信号与线性系统分析（第4版） [Analysis of Signals and Linear Systems（4th Edition）] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴大正，杨林耀，张永瑞 等 编

图书标签:

• 信号与系统
• 线性系统
• 信号分析
• 电路分析
• 通信原理
• 控制系统
• MATLAB
• 高等数学
• 工程数学
• 电子工程

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040174014

版次：4

商品编码：12241329

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

外文名称：Analysis of Signals and Linear Systems（4th Edition）

开本：16开

出版时间：2005-08-01

用纸：胶版纸

页数

内容简介

　　《信号与线性系统分析（第4版）》是在1998年高等教育出版社出版的《信号与线性系统分析》（第三版）一书的基础上经修编而成的。
　　本版保留了原教材连续与离散并行、先时域后变换域的体系结构，对少量内容做了调整、增删；结合近几年来教学内容和方法改革的成果，重新编写了全书部分章、节，并选编了许多新的例题、习题。《信号与线性系统分析（第4版）》论述清楚、概念明确、重点突出、层次清晰、便于教学。、
　　全书包括：信号与系统、连续系统的时域分析、离散系统的时域分析、傅里叶变换和系统的频域分析、连续系统的s域分析、离散系统的：域分析、系统函数、系统的状态变量分析以及附录。各章配有不同层次的习题，以供选用。
　　《信号与线性系统分析（第4版）》可作为高等学校电子信息和电气类各专业“信号与系统”课程的教材，也可供有关科技人员参考。

内页插图

目录

第一章 信号与系统
§1．1 绪言
§1．2 信号
一、连续信号和离散信号
二、周期信号和非周期信号
三、实信号和复信号
四、能量信号和功率信号
§1．3 信号的基本运算
一、加法和乘法
二、反转和平移
三、尺度变换（横坐标展缩）
§1．4 阶跃函数和冲激函数
一、阶跃函数和冲激函数
二、冲激函数的广义函数定义
三、冲激函数的导数和积分
四、冲激函数的性质
§1．5 系统的描述
一、系统的数学模型
二、系统的框图表示
§1．6 系统的特性和分析方法
一、线性
二、时不变性
三、因果性
四、稳定性
五、LTI系统分析方法概述
习题

第二章 连续系统的时域分析
§2．1 LTI连续系统的响应
一、微分方程的经典解
二、关于0与0+值
三、零输入响应
四、零状态响应
五、全响应
§2．2 冲激响应和阶跃响应
一、冲激响应
二、阶跃响应
§2．3 卷积积分
一、卷积积分
二、卷积的图示
§2．4 卷积积分的性质
一、卷积的代数运算
二、函数与冲激函数的卷积
三、卷积的微分与积分
四、相关函数
习题二

第三章 离散系统的时域分析
§3．1 LTI离散系统的响应
一、差分与差分方程
二、差分方程的经典解
三、零输入响应
四、零状态响应
§3．2 单位序列和单位序列响应
一、单位序列和单位阶跃序列
二、单位序列响应和阶跃响应
§3．3 卷积和
一、卷积和
二、卷积和的图示
三、卷积和的性质
§3．4 反卷积
习题三

第四章 傅里叶变换和系统的频j1
分析
§4．1 信号分解为正交函数
一、正交函数集
二、信号分解为正交函数
§4．2 傅里叶级数
一、周期信号的分解
二、奇、偶函数的傅里叶级数
三、傅里叶级数的指数形式
§4．3 周期信号的频谱
一、周期信号的频谱
二、周期矩形脉冲的频谱
三、周期信号的功率
§4．4 非周期信号的频谱
一、傅里叶变换
二、奇异函数的傅里叶变换
§4．5 傅里叶变换的性质
一、线性
二、奇偶性
三、对称性
四、尺度变换
五、时移特性
六、频移特性
七、卷积定理
八、时域微分和积分
九、频域微分和积分
十、相关定理
§4．6 能量谱和功率谱
一、能量谱
二、功率谱
§4．7 周期信号的傅里叶变换
一、正、余弦函数的傅里叶变换
二、一般周期函数的傅里叶变换
三、傅里叶系数与傅里叶变换
§4．8 LTI系统的频域分析
一、频率响应
二、无失真传输
三、理想低通滤波器的响应
§4．9 取样定理
一、信号的取样
二、时域取样定理
三、频域取样定理
§4． 10序列的傅里叶分析
一、周期序列的离散傅里叶级数（DFS）
二、非周期序列的离散时间傅里叶
变换（ DTFT）
§4． 11离散傅里叶变换及其性质
一、离散傅里叶变换（DFT）
二、离散傅里叶变换的性质
习题四

第五章 连续系统的s域分析
§5．1 拉普拉斯变换
一、从傅里叶变换到拉普拉斯变换
二、收敛域
三、（单边）拉普拉斯变换
§5．2 拉普拉斯变换的性质
一、线性
二、尺度变换
三、时移（延时）特性
四、复频移（s域平移）特性
五、时域微分特性（定理）
六、时域积分特性（定理）
七、卷积定理
八、s域微分和积分
九、初值定理和终值定理
§5．3 拉普拉斯逆变换
一、查表法
二、部分分式展开法
§5．4 复频域分析
一、微分方程的变换解
二、系统函数
三、系统的s域框图
四、电路的s域模型
五、拉普拉斯变换与傅里叶变换
§5．5 双边拉普拉斯变换
习题五

第六章 离散系统的z域分析
§6．1 z变换
一、从拉普拉斯变换到z变换
二、z变换
三、收敛域
§6．2 z变换的性质
……
第七章 系统函数
第八章 系统的状态变量分析

附录一 卷积积分表
附录二 卷积和表
附录三 常用周期信号的傅里叶 系数表
附录四 常用信号的傅里叶变换表
附录五 拉普拉斯逆变换表
附录六 序列的z变换表
习题答案
索引（汉语拼音顺序）
参考文献

前言/序言

　　本教材的第三版于1998年出版，为了适应当前学科发展的需要和教学内容改革的要求，对第三版的内容进行了部分修改和调整，作为第四版出版。
　　近些年来，信息技术在各学科领域的应用更加广泛，本学科领域的理论和实践发展迅速，但就大学本科“信号与系统”课程而言，其基本内容和范围大体相对稳定。同时，在教学实践中征求和听取了教师和学生对本教材（第三版）的意见，认为基本能满足当前的教学需要。鉴于上述情况，本次修订对第三版教材的整体格局未做大的修改，仅对教材的部分内容做了修订、调整和补充。
　　第四版保持了原教材的编写思想和体系结构，将离散与连续并行处理、先时域后变换域。在继承以往重视基本内容、基本概念和基本分析方法的基础上，根据本学科发展的需要，适当地拓宽了知识面，以便开阔学生的眼界和思路。
　　第四版的修订内容主要有以下几个方面：
　　（1）在第二章中改进了由0一值求0+值的方法，使计算方法更加完善。
　　（2）在第三章中增加了反卷积的内容。
　　（3）增加了有关两个信号相关的讨论，为今后学习随机信号分析做准备。
　　（4）增加了离散傅里叶变换等有关内容。
　　（5）删除了第七章中判断系统稳定性的准则。
　　（6）删除了利用反演积分求解拉普拉斯逆变换和逆z变换的有关内容。
　　（7）删除了原附录一“矩阵函数”部分。
　　（8）对全书的例题、习题进行了补充和修订。
　　书末附有习题答案。索引按主题词汉语拼音顺序排列，以便查阅。
　　本教材按照72学时授课，这里给出各章的参考学时数：第一章6学时，第二章8学时，第三章6学时，第四章16学时，第五章12学时，第六章8学时，第七章8学时，第八章8学时。总计72学时。
　　为了适应当前教育事业的快速发展，当前教材向多样化、多媒体化和网络化方向发展。本教材被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材和百门精品课程教材（一类）建设计划。与本教材相应配套的出版物有：《信号与系统学习指导书》（张永瑞，王松林编，北京：高等教育出版社，2004）、《信号与系统远程教育网络课程》、《信号与系统电子教案》、《信号与系统试题库》。
　　本教材由吴大正主编和统稿，杨林耀编写第一、二、三、四章，张永瑞编写第五、六、七章，王松林编写第八章、附录并校阅了全书的初稿，郭宝龙参与了部分章节的编写。
　　本教材由清华大学郑君里教授审阅，他对本教材的修改工作给予了许多指导和帮助，并提出许多宝贵的修改意见，谨致以衷心的感谢。本教材从第一版出版至今已有二十余年，编者对帮助过本教材出版的同志表示诚挚的谢意。

《信号与线性系统分析（第4版）》并非一本包罗万象的书籍。它并非旨在涵盖所有科学和工程领域的知识，也不是一本技术手册或操作指南。本书的重点在于理解和分析构成现代技术和社会运行基础的信号和系统。 内容定位与读者群体： 这本书的核心是“信号”和“线性系统”。“信号”可以理解为信息在时间或空间上的表现形式，例如声音、图像、电波、温度变化等等，它们承载着我们要传递或处理的信息。“线性系统”则是指那些遵循叠加原理和齐次原理的系统，简单来说，就是系统的输出与输入之间存在一种比例关系，并且多个输入的组合产生的输出是各自独立输出的总和。在现实世界中，许多系统都可以近似地建模为线性系统，这使得对其进行分析成为可能。 本书主要面向对电子工程、通信工程、控制工程、信号处理、计算机科学等领域感兴趣的学生、研究人员和工程师。它为理解和设计这些领域中的核心技术奠定了坚实的理论基础。读者无需具备深厚的数学背景，但需要掌握一定的微积分、线性代数和复数基础知识，这些是理解书中概念所必需的工具。 核心研究方向（但不限于）： 信号的表示与变换： 本书深入探讨了如何用数学语言来描述和表示各种类型的信号，包括连续时间信号和离散时间信号。这涉及到傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等强大的数学工具。这些变换能够将信号从一个域（如时域）转换到另一个域（如频域），从而揭示信号的内在特性，例如其频率成分、能量分布等。理解这些变换对于信号的滤波、压缩、调制解调等应用至关重要。 线性系统的数学模型： 书中详细介绍了如何建立和描述线性系统的数学模型。这包括了微分方程、差分方程、传递函数、频率响应等多种表示方法。通过这些模型，我们可以预测系统在不同输入下的响应，分析系统的稳定性、动态特性以及对信号的处理能力。 系统的时域分析： 关注系统在时间和幅度维度上的行为。这通常涉及对微分方程或差分方程的求解，以获得系统的瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应）和稳态响应。理解系统的瞬态响应有助于我们了解系统从一个状态过渡到另一个状态的过程，而稳态响应则反映了系统在长期运行下的表现。 系统的频域分析： 强调系统对不同频率信号的处理能力。通过频率响应，我们可以直观地了解系统对不同频率分量的放大或衰减程度，以及相位偏移情况。这对于设计滤波器（如低通、高通、带通滤波器）以选择性地保留或去除信号的特定频率成分至关重要。 卷积： 卷积是线性系统分析中的一个核心概念，它描述了系统对输入信号的响应如何与系统的冲激响应（即系统对一个极窄脉冲信号的响应）相结合，从而产生输出信号。本书会详细讲解卷积的数学定义、计算方法及其在信号和系统分析中的重要作用。 采样与量化： 对于处理模拟信号（连续的）向数字信号（离散的）的转换过程，采样和量化是两个关键步骤。本书会探讨采样定理（奈奎斯特定理），解释如何避免混叠失真，以及量化误差的来源和影响。这是数字信号处理的基础。 系统稳定性： 任何一个有用的系统都应该具备稳定性，即系统的输出不会无限制地增长。本书会介绍判断线性系统稳定性的各种判据，例如劳斯判据、根轨迹法等，确保设计的系统在实际应用中不会出现不可控的振荡或发散。 系统实现： 讨论如何将理论上的线性系统在硬件或软件上实现。这涉及到滤波器设计、数字信号处理算法的实现等方面。 本书的价值与局限性： 这本书的价值在于它提供了一种理解和分析大量工程问题的通用框架。通过学习信号与线性系统的原理，读者可以： 深入理解通信系统的基本原理： 例如，如何编码、传输和接收信息，如何对抗噪声干扰。 掌握控制系统的设计方法： 如何设计自动控制系统，使其能够稳定地工作并达到预期的性能指标。 进行有效的信号处理： 如何从复杂的信号中提取有用信息，如何去除噪声，如何进行信号的增强或压缩。 为更高级的学科打下基础： 许多更复杂的学科，如数字信号处理、机器学习、人工智能等，都建立在信号与线性系统分析的基础上。 然而，本书并非一本技术手册，它不会直接提供具体产品或设备的详细设计方案。 它提供的是分析和设计这些产品和设备的原理和工具。例如，它不会告诉你如何设计一款具体的手机通信芯片，但它会教你理解手机通信系统所涉及到的信号调制、解调、滤波等基本原理。 此外，本书的重点在于“线性”系统。 现实世界中存在大量的非线性系统，其行为比线性系统更加复杂，分析难度也更大。虽然有些非线性系统可以通过近似或分段线性化的方法来处理，但本书本身并不深入探讨非线性系统的分析方法。 总而言之， 《信号与线性系统分析（第4版）》是一本专注于讲解信号和线性系统分析基本原理的学术性书籍。它为读者提供了理解和分析现代技术系统中至关重要的数学工具和概念。它并非一本包含所有技术细节或操作指南的书籍，而是致力于培养读者分析问题、解决问题的能力，为他们在工程和科学领域的发展提供坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象，那种沉静而专业的蓝色调，配上醒目的白色字体，立刻就营造出一种学术研究的严谨氛围。我作为一个在电子工程领域摸爬滚打多年的工程师，每次拿起一本新书，都会不自觉地审视它的“颜值”。这本书的设计显然是经过深思熟虑的，它不像某些教科书那样花哨，也没有过于老旧的排版，恰到好处地找到了一个平衡点，既有现代感又不失厚重感。我尤其喜欢它封底上的简要介绍，用词精准，直击核心，让人一看就知道这本书的定位和深度。而且，纸张的触感也非常不错，拿在手里很有分量，散发着淡淡的书墨香，这对于我这种喜欢在深夜伴着一杯清茶翻阅技术资料的人来说，简直是一种享受。这本书的整体包装和细节处理，都传递出一种“有料”的信号，让我迫不及待地想深入了解它的内容。

评分☆☆☆☆☆

对于这本书在理论深度和数学严谨性方面的考量，我必须给予高度的肯定。虽然前面提到它在概念引入上做了很好的铺垫，但一旦进入到核心理论部分，它立刻就展现出了其扎实的学术功底。书中对诸如卷积定理、采样定理、傅里叶级数和变换的推导，都遵循了严谨的数学逻辑，每一步的推导都清晰可循，丝毫没有含糊不清的地方。这对于我这种希望深入理解理论本质的学习者来说，是至关重要的。它不仅仅是告诉你“是什么”，更会深入剖析“为什么是这样”。书中的定理和性质的表述也非常精确，引用了必要的数学符号和语言，确保了信息的准确传达。尽管如此，作者也巧妙地在严谨的数学推导中穿插了必要的解释和注释，使得这些深奥的理论更容易被理解和接受，而不是让读者迷失在纯粹的数学符号海洋中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计简直是为我这种“实操派”量身定制的。我一直觉得，学习理论知识最好的方式就是将其运用到实际问题中去。而这本书的习题，恰恰做到了这一点。它不仅仅是简单的计算题，很多习题都设置了实际的应用场景，比如在通信系统、控制系统中的信号处理问题，甚至还有一些涉及图像处理和语音信号分析的例子。这让我能够将书本上学到的傅里叶变换、拉普拉斯变换等工具，真正地应用到解决实际工程问题上。更重要的是，它的习题难度梯度设计得非常合理。从基础的概念巩固，到综合性的分析设计，再到一些具有挑战性的开放性问题，层层递进，既保证了学习的连贯性，又能够不断激发我的思考。完成这些习题的过程，不仅仅是检验我的学习成果，更是一个让我深入理解和掌握知识的过程。

评分☆☆☆☆☆

这本书在图表运用方面给我留下了非常深刻的印象。对于信号与线性系统这样偏重理论和抽象概念的学科来说，清晰直观的图表是帮助理解的关键。这本书在这方面做得非常出色。书中大量的插图，比如各种信号的波形图、系统的频率响应图、卷积运算的可视化图示等，都绘制得非常精美且准确。这些图表不仅仅是文字的补充，更是独立的信息载体，它们将抽象的数学概念具象化，让那些一开始看起来难以理解的数学公式，在图表的辅助下变得清晰明了。我尤其喜欢书中那些动态过程的示意图，它们能够直观地展示信号在系统中的演变过程，加深了我对系统特性的理解。这种“图文并茂”的风格，极大地降低了学习门槛，也让整个阅读过程更加轻松愉快，仿佛在和一位技艺精湛的插画师一同探索信号与系统的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《信号与线性系统分析》后，最让我感到欣喜的是它在概念引入方面的处理方式。很多同类书籍在开始讲解时，往往直接抛出一堆复杂的数学公式，让初学者望而却步。但这本书却不然，它从非常基础的生活化场景出发，比如声波的传播、图像的叠加等，循序渐进地引出“信号”的概念，并用通俗易懂的语言解释了信号的性质和分类。这种“由浅入深”的教学思路，让我感觉作者仿佛是一位经验丰富的老师，深知如何化繁为简，让抽象的理论变得触手可及。当书中开始讲解“系统”时，它也没有立刻跳到“线性”和“时不变”这些专业术语，而是先通过一系列的类比，比如电路、滤波器等，来阐述系统的基本工作原理。这种铺垫做得非常扎实，为后续更深入的理论学习打下了坚实的基础，让我对整个课程体系的构建充满了信心。

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差评，保护膜没有，有明显折痕，封面都是歪的，书的质量很差！

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