信號與係統分析基礎 9787302014157 清華大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑建國 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
• 係統分析
• 通信原理
• 電子工程
• 控製理論
• 高等數學

店鋪： 晚鞦畫月圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302014157

商品編碼：29337685425

包裝：平裝

齣版時間：1994-02-01

基本信息

書名：信號與係統分析基礎

定價：20.80元

作者：薑建國

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：1994-02-01

ISBN：9787302014157

字數：503000

頁碼：333

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地介紹瞭信號通過綫性時不變係統的基本理論和分析處理方法。前八章講述確定的分析、變換域分析及濾波器。後四章介紹*信號的分析與處理，包括*信號的描述，綫性時不變係統對*信號的響應，綫性小二乘濾波，譜分析等。為便於讀者比較，前八章采用瞭連續時間信號與係統和離散時間信號與係統和離散時間信號與係統交叉敘述的體係。本書選材簡練，並注意瞭與有關專業的實際應用相結閤。
本書可作為電機工程、自動化、核物理、機械、生物醫學等專業大學本科生教材，也可供有關科技人員參考。

目錄

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章 信號與係統的基本概念
1.1 概述
1.2 信號的分類
1.3 某些典型的信號
1.4 奇異信號
1.5 連續信號的時域分解
1.6 係統的描述
1.7 係統的分類
習題
第2章 單輸入單輸齣係的時域分析
2.1 概述
2.2 連續係統的時域分析
2.3 離散係統的時域分析
2.4 係統的單位衝激響應與單位樣值響應
2.5 捲積積分
2.6 捲積和
習題
第3章 傅裏葉變換
3.1 概述
3.2 非周期信號的傅裏葉變換
3.3 傅裏葉變換的性質
3.4 捲積定理
3.5 周期信號的傅裏葉變換
3.6 抽樣信號的傅裏葉變換與抽樣定理
習題
第4章 離臘傅裏葉變換與快速傅裏葉變換
4.1 概述
4.2 離散傅裏葉變換
4.3 離散傅裏葉變換的性質
4.4 快速傅裏葉變換
4.5 離散傅裏葉變換的應用
習題
……
第5章 拉普拉斯變換和連續時間係統的s域分析
第6章 z變換及其應用
第7章 濾波器
第8章 係統分析的狀態變量法
第9章 信號的描述
0章 信號通過綫性時不變係統
1章 小均方誤差綫性濾波
2章 譜估計
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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信號與係統分析基礎：探索信息世界的通用語言 在現代科技飛速發展的浪潮中，從我們每天使用的手機、電腦，到復雜的通信係統、圖像處理技術，乃至生物醫學信號的分析，背後都離不開一個核心的學科——信號與係統。正如語言是人類交流思想的橋梁，信號與係統則是理解和處理信息世界的通用語言。它為我們提供瞭一套嚴謹的數學工具和分析方法，使我們能夠深入理解各種自然現象和工程問題的本質，並在此基礎上進行設計、優化和創新。 本書《信號與係統分析基礎》（ISBN：9787302014157，由清華大學齣版社齣版）旨在為讀者構建一個紮實的信號與係統理論框架。它不僅是一本教材，更是一扇開啓通往更廣闊科技領域大門的鑰匙，幫助讀者掌握分析和處理各種信號及其背後係統特性的基礎能力。 為什麼學習信號與係統？ 在深入探討本書內容之前，理解信號與係統學科的重要性至關重要。 普遍性： 信號無處不在。從聲波、光波、電磁波，到心電圖、經濟數據、股票價格，甚至是大腦的神經活動，都可以被看作是需要分析和解釋的信號。係統則是這些信號産生、傳輸、處理和響應的機製。無論是通信鏈路、音頻濾波器，還是控製係統，它們都是典型的信號處理係統。 基礎性： 信號與係統是許多工程學科和科學領域的核心基礎。學習它，就如同學習一門新的“語言”，掌握瞭這門語言，纔能更好地理解和駕馭如通信工程、控製工程、電子工程、計算機科學（尤其是數字信號處理和機器學習）、生物醫學工程、甚至部分物理學和經濟學等領域的高級內容。 工程應用： 現代社會高度依賴於對信號的處理和利用。高清電視的圖像傳輸、高效的無綫通信、智能化的自動駕駛係統、精準的醫學診斷，無一不建立在精密的信號分析和係統設計之上。掌握信號與係統的知識，意味著掌握瞭解決現實世界工程問題的關鍵工具。 理論深度與實踐廣度： 信號與係統理論本身是一門嚴謹的數學學科，它融閤瞭微積分、綫性代數、復變函數等數學知識。然而，它又與極其廣泛的工程實踐緊密相連，能夠將抽象的數學概念轉化為解決具體問題的有效方法。 本書核心內容概覽 本書《信號與係統分析基礎》以循序漸進的方式，清晰地闡述瞭信號與係統分析的核心概念和方法。其內容設計力求全麵而深入，覆蓋瞭該領域的基礎知識，並為讀者後續深入學習打下堅實基礎。 第一部分：信號的描述與分類 本書的開篇，將帶領讀者認識和理解“信號”的本質。 信號的定義與錶示： 深入探討信號作為信息載體的概念，以及如何使用數學函數（如時間域、頻率域）來錶示和描述各種信號。這包括瞭連續時間信號和離散時間信號的區分，以及它們各自的特點和錶示方式。 信號的分類： 讀者將學習如何根據不同的屬性對信號進行分類，例如： 能量信號與功率信號： 理解信號的能量和功率概念，以及如何判斷一個信號是能量信號還是功率信號，這對於後續的係統分析和信號處理至關重要。 周期信號與非周期信號： 掌握周期信號的基本性質，以及如何識彆和處理非周期信號。 奇信號與偶信號： 瞭解信號的對稱性及其在分析中的意義。 指數信號、正弦信號、復指數信號： 這些是信號分析中最基本也是最重要的信號類型，它們構成瞭許多復雜信號的基石，並且在傅裏葉分析等核心內容中扮演著關鍵角色。 基本信號單元： 介紹一些具有特殊重要性的基本信號，如單位衝激信號（Dirac delta function）和單位階躍信號（Heaviside step function）。這些信號雖然在物理上可能並不直接存在，但在數學上卻是分析和描述其他信號及係統的強大工具，特彆是在捲積運算中。 信號運算： 學習對信號進行各種基本運算，如加、減、乘、求反、時移、尺度變換、翻轉等。這些運算是理解信號變換以及係統響應的基礎。 第二部分：係統的特性與描述 在理解瞭信號之後，本書將重點轉嚮“係統”——處理信號的實體。 係統的定義與模型： 探討什麼是係統，以及如何將現實世界中的各種現象抽象成係統模型。這包括輸入-輸齣關係、係統方程等描述方式。 係統的基本性質： 深入分析描述係統行為的關鍵性質，這對於理解係統的功能和設計至關重要： 綫性（Linearity）： 這是信號與係統中最基本的性質之一。綫性係統滿足疊加原理，即多個輸入的總響應等於各個輸入單獨作用下的響應之和。 時不變性（Time-invariance）： 時不變係統意味著係統的特性不隨時間而改變。即輸入信號延遲多少，輸齣信號也相應延遲多少。 因果性（Causality）： 因果係統意味著係統的輸齣隻取決於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入。這在實際的物理係統和實時處理中是普遍存在的。 穩定性（Stability）： 穩定係統是指當輸入有界時，輸齣也保持有界。不穩定的係統可能會産生無限大的輸齣，導緻係統崩潰。 記憶性（Memory）/ 無記憶性（Memoryless）： 判斷係統當前輸齣是否隻與當前輸入有關。 可逆性（Reversibility）： 判斷係統是否能夠通過某種操作恢復原始輸入。 係統錶示： 學習不同的方法來描述和分析係統。 微分方程/差分方程： 對於連續時間係統，通常用微分方程來描述；對於離散時間係統，則用差分方程。這些方程是描述係統動態行為的核心。 框圖錶示： 使用框圖來直觀地錶示係統的組成和連接關係，這在理解復雜係統結構時非常有用。 傳遞函數（Transfer Function）： 在拉普拉斯變換或Z變換的框架下，傳遞函數是描述綫性時不變（LTI）係統輸入-輸齣關係的另一種強大工具，它在頻率域揭示瞭係統的特性。 第三部分：核心分析工具——捲積與時域分析 捲積是信號與係統領域中最核心、最基礎的概念之一，本書將對其進行深入的講解。 捲積的定義與計算： 詳細介紹連續時間信號的捲積（）和離散時間信號的捲積（）的數學定義，以及如何通過積分（連續）或求和（離散）進行計算。 捲積的性質： 講解捲積運算的各種性質，如交換律、結閤律、分配律等，理解這些性質有助於簡化計算和深入理解係統的行為。 LTI係統的時域響應： 重點闡述綫性時不變（LTI）係統與輸入信號的捲積運算如何決定係統的輸齣。即，係統的輸齣是輸入信號與係統衝激響應的捲積。 衝激響應（Impulse Response）： 深入分析衝激響應在描述LTI係統中的關鍵作用。它是LTI係統的“指紋”，完全錶徵瞭該係統。理解衝激響應，就相當於理解瞭這個係統如何“響應”任何輸入的信號。 第四部分：頻域分析——傅裏葉級數與傅裏葉變換 時域分析雖然基礎，但對於理解信號的頻率成分以及係統對不同頻率信號的處理方式，頻域分析顯得尤為重要。 傅裏葉級數（Fourier Series）： 周期信號的分解： 講解如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦（或復指數）信號的疊加，即得到信號的頻譜。 三角形式與復指數形式： 介紹傅裏葉級數的兩種常用形式，並探討它們之間的轉換關係。 收斂性與吉布斯現象： 討論傅裏葉級數的收斂性問題，以及在信號存在不連續點時可能齣現的吉布斯現象。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 非周期信號的頻譜分析： 將傅裏葉級數的概念推廣到非周期信號，通過傅裏葉變換得到非周期信號的頻譜。 傅裏葉變換的性質： 學習傅裏葉變換的各種重要性質，如綫性性、時移性、尺度變換性、共軛對稱性、捲積性質等，這些性質極大地簡化瞭信號和係統的頻域分析。 傅裏葉變換與捲積定理： 強調傅裏葉變換在頻域將捲積運算轉化為乘積運算的強大能力，這是分析LTI係統頻率響應的關鍵。 帕塞瓦爾定理（Parseval's Theorem）： 理解該定理如何連接信號的能量（或功率）和其頻譜，從而在頻域上計算信號的能量。 第五部分：拉普拉斯變換與Z變換——更強大的分析工具 雖然傅裏葉變換在頻域分析中錶現齣色，但它主要適用於收斂的信號。為瞭處理更廣泛的信號和係統，拉普拉斯變換（連續時間）和Z變換（離散時間）應運而生。 拉普拉斯變換（Laplace Transform）： 定義與收斂域（ROC）： 介紹拉普拉斯變換的定義，並重點講解收斂域（ROC）的概念，它決定瞭變換的存在性以及與係統穩定性的關係。 性質與應用： 學習拉普拉斯變換的各種性質，包括綫性性、時移性、微分性質、積分性質、捲積性質等。 傳遞函數與係統分析： 闡述拉普拉斯變換如何用於求解綫性常係數微分方程，以及如何通過傳遞函數（s域的錶達式）來分析LTI係統的穩定性、頻率響應等。 逆拉普拉斯變換： 學習如何從拉普拉斯變換求得原始時域信號。 Z變換（Z-Transform）： 離散時間信號的分析： 介紹Z變換作為離散時間信號的拉普拉斯變換的對應物。 定義與收斂域： 講解Z變換的定義和收斂域（ROC）。 性質與應用： 學習Z變換的性質，包括綫性性、時移性、乘法性質、捲積性質等。 傳遞函數與離散係統分析： 闡述Z變換如何用於求解綫性常係數差分方程，以及如何通過傳遞函數（z域的錶達式）來分析離散LTI係統的特性。 逆Z變換： 學習如何從Z變換求得原始離散時域信號。 第六部分：濾波器設計與應用 本書的最後一大部分將把前麵學到的理論知識應用於實際的濾波器設計。 濾波器的基本概念： 解釋濾波器的作用，即選擇性地允許或阻止特定頻率範圍的信號通過。 濾波器分類： 介紹不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等。 濾波器設計基礎： 結閤傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換的知識，初步探討如何設計具有特定頻率響應的濾波器。 應用舉例： 通過一些典型的實際應用案例，例如音頻信號的降噪、通信係統中的信號提取等，展示信號與係統分析在解決實際工程問題中的強大能力。 學習方法與建議 要真正掌握《信號與係統分析基礎》中的知識，建議采取以下學習方法： 理解概念： 深入理解每個概念的物理意義和數學內涵，不要死記硬背公式。 動手計算： 大量練習書中的例題和習題，熟練掌握各種分析工具的使用。 聯係實際： 思考所學知識在現實世界中的應用，這將極大地激發學習興趣和加深理解。 循序漸進： 信號與係統知識層層遞進，務必在掌握前一章節內容後再進入下一章節。 善用工具： 瞭解並適當使用MATLAB等仿真工具，將理論與實踐相結閤，能夠更直觀地驗證分析結果。 結語 《信號與係統分析基礎》以其係統性的結構、清晰的講解和嚴謹的論述，為讀者提供瞭一條通往信號與係統分析世界的清晰路徑。通過學習本書，讀者將不僅能夠理解和描述各種信號的特性，更重要的是能夠掌握分析和設計處理這些信號的係統的基本方法。這門學科是現代工程技術和科學研究的基石，掌握它，將為你在未來的學習和職業生涯中打開更廣闊的可能性。本書誠邀您一同踏上這段探索信息世界奧秘的旅程。

評分☆☆☆☆☆

最近總算把這本《信號與係統分析基礎》啃完瞭，感覺腦子裏豁然開朗。說實話，一開始拿到書的時候，還是有點打怵的，畢竟大學裏這門課對很多人來說都算是“勸退”科目，各種積分、拉普拉斯變換、傅裏葉分析，光是看目錄就讓人頭疼。但這本書真的做到瞭“基礎”二字，它不是那種高高在上、隻講理論的教材，而是像一位循循善誘的老師，一步一步地引導你進入信號與係統的世界。 最讓我印象深刻的是，作者在講解概念的時候，總是會結閤非常貼近生活的例子。比如，講到信號的周期性，不僅僅是數學上的定義，還會用我們日常生活中聽到的音樂、看到的視頻幀率來類比，一下子就讓抽象的概念變得鮮活起來。還有，在講解傅裏葉變換的時候，雖然數學推導確實是少不瞭的，但是書中用瞭大量的圖示和類比，比如把一個復雜的信號分解成一係列簡單的正弦波，就像把一道復雜的菜肴拆解成各種基礎的調料一樣，讓人更容易理解其內在的原理。我特彆喜歡它在每一個章節的最後都會有“思考題”和“習題”，而且題目難度分布得很閤理，從基礎的理解題到稍微有點挑戰的應用題都有，做完這些題目，我感覺自己對知識的掌握程度立刻提升瞭好幾個檔次。而且，這本書的排版也很舒服，字體大小適中，公式的格式清晰明瞭，閱讀起來不會感到疲勞。

評分☆☆☆☆☆

我最近在進行一項與時序數據分析相關的研究，對信號與係統的理論基礎知識的需求日益增長。偶然間接觸到這本《信號與係統分析基礎》，它以一種非常係統和全麵的方式，為我構建瞭紮實的理論框架。書中對於各種信號的數學描述，無論是連續時間信號還是離散時間信號，都進行瞭詳盡的講解，包括周期信號、非周期信號、能量信號和功率信號等。 令我印象深刻的是，作者在講解係統特性時，對因果性、穩定性、綫性以及時不變性等概念的闡釋非常清晰。尤其是對於綫性時不變（LTI）係統的分析，書中通過捲積積分和差分方程兩種方式，詳細闡述瞭係統的響應特性，這對於理解係統如何對輸入信號進行處理至關重要。此外，書中對頻率域分析的著重討論，即傅裏葉級數和傅裏葉變換，讓我能夠從另一個角度理解信號的構成以及係統在不同頻率下的行為。這些概念和工具在我的研究中，能夠幫助我更好地理解數據的內在規律，並為算法的設計提供理論依據。雖然某些部分需要反復研讀，但其嚴謹的邏輯和豐富的實例，無疑大大提升瞭我對信號與係統這門學科的理解深度。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對信號與係統這門課一直有些敬而遠之，感覺理論太抽象，公式又密密麻麻，很難下手。直到我開始接觸這本《信號與係統分析基礎》，纔發現原來它也可以如此有趣且易於理解。這本書最大的亮點在於它的“循序漸進”，它不像有些教材那樣上來就拋齣一大堆復雜的概念和公式，而是從最基礎的信號類型和係統定義講起，逐步深入。 我特彆喜歡它在解釋捲積運算時采用的比喻，就像把兩個信號“交織”在一起，産生新的輸齣，這個形象的比喻讓我一下子就抓住瞭核心。還有，書中對各種變換的講解，比如拉普拉斯變換和Z變換，都給齣瞭非常清晰的推導過程，而且還配有大量的圖示，讓你能夠直觀地看到變換後的結果是什麼樣的，以及它解決瞭什麼問題。我印象最深的是，書中關於係統穩定性分析的部分，不僅有嚴謹的數學證明，還穿插瞭實際的例子，說明不穩定係統可能導緻的後果，比如振蕩甚至崩潰，這讓我對理論知識的理解更加深刻，也更加認識到其重要性。這本書的語言風格也比較親切，不像有些學術著作那樣生硬，讀起來感覺更像是和一位經驗豐富的老師在交流。

評分☆☆☆☆☆

我最近在為一個項目尋找可靠的信號處理算法，偶然翻閱到瞭這本《信號與係統分析基礎》，沒想到竟有如此收獲。這本書並非僅僅是學術理論的堆砌，而是更側重於實際應用和理解。書中深入淺齣地講解瞭各種信號的分類、特性以及它們在不同係統中的行為模式。我尤其欣賞它對於綫性時不變係統（LTI）的詳盡闡述，從捲積積分到係統的頻率響應，都提供瞭清晰的數學推導和直觀的解釋。 讓我覺得特彆受用的是，書中提供瞭大量關於傅裏葉級數、傅裏葉變換以及拉普拉斯變換的實例。這些工具在現代通信、控製、圖像處理等領域都是不可或缺的。作者並沒有止步於理論公式，而是花費瞭大量篇幅解釋這些變換的物理意義，以及它們如何幫助我們分析和設計更復雜的係統。比如，通過傅裏葉變換，我們可以清晰地看到信號的頻譜分布，從而判斷是否存在噪聲或乾擾，這對於我的項目來說至關重要。而且，書中對離散時間信號的處理也進行瞭充分的討論，這對於我們處理數字信號非常實用。盡管我對其中的一些高級概念還在消化中，但我已經能夠感受到這本書為我打開瞭一扇新的大門，讓我對信號處理有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初涉通信工程領域的學生，對信號與係統這門課程的學習一直是一個挑戰。幸運的是，我找到瞭這本《信號與係統分析基礎》，它為我提供瞭一個非常係統且易於理解的學習路徑。這本書並沒有迴避信號與係統中的核心概念，比如傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等，但它巧妙地通過大量的圖例和生活化的比喻，將這些抽象的數學工具變得生動起來。 我特彆喜歡書中對“捲積”的解釋，它不僅給齣瞭數學公式，還用“信號的軌跡”來形容，幫助我理解係統如何“掃描”並“融閤”輸入信號。此外，書中對各種濾波器的工作原理的講解也十分到位，從低通濾波器到帶通濾波器，都配有清晰的頻率響應圖，讓我能夠直觀地看到不同濾波器如何“挑選”信號的特定頻率成分。這對於理解通信係統中信號的傳輸和處理過程非常有幫助。這本書的邏輯性非常強，章節之間的銜接也很自然，讓我能夠一步一步地構建起對信號與係統整體的認知。我發現，通過學習這本書，我不再僅僅是記憶公式，而是真正理解瞭它們背後的意義和應用場景。