束的相量形式
7.2.1基本元件的正弦穩態特性及其相量模型
7.2.2相量形式的基爾霍夫定律
7.3相量法及其應用
7.3.1阻抗與導納
7.3.2正弦穩態電路的分析
7.3.3正弦穩態電路中的功率
7.4耦合電感與理想變壓器
7.4.1耦合電感
7.4.2理想變壓器
練習題
第8章連續時間信號的頻譜分析
8.1周期信號的頻譜分析
8.1.1周期信號的傅里葉級數
8.1.2周期信號的頻譜
8.2非周期信號的傅里葉變換
8.2.1傅里葉正變換與反變換
8.2.2從傅里葉級數到傅里葉變換
8.2.3非周期信號的頻譜
8.2.4常見信號的傅里葉變換
8.3傅里葉變換的性質
8.3.1線性性
8.3.2比例性（尺度變換）
8.3.3對稱性
8.3.4時移性
8.3.5頻移性
8.3.6卷積定理
8.3.7時域微積分性
8.3.8頻域微積分性
練習題
第9章連續時間信號的復頻域分析
9.1連續時間信號的拉普拉斯變換
9.1.1拉普拉斯正變換與反變換
9.1.2常見信號的拉普拉斯變換
9.2拉普拉斯變換的性質
9.2.1線性性
9.2.2比例性（尺度變換）
9.2.3時移性
9.2.4頻移性
9.2.5時域微分性
9.2.6時域積分性
9.2.7初值定理
9.2.8終值定理
9.2.9時域卷積定理
9.2.10復頻域微分性
9.2.11復頻域積分性
9.3拉普拉斯反變換
9.3.1基于拉氏變換性質的方法
9.3.2部分分式展開法
練習題
第10章離散時間信號的z變換
10.1z變換
10.1.1z變換的定義
10.1.2z變換的收斂域
10.1.3常見離散時間信號的z變換
10.2z變換的性質
10.2.1線性性
10.2.2移位（移序）性
10.2.3比例性
10.2.4z域微分性
10.2.5時域卷積定理
10.2.6序列求和
10.2.7初值定理
10.2.8終值定理
10.3z反變換
10.3.1冪級數展開法
10.3.2部分分式展開法
練習題
第11章連續時間系統的分析
11.1時域經典分析法
11.1.1齊次解與特解
11.1.2零輸入響應與零狀態響應
11.2卷積積分分析法
11.2.1卷積積分分析法的含義
11.2.2單位沖激響應
11.3傅里葉變換分析法
11.3.1傅里葉變換分析法的含義
11.3.2頻域系統函數
11.4無失真傳輸系統
11.4.1無失真傳輸系統的含義
11.4.2無失真傳輸系統的特性
11.4.3理想濾波器
11.5信號的時域抽樣與時域抽樣定理
11.5.1信號的時域抽樣
11.5.2時域抽樣定理
11.6拉普拉斯變換分析法
11.6.1微分方程的復頻域求解
11.6.2電路的復頻域分析
11.6.3復頻域系統函數
11.7復頻域系統函數零、極點對系統特性的影響
11.7.1零點與極點
11.7.2沖激響應模式
11.7.3頻率響應特性
11.8連續時間系統的穩定性
11.8.1穩定系統的含義
11.8.2系統穩定性
練習題
第12章離散時間系統的分析
12.1時域經典分析法
12.1.1齊次解與特解
12.1.2零輸入響應與零狀態響應
12.2時域卷積和分析法
12.2.1單位函數響應
12.2.2時域卷積和分析法及其應用
12.3z變換分析法
12.3.1零輸入響應
12.3.2零狀態響應
12.3.3全響應
12.4系統函數零、極點對系統特性的影響
12.4.1單位函數響應模式
12.4.2頻率響應特性
12.5離散時間系統的穩定性
12.5.1穩定系統的含義
12.5.2系統穩定性
練習題
第13章系統模擬
13.1基于數學模型的模擬
13.1.1基于微分方程的系統模擬
13.1.2基于差分方程的系統模擬
13.2基于系統函數的模擬
13.2.1基于H（s）的系統模擬
13.2.2基于H（z）的系統模擬
練習題
第14章狀態變量分析
14.1狀態變量與狀態方程
14.1.1狀態與狀態變量
14.1.2狀態方程
14.2狀態方程的建立
14.2.1由電路建立狀態方程
14.2.2從輸入-輸出方程導出狀態方程
14.2.3從模擬圖建立狀態方程
14.3狀態方程的求解
14.3.1連續時間系統狀態方程的s域求解
14.3.2離散時間系統狀態方程的z域求解
14.4系統的可控性與可觀測性
14.4.1系統的可控性
14.4.2系統的可觀測性
練習題
參考文獻

第3章 電路、信號與系統相互關系及分析方法概述
本章介紹電路、信號與系統的相互關系，概述電路分析方法、信號分析方法、系統分析
3.1 電路、信號與系統的相互關系
3.1.1 電路與系統
系統的概念不局限于電路，它涉及的范圍十分廣泛，譬如生態系統、經濟系統、管理系統等。
本書研究由電路所構成的電路系統。
（1）電路是電路系統功能的具體實現。給定系統的功能，可以有多種電路實現。譬如，多種功能相同的電子電氣設備，其具體電路可以不一樣。系統分析和設計更多關心的是系統對外所表現出來的功能和特性，常常將實現系統功能的具體電路視為一個黑匣子。
（2）系統問題注意全局，電路問題則關心局部。例如，僅由一個電阻和一個電容組成的簡單電路，在電路分析中，注意其各支路的電流和電壓；而從系統的觀點來看，可以研究它如何構成微分或積分功能的運算器。
3.1.2信號、電路與系統
信號、電路與系統之間有著十分密切的聯系。離開了信號，電路與系統將失去意義。電路系統中的信號通常是電路中的電壓和電流。
（1）作為消息的運載工具，信號需要電路或系統來實現傳輸和加工。從傳輸的觀點來看，信號通過系統后，由于系統的運算作用而使信號的時間特性及頻率特性發生變化，從而產生新的信號。從系統響應的觀點來看，系統在信號的激勵下，將必然做出相應的反應，從而完成系統的運算作用。
（2）系統的主要任務是對信號進行傳輸與處理，分析系統的功能和特性必然首先涉及對信號的分析。信號分析與系統分析關系密切又各有側重，信號分析側重于討論信號的表示、性質、特征；系統分析則著眼于系統的特性、功能。
（3）信號類別取決于系統所要實現的功能。譬如，模擬通信系統要求輸入信號和輸出信號均為模擬信號，數字通信系統則要求輸入信號和輸出信號均是數字信號。另一方面，電路類型通常取決于系統輸入與輸出的信號類別，即針對系統輸入和輸出不同類別信號的特點，設計相應類型的電路。例如，各種類別信號的發生電路、用于處理模擬信號的模擬電路和用于加工數字信號的數字電路等。
3.2線性時不變電路分析方法概述
電路的分析方法可分為兩大類：一般分析法和簡化電路的分析法。一般分析法是以多個電量為自變量聯立方程組，從而可同時求取多條支路的電壓或電流，適用于簡單電路和復雜電路的分析，亦是計算機輔助電路分析的基礎。簡化電路的分析法是將待求量所在支路之外的電路予以簡化，然后求取單一支路上的電壓或電流，適用于簡單電路的分析。
另外，對于動態電路的分析，可采用時域經典法、時域卷積分析法和復頻域分析法；對于正弦穩態電路的分析，可采用相量法。