信号与系统/应用型本科“十二五”规划教材·电子信息类 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李实秋，李文娟 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 电子信息
• 通信工程
• 控制工程
• 应用数学
• 高等教育
• 本科教材
• 电子技术
• 模拟电路

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560635354

版次：1

商品编码：11665867

包装：平装

丛书名： 应用型本科“十二五”规划教材·电子信息类

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：264

字数：412000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统/应用型本科“十二五”规划教材·电子信息类》按照高等工科院校“信号与系统”课程教学基本要求编写而成。全书共7章，主要内容包括：信号与系统的基本概念；连续信号与系统的时域分析、频域分析和复频域分析；离散信号与系统的时域分析和z域分析；系统的状态变量分析等。
　　每章均附有与内容密切配合的习题，书末附有习题答案。
　　《信号与系统/应用型本科“十二五”规划教材·电子信息类》可作为高等工科院校通信工程、电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等专业“信号与系统”课程的教材，也可供本学科及其相近学科的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 信号与系统的基本概念
1.1 绪言
1.2 信号的描述及其分类
1.2.1 信号的描述
1.2.2 信号的分类
1.3 信号的基本运算
1.3.1 信号的相加与相乘
1.3.2 信号的时移、反折和尺度变换
1.3.3 信号的微分与积分
1.4 系统的描述及其分类
1.4.1 系统的概念
1.4.2 系统的数学模型
1.4.3 系统的分类
1.5 连续系统的时域模拟
1.5.1 基本运算器
1.5.2 连续系统的模拟框图
1.6 线性非时变系统分析方法概述
习题1

第2章 连续信号与系统的时域分析
2.1 冲激函数及其性质
2.1.1 阶跃函数和冲激函数
2.1.2 冲激函数的性质
2.1.3 冲激偶及其性质
2.2 系统的冲激响应
2.3 信号的时域分解和卷积积分
2.3.1 信号的时域分解
2.3.2 时域卷积分析法
2.4 卷积的基本计算方法
2.4.1 卷积的函数式计算法
2.4.2 卷积的图解法
2.5 卷积的性质
2.5.1 卷积的运算性质
2.5.2 与冲激函数或阶跃函数的卷积
2.6 连续系统的时域分析
习题2

第3章 连续信号与系统的频域分析
3.1 周期信号的描述
3.2 周期信号的傅里叶级数分析
3.2.1 三角函数型傅里叶级数
3.2.2 指数型傅里叶级数
3.3 周期信号的频谱和功率谱
3.3.1 周期信号的单边频谱和双边频谱
3.3.2 周期信号的平均功率和功率谱
3.4 非周期信号的频谱
3.4.1 从傅里叶级数到傅里叶变换
3.4.2 频谱函数F(鲫)的物理意义及其特性
3.4.3 傅里叶变换的存在性
3.5 典型信号的傅里叶变换
3.6 傅里叶变换的性质
3.7 周期信号的傅里叶变换
3.8 能量谱密度与功率谱密度
3.8.1 能量谱密度
3.8.2 功率谱密度
3.9 连续系统的频域分析
3.9.1 系统函数H(∞)的定义和傅里叶变换分析法
3.9.2 系统函数H(∞)的求取
3.9.3 傅里叶变换分析法举例
3.10 信号的无失真传输和理想低通滤波器
3.10.1 无失真传输条件
3.10.2 理想低通滤波器
3.11 取样定理
3.11.1 时域取样
3.11.2 时域取样定理
3.11.3 自然取样和理想取样
习题3

第4章 连续信号与系统的复频域分析法
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4.1.2 拉普拉斯变换的收敛域
4.2 典型信号的拉普拉斯变换
4.3 拉普拉斯变换的性质
4.4 拉普拉斯反变换
4.4.1 部分分式展开法
4.4.2 留数法
4.5 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
4.6 系统函数H(s)
4.6.1 系统函数H(s)的定义
4.6.2 系统函数H(s)的求取方法
4.6.3 系统框图化简
4.7 连续系统的复频域分析
4.7.1 微分方程的复频域解
4.7.2 电路的复频域分析
4.8 由系统函数的零、极点分布分析系统特性
4.8.1 系统函数的零点与极点概念
4.8.2 由系统函数的零、极点分布确定系统的时域特性
4.8.3 由系统函数的零、极点分布确定系统的频率响应特性
4.9 连续系统的稳定性
4.9.1 稳定系统的概念
4.9.2 连续系统的稳定准则
4.10 连续系统的信号流图
4.10.1 连续系统的信号流图表示
4.10.2 梅森公式
习题4

第5章 离散信号与系统的时域分析
5.1 离散时间信号及基本运算
5.1.1 离散时间信号的描述
5.1.2 离散信号的一些基本运算
5.1.3 常见的离散信号
5.2 离散系统的数学模型和模拟
5.2.1 离散系统的数学模型——差分方程
5.2.2 离散系统的时域模拟
5.3 离散系统的零输入响应
5.4 离散系统的零状态响应
5.4.1 离散信号的时域分解与卷积和
5.4.2 卷积和的计算方法
5.4.3 利用卷积和求零状态响应
习题5

第6章 离散信号与系统的z域分析
6.1 Z变换
6.1.1 Z变换的定义
6.1.2 Z变换的收敛域
6.1.3 典型离散信号的Z变换
6.2 Z变换的性质
6.3 Z反变换
6.4 Z变换与拉普拉斯变换的关系
6.5 离散系统的z域分析
6.6 系统函数H(z)与系统特性
6.6.1 系统函数H(z)的定义
6.6.2 由系统函数H(z)的极点分布确定系统的时域特性
6.6.3 离散系统稳定性判别
6.7 离散系统的频率响应特性
6.8 离散系统的z域模拟和信号流图
6.8.1 离散系统的z域模拟
6.8.2 离散系统的信号流图表示
习题6

第7章 系统的状态变量分析
7.1 状态和状态变量
7.2 连续系统状态方程的建立
7.2.1 由电路图建立状态方程
7.2.2 由系统的输入一输出方程建立状态方程
7.2.3 由系统模拟框图或信号流图建立状态方程
7.3 离散系统状态方程的建立
7.4 连续系统状态方程的复频域解
7.5 离散系统状态方程的z域解
习题7
部分习题答案
参考文献

前言/序言

《现代信号处理原理与实践》 内容简介 在信息爆炸的时代，对信号的理解、处理和分析能力已成为各行各业不可或缺的核心技能。从通信网络中的数据传输，到医学影像的诊断辅助，再到金融市场的趋势预测，乃至自动驾驶汽车的感知系统，无不依赖于精密的信号处理技术。《现代信号处理原理与实践》正是这样一本旨在系统阐述信号处理 foundational 理论，并结合大量实际应用案例，帮助读者掌握信号处理的深度知识和实践技巧的著作。本书特别适合电子信息类、自动化、计算机科学、通信工程、生物医学工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关技术研发和工程实践的专业人士阅读。 本书共分为十一章，循序渐进地引导读者深入理解信号处理的各个关键环节。 第一章：信号与系统基础 本章将奠定坚实的理论基础。我们将从最基本的概念出发，清晰界定信号的种类（连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，偶信号与奇信号等）及其数学表示方法。接着，我们深入探讨系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性、稳定性等，并引入描述系统行为的关键工具——系统函数和卷积。通过对这些基本概念的透彻理解，读者将能够准确地描述和分析各类信号与系统的行为特征，为后续章节的学习打下牢固的基础。 第二章：傅里叶变换及其应用 傅里叶变换是信号处理领域中最具影响力的工具之一，它揭示了信号在频域的特性。本章将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换的理论，包括连续时间傅里叶变换（CTFT）、离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其性质。我们将重点讲解傅里叶变换在信号分析中的关键作用，例如频谱分析、信号的滤波和调制解调等。同时，本书还将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，这是一种极大地提高了DFT计算效率的核心算法，并简要提及FFT在实际中的应用场景。 第三章：拉普拉斯变换与Z变换 拉普拉斯变换是分析连续时间线性时不变（LTI）系统的强大数学工具，尤其擅长处理非周期信号和系统稳定性问题。本章将系统介绍拉普拉斯变换的定义、性质及其逆变换，并重点讲解其在求解微分方程、分析系统零极点、判断系统稳定性方面的应用。对于离散时间系统，Z变换是与之相对应的有力工具。本章将详细阐述Z变换的定义、性质、收敛域（ROC）的概念，以及其在分析离散时间系统、解决差分方程、设计数字滤波器等方面的应用。拉普拉斯变换与Z变换的结合，为理解和设计各类连续和离散系统提供了完备的理论框架。 第四章：随机信号与功率谱密度 在许多实际应用场景中，信号并非确定性的，而是具有随机性的。本章将引入随机信号的概念，包括随机变量、随机过程、均值、自相关函数和互相关函数等关键统计特性。我们将深入探讨平稳随机过程的定义及其重要性。核心内容之一将是功率谱密度（PSD）的引入，它描述了随机信号的功率在频域上的分布，是分析随机信号频域特性的关键。本章还将介绍如何利用随机信号的统计特性来设计最优滤波器，以达到在噪声背景下提取有用信号的目的。 第五章：采样定理与离散化 将连续时间信号转化为离散时间信号是数字信号处理的基础。本章将聚焦于采样理论，详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释采样频率与信号带宽之间的关系，以及如何避免混叠现象。我们将讨论理想采样、保持器采样等不同采样方式，并分析它们的特点和适用性。同时，本章还将介绍离散化过程中可能遇到的其他问题，如量化误差，以及如何选择合适的采样和量化参数来保证信号的有效表示。 第六章：数字滤波器设计 数字滤波器是信号处理中用于选择性地增强或抑制信号特定频率分量的关键组件。本章将详细介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。对于IIR滤波器，我们将介绍巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等经典逼近设计方法。对于FIR滤波器，我们将重点讲解窗函数法和频率采样法等设计技术，并分析两类滤波器的优缺点及其适用场景。本书将指导读者如何根据性能要求（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等）选择合适的设计方法，并给出具体的设计流程。 第七章：短时傅里叶变换（STFT）与小波变换 对于非平稳信号，即信号的频率内容随时间变化的信号，传统的傅里叶变换会丢失时间信息。本章将引入短时傅里叶变换（STFT），它通过在短时间窗内进行傅里叶变换来同时获得信号的时间和频率信息，适用于分析信号在局部时间段内的频谱变化。在此基础上，本章还将介绍更先进的时频分析工具——小波变换。小波变换能够提供比STFT更好的时间和频率分辨率，特别适合分析具有瞬态特征或多尺度特性的信号。我们将介绍连续小波变换和离散小波变换，并探讨其在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面的应用。 第八章：自适应滤波 自适应滤波器是一种能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数的滤波器。本章将深入介绍自适应滤波器的基本原理，重点讲解最常用的两个自适应算法：最小均方（LMS）算法及其变种（如归一化LMS）和递归最小二乘（RLS）算法。我们将分析这些算法的收敛性、计算复杂度，并探讨它们在实际中的各种应用，包括噪声抵消、回声消除、均衡器设计、信道辨识等。通过本章的学习，读者将能够理解如何构建和实现能够动态适应环境变化的信号处理系统。 第九章：多速率信号处理 在许多通信和信号处理系统中，信号的采样率需要在不同的处理阶段进行改变，这就涉及到多速率信号处理。本章将介绍多速率信号处理的基本概念，包括抽取（downsampling）和插值（upsampling），以及它们对信号频谱的影响。我们将深入探讨抽取器和插值器的设计，并介绍多速率信号处理在信号压缩、信道复用、数据传输等方面的应用。例如，多速率技术是高效实现数字通信系统中不同数据速率信号混合和分离的关键。 第十章：现代通信系统中的信号处理 本章将聚焦于信号处理在现代通信系统中的具体应用，将前几章介绍的理论知识与实际的通信场景相结合。我们将讨论数字调制解调技术（如ASK、FSK、PSK、QAM等）的原理及其信号处理实现。此外，还将涉及信道编码与解码、多址接入技术（如FDMA、TDMA、CDMA、OFDM）中的信号处理挑战与解决方案。本书将通过分析这些通信系统中的信号处理流程，帮助读者理解理论知识如何转化为实际的通信功能。 第十一章：信号处理在其他领域的应用 除了通信领域，信号处理技术在众多其他学科和行业中也发挥着至关重要的作用。本章将拓展视野，介绍信号处理在以下几个典型领域的应用： 生物医学工程： 如心电图（ECG）和脑电图（EEG）信号的分析与去噪，医学影像（CT、MRI、超声）的重建与增强，生物信号的特征提取与诊断辅助。 图像与视频处理： 包括图像滤波、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG、MPEG）、视频编码与解码等。 语音信号处理： 如语音识别、语音合成、语音增强、声纹识别等。 仪器仪表与控制系统： 传感器信号的处理与滤波，控制系统中的状态估计与反馈，以及测量误差的校正。 金融与经济领域： 利用信号处理技术对时间序列数据进行分析，例如趋势预测、异常检测、波动性分析等。 通过对这些跨学科应用的介绍，本书旨在展示信号处理技术的广泛性和强大能力，激发读者将其应用于更广泛的领域。 本书特色 理论与实践紧密结合： 在介绍核心理论的同时，每章都配有丰富的概念性解释和图示，并结合实际应用案例，使读者能够更好地理解理论的实际意义。 数学工具全面： 涵盖了傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、随机过程等分析和处理信号与系统的必备数学工具。 算法原理深入浅出： 对关键算法，如FFT、LMS、RLS等，进行详细的原理阐述和推导，帮助读者掌握其核心思想。 前沿技术介绍： 引入了时频分析（STFT、小波变换）和自适应滤波等现代信号处理的重要技术。 应用领域广泛： 通过多章的内容，展示了信号处理在通信、生物医学、图像、语音等多个领域的实际应用，为读者提供广阔的视野。 结构清晰，逻辑严谨： 全书内容组织合理，从基础概念到高级应用，层层递进，易于读者理解和掌握。 《现代信号处理原理与实践》将为读者提供一个坚实的理论基础和丰富的实践经验，助力其在信息科学与工程领域取得更深入的成就。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将毕业的电子信息工程专业的学生，我手里已经积累了不少教材，但《信号与系统》这本书无疑是我近期最常翻阅的一本。课程的要求固然是主要原因，但我必须承认，这本教材的编写质量确实很高。它紧密结合了“十二五”规划对高等教育的要求，尤其是在理论与实践相结合方面做得尤为出色。我印象最深刻的是书中关于离散时间信号处理的部分，算法的介绍清晰明了，并且附带了大量的仿真示例。我尝试着跟着书中的例子，在MATLAB等软件上进行复现，效果非常显著。这不仅仅是理论的传授，更是技能的培养。这本书在讲解经典理论的同时，也融入了不少现代通信系统中的一些基础概念，比如数字信号的采样、量化等，这对于我们理解未来的发展趋势非常有帮助。有时候，我会为了解决课程中的某个难点问题，特意翻到教材的相关章节，往往能找到非常贴切的解释和指导。我个人觉得，这本书的价值远不止于考试，它为我们打下了扎实的专业基础，也为我们未来的深入学习和研究提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一个多年未接触课本的“老学究”，当我重新拿起这本《信号与系统》时，一种熟悉又陌生的感觉油然而生。这本书作为“十二五”规划教材，其内容编排显然是经过深思熟虑的。我关注的重点是它如何将基础理论与现代电子信息技术的发展相结合。书中关于采样定理的阐述，以及数字信号处理在通信系统中的应用，都让我耳目一新。我试着去理解其中关于卷积的讲解，书中的图解法和代数法并行，并且都给了清晰的解释。这对于我这样需要重新建立概念的人来说，非常有帮助。我还在思考它在介绍Z变换时，是否会涉及一些关于系统因果性、稳定性等更深层次的讨论。这本书的特点在于，它并非仅仅停留于理论层面，而是强调了这些理论在实际工程中的指导意义。我能感受到它在努力连接理论与应用之间的桥梁，这对于激发学生的学习兴趣和提升解决实际问题的能力，都起到了积极的作用。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一名在职的电子工程师，平时工作比较忙，也很少有机会系统地回顾大学时期的专业知识。最近因为项目上需要接触一些信号处理相关的技术，所以特意找了这本《信号与系统》来恶补一下。让我惊喜的是，这本书的讲解风格非常务实，虽然是面向本科生，但对于我们这些需要快速上手解决实际问题的工程师来说，也同样适用。它没有过多的理论拔高，而是直接切入核心概念，并且很多例子都与实际工程应用紧密相连。我特别欣赏书中对于各种滤波器设计的讲解，从基本的巴特沃斯滤波器到更复杂的应用，都有涉及，并且提供了详细的设计步骤和理论依据。这让我在面对具体的工程问题时，能够有章可循。这本书的语言也比较简洁明快，不像有些教材那样冗长晦涩，读起来感觉很顺畅。它帮助我快速回忆起了很多遗忘的知识点，并且让我对信号处理有了更深刻的理解，感觉工作效率都提升了不少。

评分☆☆☆☆☆

收到！这绝对是一项有趣的挑战。请看我以不同读者的口吻为您创作的五段图书评价： --- 刚拿到这本《信号与系统》的教材，翻了几页就被其严谨的结构和清晰的逻辑深深吸引住了。虽然我并非电子信息类的专业学生，但凭借我对科学知识的好奇心，我一直对“信号”这个概念充满兴趣。这本书从最基础的信号概念讲起，逐步深入到各种重要的系统特性，比如线性、时不变等等，讲解得丝丝入扣。特别是关于傅里叶变换和拉普拉斯变换的部分，书中的图示和推导过程非常直观，让我这个门外汉也能窥探到其中的奥秘。我尤其喜欢它在介绍理论知识的同时，穿插的一些实际应用场景的例子，虽然这些例子我未必能完全理解其中的技术细节，但它让我感受到这些抽象的数学工具在现实世界中的巨大价值。比如，书中提到信号处理在通信、医学影像等领域的应用，这让我对教材的实用性有了初步的认识。我还在考虑是否要深入学习其中的一些章节，哪怕是为了满足自己的求知欲，我也觉得这本书是一个很好的起点。它没有那些令人望而生畏的艰涩术语堆砌，而是用一种相对易于理解的方式，打开了一扇通往信号与系统世界的门。

评分☆☆☆☆☆

这次购买《信号与系统》教材，纯粹是出于个人对电子技术的好奇心，我本身并非相关专业的科班出身。收到书后，我被其精美的排版和细致的插图所吸引。从目录上看，它涵盖了从基本的信号类型到傅里叶分析、拉普拉斯变换等一系列核心内容，这些都是我一直以来觉得神秘而又有趣的领域。我尤其关注书中关于系统稳定性分析的部分，它试图用一种易于理解的方式来阐述复杂的数学概念。虽然很多内容我可能无法完全消化，但每当我阅读其中的一个章节，都能感受到作者在努力将复杂的理论变得通俗易懂。这本书的讲解方式，更像是在引导读者一步步去探索，而不是直接灌输知识。我尝试着去理解一些例子，尽管进度缓慢，但我能感受到其中蕴含的科学逻辑和智慧。它让我对电子信息类专业的学习有了更直观的认识，也激发了我对更深入科学知识的渴望。