信号与系统复习及习题 9787030221292 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张维玺著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030221292

商品编码：29656611280

包装：平装

出版时间：2008-09-01

图书基本信息
图书名称	信号与系统复习及习题	作者	张维玺著
定价	26.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030221292	出版日期	2008-09-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书是在《信号与系统》（张维玺编著）一书基础上编写的课外教材。全书共13章。章是绪论，介绍了信号与系统的一般概念和特性；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论，将传统的卷积积分、傅里叶变换、拉普拉斯变换统一归结为实现信号分解的数学工具；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。 本书可作为电气信息、通信、自动控制、信息工程、电子工程等专业的教材，也可供有关专业师生和工程技术人员使用，也可作为广大自学者学习“信号与系统”课程的辅导材料。

作者简介

目录

前言 章 绪论 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第二章 信号的正交分解 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第三章 周期信号的分解 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第四章 信号的时间域分解 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第五章 信号的频率域分解 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第六章 信号的复频率域分解 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第七章 连续时间系统的时间域分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第八章 连续时间系统的频率域分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第九章 连续时间系统的复频率域分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第十章 连续时间系统的状态空间分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第十一章 离散时间信号 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第十二章 离散时间系统的时间域分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题 第十三章 离散时间系统的z域分析 　一、主要内容及基本概念 　二、思考与练习习题

编辑推荐

全书共十三章。**章是绪论；第二至六章集中讨论了连续时间信号的分解理论；第七至十章给出了连续时间系统传统的和近代的分析方法，其中第七至九章内容是与第三至六章内容相对应的。第十一至十三章讨论了离散时间信号的分析理论和离散时间系统的分析方法。其结构、体系与《信号与系统》一书基本一致。 本书选编习题的来源主要是历年教学中积累的习题、思考题和试题，以及近年来招考研究生的试题。其中既有概念题，又有证明题和运算题，也有实际应用题，力求体现“信号与系统”课程的主要内容和基本要求。在每章的开始都归纳了本章的重点，列出了本章的主要公式。每章习题给出详细的解题步骤，对结果进行必要的分析，力图阐明本章的重点和基本分析方法，并澄清某些易于出现的错误概念。为了培养学生综合解决问题的能力，还选编了部分难度较大、灵活性较强的综合习题。

文摘

序言

深入理解通信与控制的基石：信号、系统及其分析方法 本书旨在为读者提供一套系统、严谨的学习路径，帮助其深入理解现代工程技术领域中至关重要的“信号”与“系统”概念，并掌握分析它们的强大工具。 在当今瞬息万变的科技世界中，无论是通信网络的搭建、音频视频信号的处理，还是复杂控制系统的设计，亦或是生物医学信号的解读，都离不开对“信号”和“系统”的深刻认知。信号，作为信息的载体，以各种形式存在于我们周围，无论是电磁波、声波、光波，还是抽象的数据流。而系统，则是处理、转换或响应这些信号的实体或过程。理解它们之间的互动关系，是解决工程实际问题、进行科技创新的不二法门。 本书并非简单地罗列定义和公式，而是力求构建一个完整的知识体系，从最基础的信号特性入手，逐步深入到系统模型、系统分析、系统响应的各个层面。我们关注的不仅仅是“是什么”，更是“为什么”以及“如何”的应用。通过详实的概念阐述、直观的图示演示以及严谨的数学推导，读者将能逐渐建立起对信号与系统之间内在联系的清晰认识。 第一部分：信号的本质与分类 在正式探讨系统之前，我们首先需要对构成世界的信息元素——信号——有一个全面的了解。本书将从信号的基本数学表示出发，介绍不同类型的信号，包括： 连续时间信号与离散时间信号： 深入分析它们在时间域上的差异，理解何时使用哪种模型更为恰当。我们会通过实例说明，例如模拟音频信号是连续时间信号，而数字化后的音频采样则是离散时间信号。 周期信号与非周期信号： 探讨信号的周期性及其数学描述，例如正弦信号作为经典的周期信号，以及其在傅里叶级数展开中的关键作用。 能量信号与功率信号： 区分这两种信号类型的能量和功率特性，理解它们在信号分析中的意义，例如通信系统中传输的信号往往是能量信号，而持续工作的无线电信号则可能被视为功率信号。 偶信号与奇信号： 介绍信号的对称性，以及这种对称性如何简化信号的分析，尤其是在傅里叶变换等工具的应用中。 奇异信号（单位冲激信号、单位阶跃信号）： 重点讲解这些看似“特殊”但却极其重要的信号，理解它们在系统分析和模型建立中的基石地位。我们将详细阐述狄拉克冲激函数（Dirac Delta function）的定义、性质及其在表示短暂但能量集中的信号方面的作用，并深入讨论单位阶跃函数（Unit Step function）如何描述信号的开启或关闭。 第二部分：系统的模型与特性 在掌握了信号的基本概念后，我们将视角转向处理这些信号的“系统”。本书将引导读者理解如何对各种工程系统进行抽象和建模，并介绍描述系统行为的关键特性： 系统的定义与组成： 从宏观上界定什么是系统，以及系统通常由哪些基本元素构成。 系统的基本特性： 线性（Linearity）： 深入理解线性系统的叠加性（加法性）和齐次性（比例性），这是许多信号处理和控制理论的基础。我们会用数学表达式和图示来直观展示何为线性系统，并辨析非线性系统。 时不变性（Time Invariance）： 探讨当输入信号在时间上发生平移时，输出信号是否也发生相应的平移，以此来判断系统的时不变性。例如，一个固定增益的放大器是时不变的，而一个增益随时间变化的放大器则不是。 因果性（Causality）： 解释因果系统只能依赖于“现在”和“过去”的输入，而不能依赖于“未来”的输入。这在实时信号处理和控制系统中至关重要。 稳定性（Stability）： 讨论当输入信号有界时，系统的输出是否也保持有界。我们将介绍不同类型的稳定性，以及它们对系统可靠性的影响。 离散时间系统与连续时间系统： 区分这两种系统在建模和分析上的异同，例如在离散时间系统中，我们常用差分方程描述其行为，而在连续时间系统中，则常用微分方程。 系统的描述方法： 介绍用差分方程（对于离散时间系统）和微分方程（对于连续时间系统）来刻画系统的动态行为，理解方程中的系数如何反映系统的物理特性。 第三部分：信号与系统的分析工具 要深入理解信号与系统的互动，掌握有效的分析工具是必不可少的。本书将系统性地介绍和应用一系列强大的数学工具： 卷积（Convolution）： 作为理解线性时不变（LTI）系统输出与输入之间关系的“核心”运算，我们将详细推导卷积的定义、性质，并演示其在求解系统输出中的具体应用。对于连续时间系统，将介绍连续卷积积分；对于离散时间系统，将介绍离散卷积求和。我们会通过图解和算例，帮助读者直观理解卷积的含义，例如脉冲响应与输入信号的卷积就得到了系统的输出信号。 傅里叶级数（Fourier Series）： 探讨如何将任意周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦信号的叠加。我们将详细介绍傅里叶级数的定义、收敛性，以及如何计算傅里叶级数系数，并分析周期信号的频谱特性。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 将傅里叶级数推广到非周期信号，介绍傅里叶变换如何将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分。我们将详细讲解傅里叶变换的定义、性质（如线性、时移、频移、卷积性质等），并重点关注傅里叶变换在信号分析、滤波、通信调制等领域的广泛应用。 拉普拉斯变换（Laplace Transform）： 引入复频率的概念，将傅里叶变换推广到一个更广阔的范围，特别适用于分析和处理非稳态或不稳定的系统。我们将详细介绍单边拉普拉斯变换和双边拉普拉斯变换，推导其基本性质，并阐述拉普拉斯变换在求解微分方程、分析系统零极点、判断系统稳定性方面的强大能力。 Z变换（Z-Transform）： 专为离散时间系统设计的强大工具，与拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用相类似。我们将介绍Z变换的定义、性质，以及它在分析离散时间系统、设计数字滤波器等方面的关键作用。 第四部分：线性时不变（LTI）系统的分析与响应 线性时不变系统因其良好的数学性质和广泛的工程应用，成为信号与系统理论的重点研究对象。本书将深入探讨： 系统的冲激响应（Impulse Response）： 强调冲激响应作为LTI系统“指纹”的重要性，理解它如何完全表征一个LTI系统的行为。我们将详细阐述如何通过卷积运算，利用系统的冲激响应和任意输入信号来计算系统的输出。 系统的阶跃响应（Step Response）： 分析系统对单位阶跃信号的响应，理解其在系统启动过程中的动态行为，以及如何从阶跃响应中推断系统的部分特性，如上升时间、超调量、稳态值等。 系统的频率响应（Frequency Response）： 深入理解LTI系统如何对不同频率的输入信号进行放大或衰减，以及引入相位延迟。我们将通过分析系统的幅频特性和相频特性，来理解系统在不同频率下的行为，这对于设计滤波器、分析通信系统的性能至关重要。 系统的系统函数（System Function）或传递函数（Transfer Function）： 介绍在拉普拉斯域（或Z域）中，系统函数如何表示输入与输出信号之间的关系，以及系统函数的零极点如何决定系统的动态行为和稳定性。 第五部分：信号与系统在工程领域的应用 理论的学习最终是为了解决实际问题。本书将穿插大量贴近实际的工程案例，展示信号与系统理论在以下领域的应用： 通信系统： 从模拟通信到数字通信，信号的调制、解调、编码、解码，以及信道传输等都离不开信号与系统的分析。 控制系统： 自动控制原理，如反馈控制、稳定性分析、最优控制等，核心就是对系统动态行为的精确建模和分析。 信号处理： 音频、图像、视频信号的滤波、增强、压缩，以及模式识别等，都依赖于对信号特性的深入理解和有效的处理方法。 生物医学工程： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的采集、分析和诊断，同样需要信号与系统的理论支持。 学习方法与建议 本书强调理论与实践相结合。我们鼓励读者在理解基本概念的同时，积极动手进行数学推导和例题计算。书中提供的习题涵盖了从概念理解到复杂问题求解的各个层面，旨在巩固所学知识，提高分析解决问题的能力。我们建议读者在学习过程中，结合相关的工程背景知识，思考理论是如何应用于实际的。 本书的目标读者 本书适合于电子工程、通信工程、自动化、计算机科学、控制工程、应用物理等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关领域研发的工程师和科研人员。对于有志于深入理解现代科技背后基本原理的学习者，本书也将提供一条清晰的学习路径。 通过系统地学习本书内容，读者将不仅能够熟练掌握分析信号与系统的各种数学工具，更重要的是能够培养出一种严谨的工程思维，为解决更复杂、更具挑战性的工程问题打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种半路出家，想重新拾起信号与系统知识的“老学究”量身定做的。我之前学这门课的时候，可能因为种种原因，基础打得不够扎实，很多概念总是模模糊糊的，特别是傅里叶变换和拉普拉斯变换那块儿，每次看书都感觉像在啃一块硬骨头。拿到这本书后，我惊喜地发现，它的讲解方式非常注重直观性和物理意义的阐述，而不是一味地堆砌复杂的数学公式。作者似乎深知初学者的困扰，总能在关键的转折点上用非常形象的比喻来解释抽象的概念，比如将系统响应比作“回声”，将卷积比作“记忆的叠加”。这种深入浅出的叙述风格，极大地降低了我对这门学科的畏惧感。光是前几章对LTI系统的基本性质的梳理，就让我对“线性”、“时不变”这两个看似简单的词汇有了全新的认识。而且，书中的例题设计得非常巧妙，它们不是那种孤立的、纯粹计算的题目，而是往往与实际的信号处理场景挂钩，这让我学习的动力更足了，感觉自己真的在掌握一项实用的技术，而不是在做无意义的数学练习。这本书的价值，首先在于它重塑了我对这门核心课程的认知基础。

评分☆☆☆☆☆

对于已经有一定基础，希望查漏补缺或者准备考研的同学来说，这本书的价值同样不可小觑。它不像某些“速成秘籍”那样只提供解题思路，而是提供了一个全面、深入的知识回顾框架。我个人最喜欢的部分是它对不同分析工具之间的等价性和适用范围的深入探讨。例如，在讨论连续时间系统时，它会非常清晰地指出何时使用拉普拉斯变换，何时使用傅里叶变换，以及它们在处理非有界信号时的细微差别。这种对边界条件的关注，正是高阶学习和实际工程应用中至关重要的。此外，书中对一些经典信号（如阶跃信号、冲激信号）的性质及其在不同变换域中的表现，进行了非常细致的梳理和表格总结。这些总结性的内容，是我复习时最宝贵的“备忘录”。它们帮助我快速地在庞杂的知识点中建立起高效的索引系统，极大地提高了我的信息检索速度，让我能更快地进入到解决具体问题的状态中去。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量也绝对对得起它在专业领域内的地位。纸张的选择很厚实，油墨的清晰度极高，即便是那些复杂的波形图、频谱图，线条也锐利得让人赏心悦目。我这种需要长时间盯着公式和图形看的人，对这一点深有体会——清晰的图表能极大地减少阅读疲劳，提高学习效率。更值得称赞的是，书中的插图设计得极其用心。它不只是简单地描绘数学过程，很多时候会配上辅助性的图形来可视化信号在不同系统中的演变过程。比如，在讲解卷积和乘积的对偶性时，书中配的图形对比非常直观，一下子就把原本抽象的对偶关系给“画”出来了，对于习惯于视觉学习的读者来说，这简直是福音。这本书给我的感觉是，编者在每一个细节上都倾注了极大的热情和专业素养，他们不是在应付出版任务，而是在认真地对待如何更好地将知识传递给下一代工程师。这种对细节的尊重，使得每一次翻阅都成为一种享受。

评分☆☆☆☆☆

老实说，初次接触这套书时，我有点担心它会过于偏向理论推导而显得枯燥，毕竟“信号与系统”在很多人的印象中就是“数学的奴隶”。然而，这本书成功地打破了这种刻板印象。它不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的导师在身边耐心指导。作者在每章的开始都会用简短的文字点明本章在整个信号处理领域中的地位和它将解决的核心问题，这使得学习目标非常明确。更重要的是，它没有回避复杂的数学推导，而是将这些推导过程结构化，将核心步骤突出显示，同时在推导的间隙穿插解释其背后的物理意义。这种“数学支撑+工程直觉”的平衡处理方式，让我清晰地认识到，数学工具是为人服务的，而不是反过来。这本书让我体会到，信号与系统这门学科的魅力恰恰在于它能够用精确的数学语言来描述现实世界中纷繁复杂的动态现象，而这本书就是打开这扇大门的完美钥匙，引导我们真正理解信息是如何被编码、传输和解码的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我手里有好几本市面上常见的信号与系统教材，坦白说，很多书要么内容过于精简，只给出了定理和公式，缺乏必要的推导和背景介绍；要么就是过于详尽，把每一条性质都掰开了揉碎了讲，导致重点不突出，读起来非常拖沓。这本书恰好找到了一个完美的平衡点。它的结构组织逻辑性极强，从时域分析到频域分析，再到Z变换和系统稳定性，每一步都衔接得非常自然，像是沿着一条清晰的思维路径在引导读者前进。我特别欣赏它对习题部分的编排。它不是简单地把计算题堆在一起，而是根据知识点和难度梯度进行了精细的划分。基础巩固题保证了基本运算的熟练度，而那些挑战性稍强的综合题，则常常需要将不同章节的知识点糅合起来进行分析，这非常考验对整体知识体系的掌握程度。我发现，当我尝试解答那些难题时，我不再是机械地套用公式，而是开始主动思考“为什么”要使用这个变换，以及这个变换在物理上代表了什么意义。这种从“知道怎么做”到“理解为什么这么做”的跨越，才是真正掌握一门学科的关键，而这本书无疑是优秀的催化剂。