信號與係統學習指導及題解 陳後金 9787040249613 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳後金 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 數學工具
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 陳後金
• 學習輔導
• 題解

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040249613

商品編碼：29519357136

包裝：平裝

齣版時間：2010-11-01

基本信息

書名：信號與係統學習指導及題解

定價：29.20元

作者：陳後金

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-11-01

ISBN：9787040249613

字數：340000

頁碼：290

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書是陳後金教授主編的普通高等教育“十一五”規劃教材《信號與係統》的配套教材。
　　本書圍繞主教材的章節結構展開，每章由基本知識與重要公式、學習要求、重點和難點提示、思考題、習題解答5個相互關聯的部分組成，突齣基本理論、基本概念和基本方法。習題解答給齣瞭主教材中所有習題的詳細解答，並對重點和難點習題附加瞭分析思路。書後給齣瞭近年來北京交通大學的4套研究生入學考試試題及其解答。
　　本書可作為電子信息工程、通信工程、信息工程、自動控製工程、生物醫學工程、計算機等專業的學生學習“信號與係統”課程或報考相關專業研究生的參考書。

目錄

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作者介紹

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　　陳後金，博士，二級教授，博士生導師，教學名師，北京交通大學國傢電工電子實驗教學示範中心主任，教育部電子電氣基礎課程教學指導分委員會委員，國傢精品課程和國傢雙語教學示範課程“信號與係統”負責人，全國電路、信號與係統和電磁場教學與教材研究會副理事長。
　　主要研究方嚮為信號與圖像處理的理論及其應用等，在美國RICE大學和TEXAS大學研究信號處理多年。主講本科生“信號與係統”和“數字信號處理”等必修課程，以及研究生“高等信號處理”和“數字圖像處理”學位課程。主編齣版瞭普通高等教育“十五”規劃教材、普通高等教育“十一五”規劃教材、北京市高等教育稿品教材等8本信號處理係列教材。近年來主持20多項國傢和省部級研究項目，發錶瞭60多篇研究論文，獲得瞭10多項國傢和省部級的教學與科研成果，被評為北京市教育創新標兵、鐵道部青年科技拔尖人纔、教育部新世紀人纔、全國教師。　　

文摘

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序言

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《信號與係統》核心概念解析與典型例題精析 本書旨在為學習《信號與係統》這門經典學科的讀者提供一套係統、深入的學習指導和詳實的習題解答。我們將聚焦於課程的核心概念，通過嚴謹的推導和直觀的解釋，幫助讀者建立對信號與係統內在邏輯的深刻理解，從而剋服學習中的難點和疑點。 第一部分：信號的本質與分類 信號，作為信息傳遞的載體，其基本性質和數學描述是理解整個課程的基石。本書將從信號的定義齣發，探討其在不同領域中的錶現形式，例如連續信號與離散信號，模擬信號與數字信號。我們將詳細分析信號的幾個重要特性： 周期性與非周期性： 深入剖析周期信號的定義，如傅裏葉級數展開的必要性和意義，並區分完全周期信號與半周期信號。對於非周期信號，我們將介紹如何利用傅裏葉變換來分析其頻譜特性。 奇偶性： 講解信號的奇偶性如何簡化某些信號的處理和分析，並介紹判斷和分解信號為奇分量和偶分量的數學方法。 能量與功率： 明確定義信號的能量和功率，並推導計算公式，探討能量信號和功率信號的區分標準，以及它們在信號處理中的不同應用場景。 幅度、相位與頻率： 詳細闡述這些基本參量如何錶徵信號的動態變化和內在規律，並通過具體例子說明它們對信號波形的影響。 指數信號與復指數信號： 作為信號分析的基礎，我們將重點講解復指數信號在描述周期性、振蕩性和衰減或增長趨勢信號中的強大能力，以及其在傅裏葉級數和傅裏葉變換中的核心作用。 第二部分：係統的基本性質與描述 係統，是將輸入信號轉換為輸齣信號的變換器，其行為的數學模型是分析和設計信號處理器的關鍵。本書將係統地介紹係統的基本性質，並給齣描述係統行為的數學工具： 綫性（Linearity）： 詳細闡述綫性係統的疊加原理，即輸入信號的綫性組閤將産生相應輸齣信號的綫性組閤。我們將通過反例說明非綫性係統為何無法滿足此條件，以及綫性性質在簡化係統分析中的重要性。 時不變性（Time-Invariance）： 解釋時不變係統不受時間平移的影響，即輸入信號的任何時間延遲將導緻輸齣信號産生相同的延遲。我們將通過實例演示，區分時不變係統和時變係統，並說明時不變性對於係統模型穩定性分析的意義。 因果性（Causality）： 強調因果係統在任何時刻的輸齣隻依賴於當前及過去的輸入，而不會受到未來輸入的影響。我們將結閤實際係統，如濾波器，來說明因果性的物理含義，並探討非因果係統在理論研究中的應用。 穩定性（Stability）： 深入分析瞭係統的兩種常見穩定性概念：BIBO（有界輸入，有界輸齣）穩定性和狀態穩定性。我們將通過分析係統的衝激響應或係統函數來判斷其穩定性，並探討不穩定係統可能導緻的災難性後果。 記憶性（Memory）： 區分具有記憶性的係統（輸齣依賴於曆史輸入）和無記憶性係統（輸齣僅依賴於當前輸入），並結閤具體的係統模型進行說明。 第三部分：捲積——係統的核心運算 捲積是信號與係統理論中最為核心的概念之一，它深刻地揭示瞭綫性時不變（LTI）係統如何處理輸入信號。本書將以多種方式深入講解捲積： 連續時間LTI係統的捲積： 詳細推導連續時間捲積積分的數學公式，並從幾何上直觀地解釋捲積過程，包括信號的翻轉、滑動和積分。我們將通過一係列典型的例子，如矩形脈衝與單位衝激響應的捲積，來演示如何計算和理解捲積結果。 離散時間LTI係統的捲積： 講解離散時間捲積和的計算方法，並類比連續時間捲積，從數學和幾何上闡釋其過程。我們將通過具體案例，如FIR濾波器對輸入序列的捲積，來鞏固讀者對離散捲積的理解。 捲積定理： 介紹在頻域和傅裏葉變換域中，捲積運算的對應關係，即捲積定理，這極大地簡化瞭許多復雜係統的分析。 第四部分：傅裏葉係列與傅裏葉變換——信號的頻譜分析 傅裏葉係列和傅裏葉變換是分析信號頻率成分的強大工具，它們將時域信號轉換到頻域，揭示信號的內在周期性和非周期性結構。 傅裏葉係列（Fourier Series）： 指數形式傅裏葉係列： 詳細推導周期信號的指數形式傅裏葉係列展開，講解瞭傅裏葉係數的計算方法，以及頻譜的含義，包括離散的頻譜綫及其幅度和相位。 三角形式傅裏葉係列： 介紹三角形式傅裏葉係列，並說明其與指數形式傅裏葉係列之間的轉換關係。 傅裏葉係列的應用： 探討傅裏葉係列在分析周期信號的諧波成分、理解信號的失真等方麵的應用。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 傅裏葉變換的定義與性質： 從傅裏葉係列推廣到非周期信號，詳細推導傅裏葉變換的數學定義，並深入講解其重要的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積定理、微分性質、積分性質、帕薩瓦爾定理等。 傅裏葉變換的應用： 強調傅裏葉變換在分析非周期信號頻譜、理解係統的頻率響應、設計濾波器等方麵的關鍵作用。 典型信號的傅裏葉變換： 給齣一些常見信號（如單位衝激信號、單位階躍信號、矩形脈衝信號、指數信號、正弦信號等）的傅裏葉變換結果，並鼓勵讀者通過推導和理解來記憶。 第五部分：拉普拉斯變換——更廣泛的係統分析工具 拉普拉斯變換作為傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號和係統，特彆是具有收斂性的非周期信號，並且能夠方便地分析係統的穩定性。 單邊拉普拉斯變換： 詳細講解單邊拉普拉斯變換的定義，以及收斂域（ROC）的概念，強調ROC對於確定係統穩定性和唯一性的重要性。 拉普拉斯變換的性質： 深入分析拉普拉斯變換的各種性質，如綫性性、時移性、頻移性、微分性質、積分性質、捲積性質、初值定理和終值定理等，並說明這些性質如何簡化係統的分析。 係統函數（Transfer Function）： 定義LTI係統的係統函數，即輸齣信號拉普拉斯變換與輸入信號拉普拉斯變換之比，並闡述係統函數在描述係統特性、判斷係統穩定性、分析係統零極點等方麵的作用。 部分分式展開與逆拉普拉斯變換： 講解如何利用部分分式展開將復雜的係統函數分解為簡單的部分，並給齣逆拉普拉斯變換的方法，從而求得係統的時域響應。 第六部分：Z變換——離散時間信號與係統的分析 Z變換是處理離散時間信號與係統的有力工具，它與拉普拉斯變換在概念和應用上具有類比性。 Z變換的定義與性質： 講解離散時間Z變換的定義，以及收斂域（ROC）的概念，並深入分析Z變換的重要性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、微分性質、初值定理和終值定理等。 係統函數（Impulse Response）： 定義離散LTI係統的單位衝激響應，並闡述其與係統函數的關係，說明單位衝激響應如何完全描述一個離散LTI係統。 係統函數與係統性質： 分析離散LTI係統的係統函數如何用於判斷係統的穩定性、因果性等性質。 逆Z變換： 講解求解逆Z變換的方法，包括長除法、待定係數法和部分分式展開法。 第七部分：濾波器設計與應用 濾波器是信號處理中最常見的應用之一，本書將介紹不同類型的濾波器及其設計思想。 濾波器分類： 介紹理想濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的概念，以及它們在頻域的特性。 濾波器設計的基本原理： 探討如何根據濾波器性能指標（如截止頻率、過渡帶寬度、阻帶衰減等）來設計濾波器。 FIR濾波器與IIR濾波器： 區分有限脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器，並介紹它們的設計方法和各自的優缺點。 濾波器在實際中的應用： 結閤實際案例，如音頻信號處理、圖像處理、通信係統中的信號濾波等，展示濾波器的重要性和應用價值。 第八部分：典型例題精析與解題技巧 本書的另一大亮點在於詳實的例題解析。每一章節的理論講解之後，都將配套大量精心挑選的典型例題，覆蓋瞭該章節所介紹的全部知識點。 題型多樣： 包含概念理解題、計算分析題、係統建模題、綜閤應用題等，力求全麵反映《信號與係統》課程的考試特點。 解題步驟詳盡： 對每一道題目，我們將提供清晰、嚴謹的解題步驟，並詳細解釋每一步的推導依據和思路。 難點解析： 對於一些常見的解題難點和易錯點，我們將進行專門的分析和提示。 多種解法探討： 對於部分問題，我們還將嘗試提供不同的解題思路和方法，幫助讀者拓展解題思路。 解題技巧總結： 在例題解析中，我們將穿插總結一些實用的解題技巧和方法，幫助讀者提高解題效率和準確性。 通過對本書內容的深入學習和對例題的反復實踐，相信讀者能夠構建起堅實的信號與係統理論基礎，掌握分析和解決相關工程問題的能力，為後續的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

從一個實踐者的角度來看，這本書的價值遠超齣瞭課堂教材的範疇。我個人在使用這本書的過程中，經常參考它提供的那些關於係統實現和參數選擇的經驗性建議。很多理論書隻會告訴你“應該怎麼做”，但這本書會告訴你“在實際操作中，我們通常會怎麼選擇參數，以及不同選擇帶來的工程權衡是什麼”。這種帶有工程師智慧的講解，對於我們這些需要將理論轉化為實際産品的學習者來說，是無價之寶。例如，在討論離散時間係統的穩定性時，書中不僅給齣瞭判據，還結閤瞭有限精度運算可能帶來的實際問題，雖然篇幅不多，但點到為止，極具啓發性。此外，書中的很多例題不僅是數學計算，更像是小型的工程案例分析，讓你在解題的過程中，自然而然地培養起係統思維。我發現，當我遇到新的、從未見過的信號處理問題時，我總能迴溯到這本書中某個相似的案例結構，然後找到解決問題的切入點。這種將理論與實踐緊密結閤的能力，是任何純理論書籍都無法給予的，它培養的是一種解決問題的“直覺”和“套路”。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，剛開始接觸這本書時，我有點擔心它的“題解”部分會衝淡理論的嚴謹性，變成一本單純的“答案大全”。然而，事實證明我的擔憂是多餘的。它的“題解”部分，與其說是答案，不如說是對解題思路的深度剖析。許多題目都包含瞭不止一種解法，作者會清晰地對比不同方法的優劣，比如計算復雜度、概念清晰度等。這種對比分析，極大地提升瞭我們對解題策略的理解。更重要的是，那些“疑難解析”或者“常見錯誤分析”的欄目，簡直是為我量身定做的“避坑指南”。它點齣瞭我們在解題過程中最容易犯的思維定式和代數錯誤，這種預判性的指導比事後糾錯要有效得多。我甚至會特意去做那些標注為“挑戰性”的題目，因為我知道即便是難題，書後的解析也一定能提供高質量的指導。這本書的價值在於它塑造瞭一種嚴謹的學術態度，它告訴我們，學習一個科學領域，不僅要知道“是什麼”，更要知道“為什麼是這樣”，以及“有沒有更好的方法”。這種全方位的訓練，讓這本書成為瞭我書架上常備的參考資料，其使用頻率遠超其他任何單一用途的書籍。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書的時候，我的第一印象是它的排版和設計非常專業，一看就知道是下瞭大功夫的。很多技術書籍為瞭追求內容密度，往往犧牲瞭閱讀體驗，但這本書在這一點上做得非常齣色。圖文並茂，關鍵概念的圖示非常精美且富有信息量，那些波形圖、時域和頻域的對應關係，通過視覺化的方式呈現齣來，一下子就清晰多瞭，比乾巴巴的文字描述強太多瞭。我特彆喜歡它在深入理論講解後，緊接著插入的“思考題”或“拓展閱讀”部分。這些小插麯不是考試重點，卻極大地拓寬瞭讀者的視野，讓人知道這些基礎知識最終服務於哪些更前沿的研究或應用。比如說，它對某些特定濾波器設計思路的引入，雖然不是詳述，但為後續深入學習指明瞭方嚮。這本書的敘事邏輯非常流暢，章節之間的過渡自然而然，仿佛在閱讀一本結構嚴謹的小說，而不是枯燥的教科書。它成功地將一個公認具有一定難度的學科“馴服”瞭，讓學習過程變成瞭一種享受而非煎熬。對於那些已經在其他地方學過但感到一知半解的讀者，這本書的梳理和重構作用是極其顯著的，它能幫你把那些鬆散的知識點重新串聯起來，形成一個更有彈性的知識網絡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度拿捏得非常到位，這在同類教材中是比較少見的。它既沒有淪為一本隻有基礎概念的入門讀物，也沒有因為追求高深而變得晦澀難懂、隻適閤研究生閱讀。它成功地搭建瞭一個堅實的平颱，讓本科生能夠紮實掌握核心內容，同時也讓研究生在復習基礎或準備綜述時，能找到快速迴顧和查漏補缺的有效工具。我尤其欣賞作者在引入新概念時所采取的“漸進式”教學法。很多時候，一個復雜的概念會被拆分成幾個易於消化的子概念，先建立起最基礎的直覺模型，然後再逐步引入嚴格的數學定義。這種循序漸進的方式極大地降低瞭學習的認知負荷。比如說，對於捲積這個核心操作，作者可能先用一個類比，然後用積分形式展示，最後再過渡到離散求和的形式，每一步都留給讀者思考和消化的時間。這種教學設計體現瞭作者深厚的教學經驗，保證瞭知識的有效吸收，而不是死記硬背。每次我閤上這本書，都有一種踏實感，知道自己對這個領域的理解是建立在非常牢固的基礎之上的。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是太棒瞭，尤其是對於那些初次接觸這個領域的朋友來說，簡直是如獲至寶。我記得我剛開始看的時候，對那些復雜的數學公式和抽象的概念感到無從下手，感覺就像在迷霧中摸索。但是，這本書的講解方式非常清晰和直觀，作者似乎能預判到讀者會在哪裏産生睏惑，然後提前給齣非常巧妙的解釋。它不僅僅是把知識點羅列齣來，更像是有一位經驗豐富的老師在旁邊手把手地教你。書中的例子設計得恰到好處，既能幫助理解理論，又不會讓人覺得過於簡單而失去挑戰性。比如，在講解傅裏葉變換的時候，作者不僅僅停留在公式推導上，而是深入探討瞭它在實際信號處理中的應用背景，讓我對這個工具的價值有瞭更深刻的認識。更值得稱贊的是，配套的習題和詳盡的解答，簡直是為自學保駕護航。很多其他教材的習題答案往往隻是給齣最終結果，讓人摸不著頭腦，但這本書的解析過程是分步驟、邏輯清晰的，即便是復雜的推導也讓人能跟得上思路。讀完之後，我感覺自己對整個學科的框架有瞭更牢固的把握，不再是零散的知識點堆砌，而是一個完整的知識體係。對於想打下堅實基礎的人來說，這本書無疑是一個絕佳的起點，它帶來的信心和對學習的熱情是金錢買不到的。