信號與係統（第4版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張曄 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• Z變換
• 係統分析
• 通信原理
• 控製係統
• 電工學

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560371627

版次：4

商品編碼：12311839

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

編輯推薦

本書可作為高等院校電子和信息領域各專業《信號與係統》課程的教材，也可作為相關專業的教師、研究生以及科技人員的參考資料。

內容簡介

信號與係統的基本理論、基本概念和基本分析方法已被廣泛應用於眾多領域，已成為電子、通信、信息、測控、電氣、遙感等專業的重要技術基礎課。

本書共9章，分三個層次。第1章是本書涉及的基礎理論，第9章是針對多輸入-多輸齣的信號與係統分析；對於連續時間信號與係統分析，第2章介紹時域分析，第3~4章是變換域分析；對於離散時間信號與係統分析，第6章介紹時域分析，第7~8章是變換域分析；第5章介紹連續時間信號離散化和離散信號的連續化恢復，是連接連續、離散信號與係統的橋梁和紐帶。

本書內容全麵、簡練，把信號和係統的分析（時域和變換域）統一在一個理論模型框架下，並建立瞭以捲積定理和抽樣定理為紐帶的立體構架。此外，本書還注重瞭數學模型和物理模型的統一、連續和離散的並重，且加強瞭相關領域概念的分析和解譯，力求更適閤於學生的學習、消化和理解。

目錄

目錄

第1章 信號與係統分析的理論基礎

第2章 連續時間信號與係統的時域分析

第3章 連續時間信號與係統的頻域分析

第4章 連續時間信號與係統的復頻域分析

第5章 連續時間信號離散化及恢復

第6章 離散信號與係統的時域分析

第7章 離散信號與係統的Z域分析

第8章 離散傅裏葉變換及應用

第9章 係統的狀態變量分析法

習題參考答案

參考文獻

《信號與係統：探索信息之鏈》 本書並非《信號與係統（第4版）》，而是旨在為廣大讀者開啓一扇通往信息世界奧秘的大門，深入淺齣地剖析構成我們生活方方麵麵的“信號”與“係統”這兩個核心概念。我們將一同踏上一段求知之旅，理解那些無處不在但往往被我們忽視的信號如何傳遞信息，以及它們如何在各種“係統”中被處理、轉換和應用。 第一章：信號的本質——信息的載體 在本章，我們將從最基礎的概念齣發，揭示信號的真實麵貌。信號，作為信息的載體，其形式多種多樣：可以是聲音的波動，可以是通過光縴傳輸的光脈衝，可以是收音機裏捕捉到的電磁波，可以是醫療檢查中的心電圖，甚至可以是股票市場波動的數據流。我們將探討信號的分類，例如連續時間信號與離散時間信號，模擬信號與數字信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號。通過形象的比喻和生動的例子，例如一段音樂的聲波、一張數碼照片的像素值、一段語音的數字化錶示，讓讀者直觀地理解這些信號的特性。 我們將深入研究信號的基本運算，如信號的平移、翻轉、尺度變換以及求和與相乘。這些看似簡單的運算，卻是理解復雜信號行為的關鍵。例如，理解一個信號的延遲（平移）如何影響其在係統中的錶現，或者兩個信號相乘（捲積的前奏）能夠揭示它們之間微妙的相互作用。 此外，我們還將初步介紹信號的重要數學工具——傅裏葉級數和傅裏葉變換。不必畏懼這些術語，我們將用最易懂的方式解釋它們為何如此重要。傅裏葉級數將一個周期信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦波的疊加，就像將一首復雜的交響樂分解成一個個單獨的音符。傅裏葉變換則將這種分解能力推廣到非周期信號，揭示瞭信號在頻率域的“光譜”，讓我們得以窺探信號“由什麼顔色構成”。這將是理解信號處理和係統分析的基石。 第二章：係統的世界——信號的加工坊 緊接著，我們將進入“係統”的世界。係統，就是能夠對輸入信號進行某種操作，並産生輸齣信號的“加工坊”或“轉換器”。我們生活中的幾乎所有事物都可以被視為係統：從一颱收音機，到一颱電腦，再到我們的聽覺和視覺係統。 本章將重點介紹係統的基本性質，這些性質幫助我們分類和理解不同係統的行為。綫性是其中最重要的性質之一，這意味著係統對輸入信號的組閤響應等於對各輸入信號響應的組閤。直觀地說，如果一個係統對“信號A”和“信號B”分彆産生“輸齣X”和“輸齣Y”，那麼它對“信號A+B”的響應就是“輸齣X+Y”。我們將通過簡單的數學驗證和生活中的例子（如一個放大器，如果它對輸入信號X産生2X的輸齣，那麼對輸入信號A+B的響應就是2(A+B) = 2A + 2B，符閤綫性性質）來闡述。 時不變性是另一個關鍵性質，意味著係統的行為不會隨著時間的推移而改變。無論你何時將同一個信號輸入係統，都會得到相同的輸齣。例如，一個固定的音頻放大器，無論你在早上還是晚上使用它，其放大倍數都是一樣的。 因果性是第三個重要的性質，它描述瞭一個係統隻能依賴於“過去”和“現在”的輸入來産生輸齣，而不能依賴於“未來”的輸入。這是物理世界中許多係統的基本約束，例如，你現在聽到的聲音是你過去發齣的，而不是你未來要發齣的。 穩定性則關注係統的輸齣是否會在輸入信號消失後也隨之衰減到零，或者是否會無限製地增長。一個穩定的係統不會因為小的擾動而産生不可控的巨大響應，就像一個平衡的鍾擺最終會停止擺動一樣。 我們將深入探討幾種重要的係統模型，特彆是捲積。捲積是描述綫性時不變（LTI）係統輸入與輸齣關係的數學運算，它就像一個“滑動窗口”操作，將輸入信號與係統的“衝激響應”進行加權求和。理解捲積，就如同掌握瞭揭示LTI係統如何“塑造”輸入信號的關鍵。我們將通過圖示和實例，例如一個模糊圖像的形成過程（原圖像與模糊核進行捲積），來直觀地理解捲積的強大威力。 第三章：頻域的視角——信號的“顔色”分析 在這一章，我們將進一步深化對信號和係統的理解，轉嚮“頻域”。如果說時域是我們習慣理解信號隨時間變化的方式，那麼頻域則是我們從信號包含的“頻率成分”的角度來審視信號。 我們將詳細講解傅裏葉變換的理論和應用。傅裏葉變換能夠將一個在時域上看十分復雜的信號，在頻域上清晰地展示其所包含的各種頻率分量的幅度和相位。就像我們可以通過光譜儀分析光的成分，看到它由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等各種顔色的光組成一樣，傅裏葉變換讓我們看到一個信號的“頻率光譜”。 我們將介紹拉普拉斯變換。拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理包含指數增長或衰減成分的信號，尤其適用於分析綫性常係數微分方程描述的係統。它提供瞭一個更廣闊的分析框架，尤其在電路分析、控製係統設計等領域發揮著核心作用。 接著，我們將探討Z變換。Z變換是離散時間信號和係統的分析工具，類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。它將離散的信號和係統映射到復平麵上的一個區域，使得許多復雜的離散時間係統分析變得更加便捷，在數字信號處理、通信係統等領域至關重要。 通過頻域分析，我們可以更深入地理解係統的特性。例如，一個係統的“頻率響應”描述瞭它如何放大或衰減不同頻率的信號。我們可以據此設計濾波器，選擇性地保留或去除信號中的特定頻率成分，就像我們用調音颱調整音樂的低音和高音一樣。 第四章：信號的産生與處理——從模擬到數字 本章將聚焦於信號的實際産生與處理過程，尤其是從模擬世界嚮數字世界的轉變。 我們將討論采樣，這是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟。我們將深入理解奈奎斯特-香農采樣定理，它告訴我們，隻要采樣頻率足夠高，我們就能從采樣點中精確地恢復原始的連續時間信號。我們將解釋過采樣和欠采樣的後果，以及混疊現象的産生機製。 接著，我們將探討量化，這是將連續幅度的模擬信號轉換為離散幅度的數字信號的過程。我們將分析量化誤差，並介紹不同的量化方式，如均勻量化和非均勻量化。 脈衝編碼調製（PCM）是數字信號傳輸和存儲的基石，我們將對其原理進行詳細闡述。我們還將介紹數字信號處理（DSP）的基本概念和算法，例如FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器，它們在音頻、圖像、通信等領域有著廣泛的應用。 第五章：通信係統——信息的傳遞之路 本章將把我們前麵學到的信號與係統知識應用於一個最貼近生活的領域——通信係統。 我們將探討調製的基本原理，即如何將信息信號加載到高頻載波上進行傳輸。我們將介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）和相位調製（PM）等常見的調製方式，並分析它們的優缺點。 接著，我們將討論解調，即如何從接收到的載波信號中提取原始信息信號。 我們還會觸及噪聲的影響，這是通信係統中不可避免的乾擾。我們將瞭解噪聲的類型，以及它如何影響信號的質量，並介紹一些提高通信係統抗噪聲能力的方法，例如糾錯編碼。 最後，我們將簡要概述現代通信係統的發展，包括數字通信、多路復用技術（如頻分復用FDM和時分復用TDM），以及無綫通信的基本原理。 結語 通過對“信號”與“係統”這兩個概念的層層剖析，從信號的本質到係統的性質，從時域的觀察到頻域的洞察，再到信號的實際處理與傳輸，本書旨在構建一個全麵而深刻的認識體係。我們所探討的原理和方法，不僅是理解現代電子技術、通信工程、自動控製、生物醫學工程等眾多學科的基礎，更是洞察和理解我們所處信息時代運作機製的鑰匙。希望讀者在閱讀本書後，能夠以一種全新的視角看待周圍的世界，領略信息流動的魅力，並從中獲得啓發，探索更廣闊的知識領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是信號與係統領域的“百科全書”！它的內容包羅萬象，覆蓋瞭從最基礎的概念到一些前沿的理論。而且，作者在組織內容上非常有條理，就像一位經驗豐富的導遊，帶領你遊覽知識的壯麗風景。我曾嘗試過其他一些教材，但總是感覺缺失瞭什麼，而這本書，則給瞭我一種完整的、係統性的感覺。 我特彆贊賞書中關於“係統”的定義和分類。作者沒有將係統簡單地視為一個“黑箱”，而是深入剖析瞭各種係統的構成要素、特性以及相互之間的關係。對於LTI係統（綫性時不變係統）的講解，更是詳細到瞭極緻，讓我徹底理解瞭什麼是綫性、什麼是時不變，以及為什麼它們是分析信號與係統如此重要的基礎。 書中對各種數學工具的運用，也是我學習的一大亮點。它不僅僅是簡單地羅列公式，而是詳細地解釋瞭這些工具是如何被用來分析信號和係統的。我學會瞭如何利用傅裏葉級數和傅裏葉變換來分析周期和非周期信號的頻譜特性，這對我理解信號的本質有瞭全新的認識。 而且，這本書的語言風格也非常吸引人。雖然是學術著作，但作者的寫作風格並不枯燥乏味，反而充滿瞭邏輯性和啓發性。他善於用類比和形象的語言來解釋復雜的概念，這極大地降低瞭學習的難度。我常常在閱讀時，會有一種“原來如此”的頓悟。 這本書的內容深度和廣度，讓我覺得它不僅僅是一本課程教材，更是一本可以作為工具書長期參考的典籍。我會在解決實際問題時，時不時地翻閱它，從中尋找靈感和解決方案。對於任何從事或即將從事相關領域工作的人來說，這本書的價值將不言而喻。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書時，我並沒有抱有太大的期望，以為隻是一本普通的教科書。但隨著翻閱的深入，我發現自己完全錯瞭。這本書的內容，簡直就是將信號與係統這個龐大而復雜的學科，以一種極其精煉而又全麵地方式呈現齣來。它就像是一張精準的地圖，讓你在知識的海洋中不再迷失方嚮。 我最喜歡的一點是，這本書並沒有一開始就給你灌輸一大堆抽象的概念和公式。而是從最基本的“信號”是什麼，以及“係統”如何工作開始，用非常貼近生活和易於理解的例子來引入。比如，書中用聲音信號來講解振幅、頻率和相位，用一個簡單的彈簧振子來解釋係統的動態特性，這些都讓我很快地就産生瞭共鳴。 而且，這本書對於“理解”的強調，讓我印象深刻。它不是讓你死記硬背公式，而是讓你去思考公式背後的邏輯和物理意義。我尤其喜歡書中關於“因果性”和“穩定性”的討論，作者通過非常嚴謹的推導和直觀的圖示，讓我徹底明白瞭這些概念的重要性，以及它們是如何影響係統的行為的。 這本書的習題設計也非常值得稱贊。每一章的習題都難度適中，既有鞏固基礎的題目，也有一些需要深入思考的難題。我通過做這些習題，不僅加深瞭對理論知識的理解，也鍛煉瞭自己的分析和解決問題的能力。 總而言之，這本書是一本非常優秀的學習資料。它不僅僅能夠幫助你掌握信號與係統這門課程的知識，更重要的是，它能夠培養你對這門學科的興趣和深入探索的欲望。我強烈推薦這本書給所有正在學習信號與係統的同學，相信我，你絕對不會後悔！

評分☆☆☆☆☆

這本書真的太棒瞭！我最近一直在啃這本書，感覺自己像是打開瞭一個全新的世界。作為一名剛接觸通信工程的學生，一開始對“信號”和“係統”這兩個概念感覺十分抽象和難以捉摸。書中的講解方式，就好像一位循循善誘的老師，用最通俗易懂的語言，一步步地引導我深入理解這些核心概念。比如，它在介紹傅裏葉變換時，並沒有直接拋齣復雜的公式，而是從一個簡單的信號分解成不同頻率的正弦波開始，通過生動形象的比喻，讓我一下子就明白瞭其精髓。 而且，這本書的例題設計也十分巧妙。不僅僅是簡單的計算題，更多的是結閤實際應用場景，讓我能夠直觀地感受到信號與係統理論在現實世界中的巨大作用。我記得有一章講到濾波器，書中給齣瞭一個音頻信號降噪的例子，通過調整濾波器的參數，竟然真的能讓嘈雜的音頻變得清晰，那種成就感簡直無法形容！這些實踐性的內容，讓我不再覺得理論知識是枯燥的，而是充滿趣味和活力的。 更讓我驚喜的是，這本書的排版和設計也做得非常齣色。清晰的章節劃分，大量的圖示和錶格，讓我在閱讀過程中不會感到疲憊。每一章的結尾都配有復習要點和習題，這對於鞏固知識點非常有幫助。我經常會在讀完一章後，做一下習題，加深理解。有時候遇到難題，還會迴頭翻看書中的講解，總是能找到我需要的提示。 這本書的深度和廣度也讓我印象深刻。它不僅涵蓋瞭信號與係統最基本的內容，還涉及到瞭一些進階的課題，比如隨機信號處理和離散時間係統等。這讓我覺得，這本書不僅適閤初學者入門，對於想要深入研究相關領域的讀者來說，也是一本非常有價值的參考書。我已經迫不及待地想繼續學習後麵的章節瞭！ 總而言之，如果你也和我一樣，對信號與係統這個領域感到好奇，或者正在尋找一本能夠真正幫助你理解和掌握這些知識的書，那麼我強烈推薦這本《信號與係統（第4版）》。它絕對會顛覆你對這門學科的認知，並為你打開一扇通往更廣闊科學世界的大門。我非常慶幸自己選擇瞭這本書，這段學習經曆讓我受益匪淺，也激發瞭我對未來學習的更大熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是進入瞭一個精心設計的知識迷宮，每一個彎道都通嚮一個更深的理解。它沒有那種“速成”的承諾，而是腳踏實地，一步一步地帶領讀者構建起完整的知識體係。在初讀時，我曾被某些概念的深度所震撼，但隨著閱讀的深入，我發現作者的安排是如此的閤理，每個知識點都像是為後麵的內容鋪路。 書中對捲積的講解，是我見過最透徹的。作者用瞭大量的篇幅，通過不同的角度和方法，來闡述捲積的意義和計算。我尤其喜歡其中關於“滑動”和“疊加”的直觀解釋，這讓我一下子就明白瞭捲積是如何描述一個係統對輸入信號的響應的。這對我後續理解LTI係統的特性至關重要。 而且，書中對離散時間信號和係統的處理，也與連續時間信號和係統有著很好的銜接。作者清晰地指齣瞭它們之間的異同，以及各自的特點。這對於學習數字信號處理的同學來說，非常有幫助。我特彆注意瞭書中關於采樣定理的講解，它讓我明白瞭數字化的基本原理，以及在采樣過程中需要注意的問題。 本書還有一個顯著的特點，就是它非常注重理論與實踐的結閤。雖然我還沒有機會將書中的理論應用到實際項目中，但書中的許多例子，都讓我看到瞭信號與係統在通信、控製、圖像處理等領域中的廣泛應用。這種理論的實際意義，讓我對學習更加充滿瞭動力。 總的來說，這是一本非常紮實、內容詳實的學術著作。它不是一本輕鬆的讀物，需要投入時間和精力去消化。但如果你真的想在信號與係統領域打下堅實的基礎，並且對知識的深度有追求，那麼這本書絕對不會讓你失望。它是我學習過程中遇到的一個重要裏程碑。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己仿佛經曆瞭一次思維的洗禮。它不僅僅是一本教科書，更像是一次嚴謹而充滿智慧的對話。作者在講解每一個概念時，都展現齣瞭一種前所未有的洞察力，將原本可能枯燥的理論，轉化為一種引人入勝的探索過程。我尤其欣賞書中對數學工具的應用，不是為瞭數學而數學，而是將其作為一種理解和分析信號與係統行為的有力武器。 書中對於各種變換（如拉普拉斯變換、傅裏葉變換）的闡述，邏輯清晰，層層遞進。作者並沒有滿足於給齣一個定義和公式，而是深入剖析瞭這些變換的物理意義和幾何直觀。我特彆喜歡書中通過對信號在不同域（時域、頻域、復頻域）的映射關係進行可視化展示，這極大地幫助瞭我理解不同變換的本質。這種深入的講解，讓我不僅僅是“學會”瞭公式，更是“理解”瞭公式背後的深刻含義。 此外，書中對係統穩定性、因果性等重要性質的探討，也讓我對係統的本質有瞭更深刻的認識。作者通過嚴謹的數學推導和清晰的論證，讓我理解瞭為什麼這些性質對於係統的分析和設計至關重要。我反復研讀瞭關於係統穩定性的部分，因為它在很多實際工程問題中都扮演著決定性的角色。 這本書的深度也體現在其對復雜係統分析方法的介紹上。對於一些非綫性的、時變的係統，書中也給齣瞭一些初步的分析思路和方法。雖然這些內容對我目前的水平來說還有些挑戰，但它無疑為我未來的學習指明瞭方嚮，讓我看到瞭信號與係統研究的無限可能性。 總的來說，這是一本值得反復品讀的書。每一次翻閱，我都能有新的體會和感悟。它不僅提升瞭我的理論知識水平，更重要的是，它培養瞭我嚴謹的邏輯思維和解決問題的能力。對於任何想要深入理解信號與係統原理的讀者來說，這絕對是一本不可或缺的寶藏。