本书清晰而全面地叙述了关于信号、系统和变换的理论与应用。介绍了信号与系统的数学背景，主要包括：傅里叶变换、傅里叶级数、拉普拉斯变换、离散时间傅里叶变换与离散傅里叶变换，z变换。本版在课程体系的组织上为读者不同的侧重需求提供了极大的灵活性。MATLAB示例贯穿于书中各章，同时也将MATLAB学生版本的先进特征体现于例题和习题的应用之中。
　　交互式网站www.ee.washington.edu/class/SST_textbook/textbook.html提供了大量的示例和动画演示。
　　全书包含了350多道习题和150多道例题，给出的习题答案可使读者获得关于新概念理解的快速反馈。
第4版中的显著变化
　　概念的表述更为清晰。
　　第3章中对卷积的介绍更为简练。
　　拓展了对第12章离散傅里叶变换的介绍。
　　对大部分章节的习题进行了修订。与同一个概念有关的习题放在一组，附录中为每组至少提供一道习题的参考答案。
　　在教材的相关章节中增加了信号与系统分析领域的名人传记资料。

无

第4版保留了《信号、　系统和变换》前几版中的基本结构和体系。增加了一些新的例子， 且修订了部分例子以便更好地说明书中的重要概念。为了易于阅读和进一步叙述清晰， 我们修订了整个教材各个章节的措词。我们特别修订了卷积和离散傅里叶变换的研究内容。在相应的章节中还添加了信号与系统分析领域内精选出来的部分先驱们的传记。
　　修订了各章后的习题， 并且增添了大量的新题目。部分新题目举例说明了数字通信、 滤波和控制理论中的实际概念。还对章后习题进行了组织， 以提供大量的类似习题。在附录H中至少为每一组类似习题提供一个答案。这样做的意图是使学生通过马上获得关于新资料和概念的知识和能力而建立信心。更新了所有的MATLAB例子以保证对Student Version Release 14的兼容性。
　　网址为http：//www.ee.washington.edu/class/ SST_textbook/textbook.html的公司网站拥有采样实验室、 第1～7章与第9～12章的讲稿和书中所列MATLAB文件以及附加的其他一些MATLAB文件。它还提供了一个链接， 可链接到第二个网站， 网址为http：//www.ee.washington.edu/class/235dl/。该网站含有第1～7章的交互式讲义。在这里， 学生和教授可找出讲义中所有例子的答案， 以及包括连续时间信号、 连续时间系统性质（包括大量时不变的例子）、 卷积、 采样和混叠在内的各种概念的动画演示。关于离散时间内容的其他例子将在开发出来后马上添加进去。
　　本书主要用作高年级工科学生的教科书和在职工程师的自学教材。本书假定读者已经掌握信号模型、 系统模型和微分方程（例如在电路课程和数学课程中）的有关知识， 并有一些在实验室处理实际系统的工作经验。
　　作者始终尽可能把信号和系统的模型与实际的信号和系统区分开。尽管只靠经验便可真正理解这种区别， 但读者应该认识到真实系统和它们的模型之间在性能上通常有着很大的区别。
　　我们尽量将数学结果与读者所熟悉的真实系统（例如单摆）或者学生能够想像到的真实系统（例如电视的画中画）联系起来。第1章所给这些真实系统的描述从各种意义上来说都是不全面的。简单介绍这些系统只是用来阐述所提数学方法的实际应用。
　　一般来说， 实际中的工程师必须采用某种方式验证他们的工作。为了介绍验证这个主题， 我们采用了不同的方法来校验例子的结果。很多课后习题也需要验证结果。因此， 学生会逐渐熟悉验证他们工作的方法。
　　MATLAB工具软件以两种方式融合到课本中。首先， 在合适的例子中， 提供用于验证计算结果的MATLAB程序。因而， 要求学生在适宜的习题中利用MATLAB验证计算结果。这种验证并不困难， 因为可以应用与习题类似的例子的MATLAB程序。因此， 这是另一种验证方法。例中的MATLAB程序可从http：//www.ee.washington.edu/class/SST_textbook/textbook.html下载。学生可以修改程序中的数据语句以应用到各章后的习题中。这会大大减少程序设计的错误。因此， 这也是一种验证方法。不过， 如果教师或读者愿意的话， 可以省略涉及MATLAB的所有内容。
　　第7章介绍了拉普拉斯变换， 第11章则介绍了z变换。在很多大学里， 在信号和系统课程之前会介绍一种变换或者两种变换。如此安排第7章和第11章， 既可使得在信号与系统课程中覆盖这部分内容， 也可完全省略掉它们（除必要参考外）。
　　最新研究内容已经放在每章结尾。因此， 如果需要可以省略这些内容。例如， 教师可以省略3.7、 3.8、 4.6、 5.5、 7.9、 10.7、 12.6、 12.7和12.8节而不失教学的连贯性。更进一步， 如果教师不希望在本科阶段覆盖状态变量的内容， 可以跳过第8章和第13章。
　　本书的内容主要由两部分组成： 连续时间信号和系统， 离散时间信号和系统。一些教授喜欢先介绍第一部分再介绍第二部分。另外一些教授则喜欢同时介绍连续时间内容和离散时间内容。作者采用第一种方式， 在第2～8章中介绍连续时间内容， 在第9～13章介绍离散时间内容。离散时间的内容基本与连续时间的内容相互独立， 这样可以使得那些希望研究离散时间内容的教师或读者可以在第2～8章之前先学习第9～13章。连续时间内容也可与离散时间内容交叉进行。例如， 第2章和第9章可以同步进行， 第3章和第10章也可同步进行。
　　在第1章中， 我们简单介绍了信号和系统， 接着简要描述了几个真实的连续时间系统和离散时间系统。此外， 还描述了在这些系统中出现的信号。然后又非常简明扼要地介绍了MATLAB。
　　在第2章中， 我们给出了连续时间信号和系统的基本内容， 在第9章中介绍了关于离散时间信号和系统的类似内容。不过， 如上所述， 第9章的内容可以先于第2章或者与第2章同步介绍。第3章将这些基本内容延伸到连续线性时不变系统中， 而第10章也同样将有关离散时间的内容延伸到离散线性时不变系统中。
　　第4、 5和6章的内容是关于连续时间信号和系统的傅里叶级数和傅里叶变换。第7章研究了拉普拉斯变换。第8章则利用拉普拉斯变换研究了连续时间系统的状态变量。
　　第11章研究了z变换， 第12章则介绍了离散时间序列傅里叶变换和离散傅里叶变换。不过第12章可以先于第11章讲述。第12章中关于离散时间序列傅里叶变换和离散傅里叶变换的研究假定读者已经掌握了傅里叶变换。第13章介绍了离散时间系统的状态变量。这部分内容与第8章中连续时间系统的状态变量相互独立。
　　在附录A中， 我们给出了一些有用的积分公式和三角函数关系式。一般来说， 文中使用积分表而不是采用逐步积分的方法。附录B中给出了用于对积分式求导的莱布尼兹法则和用于不确定形式的洛比达法则，并会在文中需要用到的地方提到。附录C介绍了某些几何级数的闭式函数， 这个内容在离散时间信号和系统中非常有用。在附录D中， 我们回顾了复数， 并介绍了欧拉公式。附录E介绍了常系数线性微分方程的求解。附录F介绍了部分分式展开。而附录G则回顾了矩阵理论， 在第8章和第13章中讨论状态变量时会用到这部分内容。定义了每一个矩阵运算， 并给出了实现运算的MATLAB程序。附录H提供了部分习题的答案， 以便学生可以自查他们的作业。
　　可安排2次3课时的课程或者4次近似等效于6课时讲授本书的全部内容。若省略部分适宜内容， 可以安排更少的课时讲授本书剩余的部分。例如， 可以用4课时介绍第2、 3、 4、 5、 6、 8、 9、 10、 11和12章的大部分内容。这要求学生已经掌握线性系统分析和拉普拉斯变换。
　　我们向Auburn大学、 Evansville大学和Washington大学那些对本书出版给予帮助的许多同事和学生们表示感谢。特别地， 第一作者希望感谢Auburn大学的Charles M.Gross教授、 Martial A.Honnell教授和Charles L.Rogers教授就书中一些主题所作的许多振奋人心的讨论， 感谢Georgia技术学院电气工程系主任Roger Webb教授提供在该学院讲授信号与系统课程的机会。第二作者希望感谢Dick Blandford教授和William Thayer教授对本书的鼓励和支持， 感谢David Mitchell教授对课程主旨的热情讨论。第三作者希望感谢Washington大学EE235和EE341的教授和学生们提供了本书的评阅意见和交互式网站， 特别是Mari Ostendorf教授和Mani Soma， Eddy Ferré， Wai Shan Lau， Bee Ngo， Sanaz Namdar， Jessica Tsao和Anna Margolis。我们愿意向那些提出宝贵意见和建议的评审专家致谢。他们是Duke大学的Leslie M.Collins， Colorado大学的William Eads， Iowa State大学的Aleksandar Dogandzic和Drexel大学的Bruce Eisenstein。开发交互式网站的资助来自于美国教育部的改善大专教育基金（FIPSE）。
　　Charles L.Phillips
　　奥本大学
　　John M.Parr
　　艾温斯维尔大学
　　Eve A.Riskin
　　华盛顿大学

译者序
前言
第1章　导论
1.1　建模
　1.2　连续时间系统
　1.3　采样器和离散时间系统
　1.4　关于MATLAB和SIMULINK
　参考文献

第2章　连续时间信号和系统
　2.1　连续时间信号的变换
　2.2　信号的性质
　2.3　常见工程信号
　2.4　奇异函数
　2.5　信号的数学函数
　2.6　连续时间系统
　2.7　连续时间系统的性质
　本章小结
　参考文献
　习题

第3章　连续时间线性时不变系统
　3.1　连续时间信号的脉冲分量表示
　3.2　连续时间LTI系统的卷积计算
　3.3　卷积的性质
　3.4　连续LTI系统的性质
　3.5　微分方程式的模型
　3.6　自由响应中的分量
　3.7　复指数信号输入的系统响应
　3.8　框图
　本章小结
　参考文献
　习题

第4章　傅里叶级数
　4.1　周期信号的最佳近似
　4.2　傅里叶级数
　4.3　傅里叶级数和频谱
　4.4　傅里叶级数的性质
　4.5　系统分析
　4.6　傅里叶级数与变换
　本章小结
　参考文献
　习题

第5章　傅里叶变换
　5.1　傅里叶变换的定义
　5.2　傅里叶变换的基本性质
　5.3　时间函数的傅里叶变换
　5.4　连续时间信号的采样
　5.5　傅里叶变换的应用
　5.6　能量密度谱和功率密度谱
　本章小结
　参考文献
　习题

第6章　傅里叶变换的应用
　6.1　理想滤波器
　6.2　实际滤波器
　6.3　带宽关系
　6.4　从采样数据中重建信号
　6.5　正弦信号振幅调制
　6.6　脉冲振幅调制
　本章小结
　参考文献
　习题

第7章　拉普拉斯变换
　7.1　拉普拉斯变换的定义
　7.2　实例分析
　7.3　函数的拉普拉斯变换
　7.4　拉普拉斯变换的性质
　7.5　其他性质
　7.6　LTI系统的响应
　7.7　LTI系统的性质
　7.8　双边拉普拉斯变换
　7.9　拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
　本章小结
　参考文献
　习题

第8章　连续系统的状态变量
　8.1　状态变量模型的建立
　8.2　仿真框图
　8.3　状态方程的求解
　8.4　状态转移矩阵的性质
　8.5　传递函数
　8.6　相似变换
　本章小结
　参考文献
　习题


第9章　离散时间信号和系统
　9.1　离散时间信号和系统
　9.2　离散时间信号的变换
　9.3　离散时间信号的特性
　9.4　常见离散时间信号
　9.5　离散时间系统
　9.6　离散时间系统的性质
　本章小结
　参考文献
　习题

第10章　离散时间线性时不变系统
　10.1　离散时间信号的冲激序列表示
　10.2　离散时间系统的卷积和
　10.3　离散LTI系统的性质
　10.4　差分方程式的建立与求解
　10.5　自由响应中的分量
　10.6　框图
　10.7　复指数信号作用下系统的响应
　本章小结
　参考文献
　习题

第11章　z变换
　11.1　z变换的定义
　11.2　实例分析
　11.3　函数的z变换
　11.4　z变换的性质
　11.5　其他性质
　11.6　LTI系统的应用
　11.7　双边z变换
　本章小结
　参考文献
　习题

第12章　离散时间信号的傅里叶变换
　12.1　离散时间序列傅里叶变换
　12.2　离散时间序列傅里叶变换的性质
　12.3　周期序列的离散时间序列傅里叶变换
　12.4　离散傅里叶变换
　12.5　快速傅里叶变换
　12.6　离散傅里叶变换的应用
　12.7　离散余弦变换
　本章小结
　参考文献
　习题

第13章　离散时间系统的状态变量
　13.1　状态变量模型的建立
　13.2　仿真框图
　13.3　状态方程的求解
　13.4　状态转移矩阵的性质
　13.5　传递函数
　13.6　相似变换
　本章小结
　参考文献
　习题

附录A　积分公式和三角函数关系式
附录B　莱布尼兹和洛比达法则
附录C　几何级数的求和公式
附录D　复数和欧拉公式
附录E　微分方程的求解
附录F　部分分式展开
附录G　矩阵理论
附录H　部分习题答案

“信号与系统”是电子信息类专业的重要基础课程。近20年来， 这一学科的理论与实践研究不断发展， 包括信号变换在内的分析方法不断更新， 技术应用范围日益拓宽。国外教材的引入可以使读者深入了解该学科在国际上的最新发展和研究现状， 并将对我国该学科的教学和科研起到积极推动作用。
　　本书编写思路清晰， 主体明确， 采用先连续后离散、 先时域后变换域的结构体系。连续的内容与离散的内容相互独立， 这样可以使得那些希望集中研究离散内容的教师或读者可以在学习连续内容之前先学习离散内容。连续时间内容还可与离散时间内容交叉进行。
　　本书充分体现时代气息， 融合了本学科的最新研究方向和成果。本书配备了大量MATLAB程序， 以培养学生的实践能力， 将大量概念与真实的信号与系统联系起来； 同时强调了验证的概念， 采用不同的方法来核实结果。本书还提供了交互式网站， 读者可以与作者交流、 下载文件等。
　　本书在原书《Signals， Systems， and Transforms》第3版的中译文的基础上， 根据原书第4版的变化重新定稿， 修订了相关内容， 并针对原译文的一些不妥措辞进行了更正。全书的修订工作由陈从颜完成。在修订过程中得到了东南大学费树岷教授、 袁晓辉教授、 余玲玲副教授、 杨安康博士等人的建议和帮助， 在此表示衷心感谢。
　　限于水平， 翻译和修订中难免有错误和不妥之处， 恳请读者指正。
　　2009年3月