信号与系统（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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马金龙，胡建萍，王宛苹，胡晓萍 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• 通信原理
• 控制系统
• 电子工程
• 高等数学
• 工程数学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030269638

版次：2

商品编码：12266315

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子通信类国家级特色专业系列规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2010-04-01

用纸：胶版纸

页数：386

字数：593000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统（第2版）》共分8章。内容包括：信号概述，系统概述，LTI系统的时域分析，连续时间信号和连续时间系统的频域分析，连续时间系统的复频域分析，离散时间系统的z域分析，状态变量分析法，MATLAB在信号与系统中的应用。
　　《信号与系统（第2版）》可作为高等学校电子工程、通信工程、计算机、自动化等专业学生信号与系统课程的教材，也可作为相关专业、相关领域的研究人员参考书，同时也是一本考研的辅导书。

内页插图

目录

第二版 前言
第一版 前言
第1章 信号概述
1．1 信号的定义和分类
1．2 典型连续时间信号
1．3 典型离散时间信号
1．4 信号的基本运算
1．5 因果信号的算子表示
1．6 信号的卷积运算
1．7 信号的分解
习题一

第2章 系统概述
2．1 系统的定义
2．2 系统的分类及性质
2．3 系统的分析方法
2．4 LTI连续时间系统的输入输出方程
2．5 LTI离散时间系统的输入输出方程
2．6 LTI系统的模拟
2．7 信号流图
2．8 梅森公式
习题二

第3章 LTI系统的时域分析
3．1 引言
3．2 时域经典法求解LTI系统
3．3 冲激平衡法求连续系统的响应
3．4 零输人响应的计算
3．5 零状态响应的计算
3．6 时域分析法举例
习题三

第4章 连续时间信号和连续时间系统的频域分析
4．1 周期信号的傅里叶级数
4．2 周期信号的频谱
4．3 傅里叶变换
4．4 傅里叶变换的性质
4．5 周期信号的傅里叶变换
4．6 频域系统函数
4．7 周期信号对LTI系统的响应
4．8 非周期信号对LTI系统的响应
4．9 信号的无失真传输
4．10 理想滤波器
4．11 幅度调制与解调
4．12 信号的抽样与恢复
习题四

第5章 连续时间系统的复频域分析
5．1 拉普拉斯变换
5．2 拉普拉斯变换的性质
5．3 拉普拉斯反变换
5．4 拉普拉斯变换求解微分方程
5．5 拉普拉斯变换分析电路
5．6 系统函数
5．7 系统的频率响应
习题五

第6章 离散时间系统的2域分析
6．1 z变换
6．2 z变换的性质
6．3 z反变换
6．4 离散系统的z域分析
6．5 系统函数
6．6 离散系统频率响应特性
习题六

第7章 状态变量分析法
7．1 状态变量分析法的有关概念
7．2 LTI连续时间系统状态方程的建立
7．3 LTI离散时问系统状态方程的建立
7．4 状态转移矩阵
7．5 LTI连续时间系统状态方程的求解
7．6 LTI离散时间系统状态方程的求解
7．7 状态矢量的线性变换
7．8 系统的可控性和可观性
习题七

第8章 MATLAB在信号与系统中的应用
8．1 信号的时域分析
8．2 LTI系统的时域分析
8．3 连续信号及系统的频域分析
8．4 连续信号及系统的S域分析
8．5 离散信号及离散系统的z域分析
8．6 LTI系统的状态变量分析
习题八
习题答案

附录
附录A 部分分式展开
附录B 常用的数学公式
附录C 劳斯判据
附录D 朱利判据
参考文献

前言/序言

　　本书第一版于2006年在科学出版社出版，经过5年的使用，广泛征求和听取各方意见，第二版作了大幅修订，目的是使教材的体系和内容编排更合理、更适合教与学。
　　第二版共8章：第1章信号概述，第2章系统概述，第3章I。TI系统的时域分析，第4章连续时间信号和连续时间系统的频域分析，第5章连续时间系统的复频域分析，第6章离散时间系统的z域分析，第7章状态变量分析法，第8章MATLAB在信号与系统中的应用。
　　此次修订再版，把第一版的第一章中有关信号的内容、第三章中信号的算子表示和第四章中信号的卷积合并成第二版的第1章，把第一版的第一章和第三章中有关系统的内容合并成第2章，把第一版的第五章和第八章合并成第二版的第3章，把第一版的第二章和第六章合并成第4章，第一版的第七章变为第二版的第5章，第一版的第九章变为第二版的第6章，第一版中的第十章变为第二版的第7章；在第二版的第1章中增加了信号的相关概念，在第7章中增加了系统的可控性和可观性，增加了第8章MATLAB在信号与系统中的应用。
　　本书按64学时编写，前7章是必学内容，增加第8章的目的是介绍MATLAB软件在信号与系统中的应用，可作为实验内容，附有习题程序，对于48学时的“信号与系统”课，可以适当选学前7章内容。
　　本书由马金龙担任主编，他负责拟定大纲和统稿，编写第1章、第2章、第5章、第6章和全部的习题，编写了第3章、第4章、第7章和第8章的部分内容，并用COREL-DRAW绘制了书上的所有图形。胡建萍编写第7章的部分内容，王宛苹编写第3章和第4章的部分内容，胡晓萍编写第8章的部分内容。
　　衷心感谢官伯然、刘敬彪、周巧娣、宋强、杜铁钧、钱志华、刘芳、吕幼华等老师，他们认真审查书稿并提出了宝贵意见。
　　由于作者水平有限，时间较紧，书中难免会有一些缺点和疏漏，恳请广大读者和各位专家予以指正。

《信号与系统（第2版）》内容简介 本书旨在为读者构建扎实的信号与系统分析基础，是理解和掌握现代通信、控制、信号处理等领域不可或缺的基石。本书共分十二章，系统地阐述了信号与系统的基本概念、理论方法及应用，尤其注重理论与实际的结合，力求使读者在掌握抽象概念的同时，也能体会到其在工程实践中的重要作用。 第一部分：信号与系统的基本概念与表示 第一章：信号的分类与基本性质 本章首先引入信号的概念，并从多个维度对其进行分类。我们讨论了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、偶信号与奇信号等基本类型。通过对这些分类的深入剖析，读者可以对信号的特性有一个初步的认识。此外，本章还介绍了信号的常见运算，如相加、相乘、尺度变换、时间反转和时间移动等，这些基本运算是后续分析的基础。最后，我们强调了信号在现实世界中的广泛应用，从语音、图像到生物电信号，无处不在的信号构成了我们感知和理解世界的重要媒介。 第二章：系统及其分类 本章聚焦于“系统”这一核心概念。系统可以被看作是对输入信号进行某种变换以产生输出信号的实体。我们从输入-输出的角度定义了系统，并介绍了系统的几种重要分类方法。线性系统与非线性系统是其中最基本也是最重要的区分，线性系统的叠加性和齐次性为其分析带来了极大的便利。时不变系统与时变系统则关注系统特性是否随时间改变。因果系统与非因果系统探讨了系统输出是否仅依赖于当前和过去的输入。稳定系统是工程应用中至关重要的一环，本书将详细介绍判断系统稳定性的方法。此外，我们还讨论了记忆系统与无记忆系统，以及他们的特点。通过对系统分类的梳理，读者能够更清晰地理解不同类型系统的工作原理和分析方法。 第三章：卷积和差分方程 卷积是信号与系统分析中最核心、最强大的工具之一，本章将对其进行详细阐述。对于连续时间系统，我们引入了连续时间卷积积分，并阐释了其物理意义——输出信号是输入信号与系统冲激响应的卷积。对于离散时间系统，则介绍了离散时间卷积和，并说明了其与连续时间卷积在概念上的联系与区别。本章还将引入差分方程来描述离散时间线性时不变系统，并通过求解差分方程来获得系统的零输入响应和零状态响应，进而理解系统的全响应。通过对卷积和差分方程的学习，读者将掌握描述和分析线性时不变系统动态行为的关键数学工具。 第二部分：傅里叶变换与频域分析 第四章：傅里叶级数 本章开始将分析的视角从时域转移到频域，引入傅里叶级数。傅里叶级数将周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。我们介绍了指数形式和三角形式的傅里叶级数，并详细推导了计算傅里叶级数系数的方法。通过傅里叶级数，可以揭示周期信号的频谱特性，即信号由哪些频率成分组成及其各自的强度。本章还将讨论傅里叶级数在信号分析中的意义，以及如何利用它来近似复杂的周期信号。 第五章：傅里叶变换 傅里叶级数仅适用于周期信号，而对于非周期信号，我们需要更广义的傅里叶变换。本章将傅里叶级数的概念推广到非周期信号，引入了连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）。我们深入探讨了傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积性质、对称性等，这些性质极大地简化了信号的分析和处理。通过傅里叶变换，我们可以得到信号的连续频谱，揭示信号在频率上的分布情况。本章还将介绍傅里叶变换在求解微分方程和理解系统频率响应方面的应用。 第六章：傅里叶变换的应用 本章将傅里叶变换的理论知识应用于实际问题，展示其强大的分析能力。我们将探讨傅里叶变换在信号滤波中的作用，如何利用傅里叶变换来设计和分析低通、高通、带通等滤波器，以去除信号中的噪声或提取特定频率成分。此外，本章还将涉及傅里叶变换在系统分析中的应用，如通过计算系统的频率响应来理解系统对不同频率信号的处理方式。我们还会介绍傅里叶变换在数据压缩、谱分析等领域的应用实例，帮助读者建立对傅里叶变换实际价值的深刻认识。 第三部分：拉普拉斯变换与系统分析 第七章：拉普拉斯变换 本章引入拉普拉斯变换，它是傅里叶变换的推广，能够处理更广泛的信号，尤其是在分析包含指数衰减或增长成分的信号和系统时更为有效。我们定义了单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换，并详细讨论了它们的收敛域（ROC）的概念。收敛域是理解拉普拉斯变换的关键，它决定了逆拉普拉斯变换的唯一性。本章还将介绍拉普拉斯变换的性质，如线性、时移、积分、微分、卷积等，并推导了一些常见函数的拉普拉斯变换对。 第八章：拉普拉斯变换的应用 拉普拉斯变换在系统分析中扮演着举足轻重的角色。本章将重点介绍如何利用拉普拉斯变换来分析线性时不变系统。通过将系统的微分方程转化为代数方程，我们可以方便地求解系统的零输入响应和零状态响应，进而得到系统的全响应。本章还将引入传递函数（或系统函数）的概念，它是在s域中描述系统输入-输出关系的数学模型，是分析系统稳定性和动态行为的重要工具。我们还将探讨拉普拉斯变换在瞬态响应分析、稳定性判别等方面的应用。 第四部分：Z变换与离散时间系统分析 第九章：Z变换 本章将分析的重点转向离散时间系统，引入Z变换。Z变换是离散时间信号和系统的频域分析工具，其作用类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。我们定义了单边Z变换和双边Z变换，并详细讨论了其收敛域（ROC）的概念。本章将推导一些常见离散时间信号的Z变换对，并介绍Z变换的各种性质，如线性、时移、尺度变换、乘法、卷积等。这些性质将为后续的离散时间系统分析奠定基础。 第十章：Z变换的应用 本章将Z变换应用于离散时间线性时不变系统的分析。通过将描述离散时间系统的差分方程转化为Z域中的代数方程，我们可以方便地求解系统的零输入响应和零状态响应。本章还将引入离散时间系统的传递函数，并讨论如何利用传递函数来分析系统的零极点，以及这些零极点与系统稳定性、频率响应之间的关系。此外，本章还将涉及Z变换在数字滤波器设计、信号采样与恢复等方面的应用，展现其在数字信号处理领域的强大生命力。 第五部分：状态空间分析与现代系统理论 第十一章：状态空间分析 本章将引入一种更现代、更通用的系统分析方法——状态空间法。与输入-输出方法不同，状态空间法通过描述系统的内部状态来全面刻画系统的动态行为。我们介绍了连续时间和离散时间系统的状态空间表示，包括状态方程和输出方程。本章将讨论如何从传递函数表示转换到状态空间表示，以及反之亦然。我们还将探讨状态空间分析在系统可控性、可观测性等方面的应用，这些概念对于理解和设计复杂的控制系统至关重要。 第十二章：系统分析的综合应用与展望 本章将前面各章所学理论进行整合，通过一系列综合性的工程实例，展示信号与系统分析方法的实际应用。我们将回顾傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换以及状态空间分析在不同领域的应用，例如通信系统、控制系统、图像处理、语音识别等。本章还将对未来信号与系统领域的发展趋势进行展望，强调其在人工智能、机器学习、大数据等新兴技术中的重要作用。通过本章的学习，读者可以更深刻地体会到信号与系统理论的普适性和强大威力，并为进一步深入学习和研究打下坚实的基础。 本书力求循序渐进，由浅入深，在讲解基本概念的同时，辅以丰富的例子和习题，帮助读者巩固所学知识。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够系统地掌握信号与系统的核心理论和分析方法，为未来的学习和职业发展奠定坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

最后一部分内容，重点讲解了离散时间系统的分析，特别是卷积、差分方程以及脉冲响应。作者清晰地阐述了离散时间卷积的概念，并给出了计算离散卷积的两种主要方法：直接求和法和图解法。这部分内容与连续时间系统的卷积有着异曲同工之妙，但操作上更加直观。关于差分方程的求解，作者介绍了利用Z变换法和特征方程法，这使得求解复杂系统变得系统化。让我印象深刻的是，作者用大量的图示来展示离散时间系统的脉冲响应，以及不同输入信号对系统输出的影响。这些图示不仅美观，而且能够直观地揭示系统的动态行为。总的来说，这部分内容将离散系统的分析方法进行了系统梳理，为理解数字信号处理和控制系统奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴实，深蓝色的背景搭配白色的书名和作者信息，给人一种沉稳、学术的感觉。拿到手中，纸张的触感也很不错，不是那种容易泛黄劣质的纸，翻阅时有种顺滑的质感。第一章的内容，主要介绍了信号和系统的基本概念，例如信号的分类（连续时间信号、离散时间信号）、周期信号、能量信号、功率信号等，以及系统的基本性质（线性、时不变、因果性、稳定性）。作者的叙述方式比较严谨，但又不至于过于枯燥，在定义和阐述的同时，也引用了一些生活化的例子来帮助理解，比如将声音信号比作波形，将收音机看作一个处理信号的系统。虽然我刚开始接触这个领域，但通过阅读，对这些基础概念有了初步的认识，也为后续更深入的学习打下了基础。这对我来说是一个很好的开端。

评分☆☆☆☆☆

第二部分的内容，个人感觉是本书的“硬菜”之一，深入探讨了傅里叶级数和傅里叶变换。作者非常细致地讲解了如何对周期信号进行傅里叶级数展开，包括指数形式和三角形式，以及它们之间的转换。接着，他又巧妙地过渡到了非周期信号的傅里叶变换，解释了其物理意义和应用场景。让我印象深刻的是，作者花了相当篇幅来讲解如何计算各种信号的傅里叶变换，并通过大量的例题来巩固理解。其中，关于冲激函数、矩形脉冲、指数衰减信号的傅里叶变换的推导过程，我反复看了几遍，才勉强跟上思路。书中还提到了卷积定理，这对于理解系统响应至关重要。虽然这部分内容对数学的要求较高，需要一定的微积分和复变函数基础，但一旦掌握，就能打开一扇新的大门，理解信号在频域的特性。

评分☆☆☆☆☆

本书在探讨了时域、频域分析方法之后，又引入了状态空间分析法。这一部分的内容，与前面的傅里叶分析等方法相比，更侧重于系统的内部动态行为。作者介绍了状态向量、状态方程和输出方程的概念，并详细讲解了如何从系统的微分方程或差分方程构建其状态空间模型。特别是关于系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传输矩阵的定义和作用，我花了些时间去消化。书中还讨论了系统的能控性和能观性，这两个概念对于理解系统的可调性和可观测性非常有价值。虽然状态空间法在理论上比傅里叶分析更通用，能够处理非线性系统（虽然本书主要集中在线性系统），但在初次接触时，其抽象程度确实比前面的内容要高一些，需要更多时间和精力去深入理解。

评分☆☆☆☆☆

在学习到拉普拉斯变换和Z变换的部分时，我感觉这本书的实用性又提升了一个层次。作者将拉普拉斯变换定位为傅里叶变换的推广，能够处理更广泛的信号，特别是那些包含指数增长成分的信号，并且对于分析线性时不变系统的稳定性有着无可比拟的优势。他详细阐述了单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换的区别，以及收敛域的概念，这一点非常关键。对于离散时间系统，Z变换则扮演了类似的角色，将离散信号的分析转化到复平面上。书中给出了大量利用拉普拉斯变换和Z变换求解微分方程和差分方程的例子，这对于工程实践中的系统分析和设计非常有帮助。我尤其欣赏作者在讲解过程中，始终强调概念的物理意义，使得这些抽象的数学工具不再是冰冷的公式，而是解决实际问题的有力武器。