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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030269638

商品編碼：29432810921

包裝：01

開本：04

基本信息  

書名:信號與(版)

定價：68.00元

作者:馬金龍

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017/4/17

ISBN：9787030269638

字數：593000

頁碼：368

版次：2

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：

內容介紹

內容提要

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媒體評論

編輯

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目錄

版前言 
版前言 
章信號概述 
1.1信號的定義和分類 
1.2典型連續時間信號 
1.3典型離散時間信號 
1.4信號的基本運算 
1.5因果信號的算子錶示 
1.6信號的捲積運算版前言
版前言
章信號概述
1.1信號的定義和分類
1.2典型連續時間信號
1.3典型離散時間信號
1.4信號的基本運算
1.5因果信號的算子錶示
1.6信號的捲積運算
1.7信號的分解
習題一
章概述
2.1的定義
2.2的分類及性質
2.3的分析方法
2.4 LTI連續時間的輸入輸齣方程
2.5 LTI離散時間的輸入輸齣方程
2.6 LTI的模擬
2.7信號流圖
2.8梅森公式
習題二
第3章LTI的時域分析
3.1引言
3.2時域經典法求解LTI
3.3衝激平衡法求連續的響應
3.4零輸人響應的計算
3.5零狀態響應的計算
3.6時域分析法舉例
習題三
第4章連續時間信號和連續時間的頻域分析
4.1周期信號的傅裏葉級數
4.2周期信號的頻譜
4.3傅裏葉變換
4.4傅裏葉變換的性質
4.5周期信號的傅裏葉變換
4.6頻域函數
4.7周期信號對LTI的響應
4.8周期信號對LTI的響應
4.9信號的無失真傳輸
4.理想濾波器
4.11幅度調製與解調
4.12信號的抽樣與恢復
習題四
第5章連續時間的復頻域分析
5.1拉普拉斯變換
5.2拉普拉斯變換的性質
5.3拉普拉斯反變換
5.4拉普拉斯變換求解微分方程
5.5拉普拉斯變換分析電路
5.6函數
5.7的頻率響應
習題五
第6章離散時間的2域分析
6.1 z變換
6.2 z變換的性質
6.3 z反變換
6.4離散的z域分析
6.5函數
6.6離散頻率響應特性
習題六
第7章狀態變量分析法
7.1狀態變量分析法的有關概念
7.2 LTI連續時間狀態方程的建立
7.3 LTI離散時問狀態方程的建立
7.4狀態轉移矩陣
7.5 LTI連續時間狀態方程的求解
7.6 LTI離散時間狀態方程的求解
7.7狀態矢量的綫性變換
7.8的可控性和可觀性
習題七
第8章MATLAB在信號與中的應用
8.1信號的時域分析
8.2 LTl的時域分析
8.3連續信號及的頻域分析
8.4連續信號及的S域分析
8.5離散信號及離散的z域分析
8.6 LTI的狀態變量分析
習題八
習題答案
附錄
附錄A部分分式展開
附錄B常用的數學公式
附錄C勞斯判據
附錄D硃利判據
參考文獻

信號的海洋：探索現代信息科學的基石 在信息爆炸的時代，我們身處一個由無形信號編織而成的巨大網絡之中。從廣播電視的無綫傳輸，到互聯網上的海量數據交換，再到手機通信的實時互動，所有這些現代文明的奇跡，都離不開一個核心概念——信號。信號，作為信息傳遞和處理的載體，其科學理論的研究，是理解和掌握現代信息科學的關鍵。 本書，並非一本關於特定教材的介紹，而是旨在引領讀者深入探究信號與係統這一現代科學領域的核心原理與應用。我們將一同踏上一段嚴謹而引人入勝的探索之旅，揭示信號的本質，理解它們是如何産生、傳播、變換以及最終被解讀的。這是一門跨越多個學科邊界的科學，其影響滲透到通信工程、自動控製、數字信號處理、圖像識彆、語音閤成等幾乎所有與信息技術相關的領域。 信號的宇宙：多元化的錶現形式 首先，我們需要認識到信號的多樣性。信號並非隻是抽象的數學模型，它們在我們周圍以各種形式存在。 模擬信號 (Analog Signals): 這是最直觀的信號形式，它們隨時間連續變化，其幅值或相位可以取任意值。例如，人聲的聲波，溫度計隨環境變化的示數，麥剋風捕捉到的原始音頻，或者攝像機傳感器接收到的光強度變化。模擬信號擁有無限的精度，能夠精確地反映物理世界的連續變化。然而，其處理和傳輸也麵臨著噪聲乾擾、失真和難以精確復製等挑戰。 數字信號 (Digital Signals): 與模擬信號相對，數字信號是離散的，它們在時間和幅值上都被量化。這意味著數字信號隻能取一係列預設的數值，並且這些數值的變化也是跳躍式的，發生在離散的時間點上。我們日常接觸到的絕大多數信息，如計算機數據、CD/DVD中的音頻、數碼照片和視頻，都以數字信號的形式存在。數字信號的關鍵優勢在於其抗乾擾能力強、易於存儲、處理和傳輸，並且可以精確復製，這使得它成為現代信息技術的基礎。 周期信號 (Periodic Signals): 如果一個信號會重復齣現相同的模式，那麼它就是周期信號。正弦波、方波、鋸齒波等都是常見的周期信號。周期的概念在信號分析中至關重要，因為它允許我們將其分解為更簡單的基本成分，從而簡化分析和處理。 非周期信號 (Aperiodic Signals): 與周期信號相對，非周期信號在整個時間軸上都不會重復其模式。例如，一段隨機噪聲，或者一次非重復性的語音信號。分析非周期信號通常需要藉助積分運算，而非簡單的求和。 能量信號 (Energy Signals): 對於那些在整個時間段內總能量有限的信號，我們稱之為能量信號。通常，衰減的信號或持續時間有限的信號屬於能量信號。 功率信號 (Power Signals): 如果一個信號的總能量是無限的，但其平均功率是有限的，那麼它就是功率信號。例如，連續的正弦波或者一些穩態的隨機過程。 理解這些信號的分類，是後續深入學習信號處理的基礎。它們如同組成宇宙的不同元素，各自擁有獨特的屬性和行為模式。 係統：信號的transformator 信號的價值體現在它們承載的信息，而係統的作用，就是對這些信號進行處理、變換，以提取有用的信息，或者改變其形式以適應特定的需求。係統可以是物理設備，也可以是數學模型。 綫性係統 (Linear Systems): 綫性係統遵循疊加原理和齊次性原理。疊加原理意味著，對於多個輸入信號的組閤，係統的響應是各個輸入信號單獨作用時響應的組閤。齊次性原理則錶明，如果輸入信號被縮放，其輸齣信號也會相應地被縮放。綫性係統因其良好的數學性質，是信號處理中最常被研究和應用的係統類型。 時不變係統 (Time-Invariant Systems): 時不變係統意味著係統的特性不隨時間變化。換句話說，無論何時輸入一個特定的信號，係統的響應模式都是相同的。 因果係統 (Causal Systems): 因果係統要求係統的輸齣隻取決於當前和過去的輸入，而不取決於未來的輸入。在許多實際應用中，尤其是在實時係統中，因果性是一個非常重要的約束。 穩定係統 (Stable Systems): 穩定係統指的是，當輸入信號有界時，係統的輸齣信號也保持有界。一個不穩定的係統可能會産生無限大的輸齣，從而導緻係統崩潰或産生不可接受的結果。 係統分析方法: 時域分析 (Time-Domain Analysis): 在時域中，我們直接分析信號與係統在時間上的關係。對於綫性時不變係統，捲積運算是描述輸入信號與係統脈衝響應之間關係的數學工具。脈衝響應，即係統對單位衝激信號（一個在零點為無窮大，其他點為零的信號）的響應，包含瞭係統的一切信息。 頻域分析 (Frequency-Domain Analysis): 頻域分析將信號和係統從時間域轉換到頻率域進行分析。傅裏葉變換是實現這一轉換的關鍵工具。它能夠揭示信號的頻率成分，以及係統如何影響這些頻率成分。通過頻域分析，我們可以直觀地理解信號的“顔色”和係統的“濾波器”特性。例如，我們可以看到一個音頻信號中包含哪些頻率的聲波，或者一個濾波器是如何衰減高頻信號而保留低頻信號的。 復頻域分析 (Complex Frequency-Domain Analysis): 拉普拉斯變換將信號和係統從時域擴展到復頻域，為分析非周期信號和更廣泛的係統提供瞭強大的工具。它能夠統一處理瞬態響應和穩態響應，並且在分析係統的穩定性方麵具有獨特的優勢。 信號與係統的核心理論工具 要深入理解信號與係統的奧秘，掌握一係列強大的數學工具是必不可少的。 傅裏葉級數 (Fourier Series): 傅裏葉級數允許我們將任何周期信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦波的疊加。這就像將一個復雜的樂麯分解成各個單獨的音符，極大地簡化瞭對周期信號的分析。 傅裏葉變換 (Fourier Transform): 傅裏葉變換是傅裏葉級數的推廣，它可以將非周期信號也分解成連續的頻率成分。這使得我們可以分析任何信號的頻譜，理解其頻率構成。 拉普拉斯變換 (Laplace Transform): 拉普拉斯變換是一種更通用的變換，它可以將時域信號映射到復頻域。它特彆適用於分析綫性時不變係統的瞬態響應，並且與微分方程的求解密切相關。 Z變換 (Z-Transform): Z變換是離散時間信號處理的核心工具，它是拉普拉斯變換在離散時間領域的對應。它使得我們能夠方便地分析和設計離散時間係統，如數字濾波器。 信號處理的應用：改變世界的力量 信號與係統的理論，並非孤立的學術研究，而是驅動現代科技發展的強大引擎。 通信係統: 從手機通信到衛星通信，再到無綫網絡，信號的調製、解調、編碼、解碼是實現信息可靠傳輸的關鍵。傅裏葉變換和Z變換在設計高效的通信調製解調方案和信道編碼方案中發揮著至關重要的作用。 自動控製係統: 在工業自動化、機器人、航空航天等領域，控製係統通過監測和調整信號來維持係統的穩定和達到期望的狀態。係統穩定性分析是控製理論的核心，而拉普拉斯變換和Z變換提供瞭強大的分析工具。 數字信號處理 (DSP): DSP是現代信息處理的核心技術。包括音頻處理（降噪、迴聲消除、語音識彆）、圖像處理（濾波、增強、壓縮、目標識彆）、視頻處理等。數字濾波器的設計是DSP的重要組成部分，而Z變換和離散傅裏葉變換（DFT）是設計數字濾波器的基礎。 醫學成像: CT掃描、MRI、超聲波成像等醫學診斷技術，都離不開復雜的信號處理算法來重建清晰的圖像。 金融建模: 金融市場數據的分析和預測，也廣泛應用信號處理的技術來識彆趨勢、過濾噪聲。 生物信號分析: 心電圖 (ECG)、腦電圖 (EEG) 等生物信號的分析，有助於診斷疾病和研究人體生理活動。 學習的進階之路 本書所探討的信號與係統知識，構成瞭一個龐大而迷人的學科體係。初學者可以從理解信號的基本概念和時域分析入手，逐步掌握傅裏葉變換，理解其在頻域分析中的威力。隨後，通過學習拉普拉斯變換和Z變換，將分析能力擴展到更廣泛的係統和離散時間領域。 掌握這些理論，僅僅是開啓瞭通往信息科學殿堂的大門。真正的力量在於將這些理論應用於解決實際問題。通過大量的實例分析和練習，讀者將能夠： 理解不同類型信號的特性及其在現實世界中的體現。 學會分析綫性時不變係統的行為，預測其對不同信號的響應。 掌握時域、頻域和復頻域等多種分析方法，並根據問題選擇最閤適的工具。 理解各種信號處理技術的工作原理，並能初步設計簡單的信號處理係統。 為進一步深入學習通信原理、控製理論、模式識彆、人工智能等相關領域打下堅實的基礎。 信號與係統，是理解我們所處的這個信息時代不可或缺的基石。它不僅是理論知識的海洋，更是賦能創新、驅動科技進步的強大工具。希望這份對信號與係統領域探索的概覽，能夠激發您對這個精彩學科的興趣，並指引您在知識的海洋中揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度，絕對是超乎預期的，它巧妙地平衡瞭理論的嚴謹性與工程實踐的貼閤度。很多其他教材在講解基礎原理時，往往會為瞭追求形式上的完備性，而把一些關鍵的物理意義給淹沒在無窮的數學推導中，讀完後感覺像是在啃一本高等數學的習題集。然而，這本教材的處理方式則完全不同，作者仿佛是一位經驗老道的導師，他會先用極其直觀的方式勾勒齣信號在時域和頻域中“真正長什麼樣”，然後再循序漸進地引入必要的數學工具。比如在講解捲積定理時，它不僅僅給齣瞭公式，還結閤瞭實際的濾波案例，讓我瞬間明白瞭為什麼頻域的乘法對應於時域的捲積——那種“豁然開朗”的感覺，是其他任何資料都沒能帶給我的。而且，書中大量的習題設計，也體現瞭作者的匠心。它們不是那種單純的計算題，而是很多帶有啓發性的思考題，逼迫你去打破常規的思維定勢，真正去理解信號處理的底層邏輯，這對研究生階段的創新性研究至關重要。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在接觸這本書之前，我對信號處理的學習一直抱著一種“應付考試”的心態。然而，這本教材徹底改變瞭我的態度。它最大的價值，也許不在於教會你如何解一道題，而在於培養你一套科學的、係統的、深入的分析問題的思維框架。書中對概念的界定極其清晰，沒有模棱兩可的描述，這對於建立正確的知識體係至關重要。例如，它對“帶寬”和“有效帶寬”的區分，以及對“白噪聲”在不同係統中的實際意義的討論，都展現瞭極高的專業水準。每一次學習完一個章節，我都會有一種自信心油然而生——不是那種盲目的自信，而是對所學知識的紮實掌握所帶來的底氣。這本書，與其說是一本教材，不如說是一套嚴謹的認知訓練體係，它要求你不僅要“知道”，更要“理解”和“應用”，這種高標準的學習體驗，是任何其他資料都無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名科研工作者，我深知一套好的參考書對於研究方嚮選擇的重要性。這本書在深入探討經典理論的同時，對新興領域也有著前瞻性的介紹，這無疑為我們後續的學術探索指明瞭方嚮。我特彆關注瞭其中關於非平穩信號分析的那一章，內容詳實且邏輯清晰，它沒有停留在傳統的短時傅裏葉分析的局限性上，而是詳細介紹瞭小波變換以及稀疏錶示理論在現代通信和雷達信號處理中的應用前景。這些前沿內容的加入，使得這本書的生命力大大延長，它不是一本“時效性”很短的工具書，而是一部具有長期參考價值的經典著作。很多我們課題組正在攻剋的技術難題，都能在這本書的字裏行間找到理論基礎的支撐點。每一次當我陷入睏境時，重新翻閱這本書的特定章節，總能從中汲取到新的靈感，仿佛作者是一位跨越時空的智者，在默默地引導著我的研究路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格，有一種獨特的、近乎學術散文的魅力。它沒有采用那種冷冰冰、隻注重信息傳遞的教科書腔調，而是充滿瞭作者對這個學科的熱情和思考的痕跡。行文流暢自然，即便是描述非常抽象的概念，也能用非常精煉且富有邏輯性的語言將其描繪齣來，讀起來幾乎不會産生“閱讀障礙”。我甚至會不自覺地去品味某些段落的措辭，比如某處對“采樣定理”的精妙總結，那種精確到位的錶達，體現瞭作者深厚的文字功底。這使得學習過程不再是一種痛苦的記憶過程，而更像是一次與領域內頂尖專傢進行深度對話的體驗。更難能可貴的是，書中對曆史背景和關鍵人物的穿插介紹，讓冰冷的公式背後有瞭鮮活的人文色彩，理解理論的産生過程，有助於更好地把握其適用邊界，這對於培養一個全麵發展的工科人纔至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是視覺的盛宴，那種深邃的藍色調搭配著精密的電路圖紋理，一下子就把人帶入瞭一種嚴謹而又充滿探索欲的氛圍中。我記得我第一次拿起它的時候，就被那種厚重感和油墨的清香所吸引，這絕對不是那種輕飄飄的、可以隨便翻閱的讀物，它散發著一種“乾貨”的氣息。裝幀工藝也十分考究，即使是經常翻閱，書頁的邊緣也沒有齣現明顯的磨損，這對於需要長期使用的教材來說，簡直是福音。內頁的排版更是值得稱贊，字號和行距的把握恰到好處，即使是麵對那些復雜的傅裏葉變換和拉普拉斯變換的公式，眼睛也不會感到疲勞。我尤其欣賞作者在章節過渡時采用的那些留白設計，它們像一個個小小的喘息空間，讓讀者在消化完一個復雜的概念後，能有一個短暫的緩衝，準備迎接下一個挑戰。這種對細節的關注，充分體現瞭齣版社和作者對於知識傳播的敬畏之心。拿到手的瞬間，我就知道，這不是一本湊數的教材，而是一部可以伴隨我度過無數個挑燈夜讀的良伴。它不僅僅是知識的載體，更像是一件藝術品，擺在書架上都覺得有種專業人士的格調。