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陈后金 著

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• 控制系统
• 通信原理
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出版社： 北京交通大学出版社

ISBN：9787810825337

商品编码：29692448480

包装：平装

出版时间：2005-08-01

基本信息

书名:信号与系统(第2版)

定价：34.00元

售价：23.1元,便宜10.9元,折扣67

作者:陈后金

出版社：北京交通大学出版社

出版日期：2005-08-01

ISBN：9787810825337

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书主要阐述确定的时域分析和频域分析，线性时不变系统的描述与特性，以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析。简要介绍了信号与系统的基本理论和方法在通信系统和生物医学系统中的应用。本书根据信息科学与技术发展趋势，结合近年来教学改革的成果，按照连续和离散并行、先时域后变换域的结构体系，对课程的内容做了较大幅度的更新。内容取材上突出基本理论、基本概念和基本方法，淡化计算技巧，引入MATLAB作为信号与系统分析的工具。注重实例分析，增编了工程性和综合设计性的例题和习题。
本书于2002年被列为“北京市高等教育精品教材立项项目”，于2004年被评为“北京市高等教育精品教材”。可作为电子信息工程、通信工程、信息工程、自动控制工程、生物医学工程、计算机等专业的本科生教材，也可供有关科技工作者自学参考。

目录

章 信号与系统分析导论
1.1 信号的描述及分类
1.2 系统的描述及分类
1.3 信号与系统分析概述
习题
第2章 信号的时域分析
2.1 连续时间信号的时域描述
2.2 离散时间信号时域描述
2.3 连续时间信号的基本运算
2.4 离散时间信号的基本运算
2.5 确定信号的时域分解
2.6 信号的MATLAB表示
习题
MATLAB习题
第3章 系统的时域分析
3.1 线性时不变系统的描述及特点
3.2 连续时间LTI系统的响应
3.3 连续系统的冲激响应
3.4 卷积积分
3.5 离散时间系统的响应
3.6 离散系统的单位脉冲响应
3.7 序列卷积和
3.8 冲激响应表示的系统特性
3.9 利用MATLAB进行生活系统的时域分析
习题
MATLAB习题
第4章 周期信号的频域分析
4.1 连续时间信号的Fourier级数
4.2 连续时间Fourierxe级数的基本性质
4.3 连续周期信号的频谱分析
4.4 离散Fourier级数
4.5 周期信号频域分析的MATLAB实现
习题
MATLAB习题
第5章 非周期信号的频域分析
……
第6章 系统的频域分析
第7章 连续时间信号与系统的复频域分析
第8章 离散时间信号与系统的z域分析
第9章 系统的状态变量分析
0章 信号处理在通信和生物医学的应用
主要参考文献

作者介绍

陈后金教授，工学博士，博士生导师，全国教师，教育部国家工科基础课程电工电子教学基地主任，校学术委员会委员，校教学指导委员会委员，铁道学会高级会员。主要研究方向为信号处理，生物系统建模与仿真等。 1997.9-1998.9 在美国 RICE 大学研修信号处理，2000.9-2001.9

文摘

序言

《宇宙的低语：从量子纠缠到时空涟漪》 一、 探索宇宙的根基：微观世界的奇妙舞蹈 在浩瀚无垠的宇宙深处，隐藏着无数令人着迷的奥秘。从恒星的诞生与毁灭，到星系的壮丽图景，再到宇宙的膨胀与演化，这一切都源于最基础的物理规律。而要理解这些宏观现象，我们必须深入到微观世界的奇妙舞蹈之中。 本书将带领读者踏上一段穿越时空的旅程，去探索构成我们宇宙最基本单元的奇妙世界。我们将从量子力学的基本概念出发，揭示粒子世界的奇异行为。为什么一个粒子可以同时处于多个状态？为何测量行为会影响粒子的状态？我们将深入浅出地解析这些令人费解的量子现象，并介绍量子纠缠这一“幽灵般的超距作用”，它表明在宇宙的某个层面，空间和时间似乎失去了它们应有的意义。 本书将详细介绍量子场论，这是描述基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。我们将一同探究光子、电子、夸克等基本粒子的性质，以及它们之间如何通过传递力的粒子（如光子传递电磁力，胶子传递强力）进行相互作用。你将了解到，看似坚固的物质，实际上是由这些不断波动、相互作用的量子场构成的。 二、 能量的流动与转换：生命的脉搏与文明的火种 能量，是宇宙万物运行的根本驱动力。从一颗种子发芽，到一颗行星围绕恒星运转，再到人类社会的科技发展，无不与能量的流动与转换息息相关。 本书将从热力学的第一定律和第二定律出发，阐释能量守恒与能量耗散的普遍规律。你将了解到，能量虽然可以转换形式，但总能量在孤立系统中保持不变。同时，能量的转化过程总会伴随着不可逆的熵增，这意味着能量的可用性会逐渐降低。这种普遍的趋势，深刻地影响着宇宙的演化方向，也塑造了我们对时间流逝的感知。 我们将深入探讨电磁学领域，这是能量转换最直接、最广泛的体现之一。从法拉第的电磁感应定律，到麦克斯韦方程组的统一，我们将领略电场和磁场如何相互转化，又如何以电磁波的形式传播能量。我们将了解电力是如何被产生、传输和利用，驱动着我们现代文明的运转。 本书还将触及核能的奥秘，揭示原子核内部蕴藏的巨大能量。从核裂变到核聚变，我们将理解人类是如何试图驾驭这种强大的力量，并探讨其在能源、医疗和科学研究中的应用与挑战。 三、 信号的传递与信息的编码：沟通的桥梁与智慧的火花 在信息爆炸的时代，信号的传递与信息的编码是连接世界、传递智慧的根本。从古老的烽火狼烟，到现代的互联网通信，人类文明的进步离不开对信号的理解和驾驭。 本书将从信号的基本概念出发，区分连续信号与离散信号，周期信号与非周期信号。我们将学习如何用数学工具来描述和分析这些信号，理解它们的频率、幅度和相位等重要属性。 我们将深入探讨傅里叶分析的强大力量，它能够将复杂的信号分解为一系列简单的正弦和余弦波。这如同将一首宏伟的交响乐分解为各个乐器的演奏，让我们能更清晰地理解其内在结构。傅里叶变换不仅在信号处理领域有着核心地位，在图像处理、数据压缩、通信系统等多个学科中都发挥着不可替代的作用。 本书还将介绍调制与解调的技术，这是实现远距离通信的关键。我们将了解幅度调制、频率调制、相位调制等不同的调制方式，以及它们如何将信息“嵌入”到载波信号中进行传输。同时，我们也学习如何通过解调过程将原始信息“提取”出来。 此外，我们还将探讨数字信号处理的基础，包括采样、量化和编码。你将理解为什么现代通信越来越依赖于数字信号，以及数字信号处理如何为更精确、更可靠的信息传输提供了可能。 四、 时空的织锦：宇宙的结构与演化 宇宙并非一个静止的舞台，而是一个动态演化的时空织锦。从微观粒子的运动，到宏观结构的形成，再到宇宙的整体膨胀，时空本身也在不断地发生着变化。 本书将带领读者走进爱因斯坦的相对论世界。我们将从狭义相对论出发，理解时间膨胀和长度收缩的奇特现象，揭示速度如何影响时空的测量。你将明白，光速不变原理是宇宙的基本法则，它深刻地改变了我们对空间和时间的传统认知。 随后，我们将进入广义相对论的领域，它将引力描述为时空的弯曲。我们将理解，大质量物体如何扭曲周围的时空，而这种弯曲的时空正是我们所感受到的引力。行星围绕恒星的运行，光线在引力场中的偏折，乃至黑洞的形成，都可以在广义相对论的框架下得到解释。 本书将探讨宇宙学的基本模型，包括大爆炸理论。你将了解到，宇宙并非永恒存在，而是有一个起源，并且正在不断膨胀。我们将研究宇宙的年龄、物质组成（包括暗物质和暗能量）以及未来的演化趋势。 五、 混沌与秩序：复杂系统的内在规律 自然界和人类社会充满了各种复杂系统，从天气模式到金融市场，从生态系统到神经网络。这些系统往往表现出看似混乱但又遵循内在规律的特性。 本书将介绍混沌理论的核心概念，如“蝴蝶效应”。你将理解，即使是微小的初始扰动，也可能在复杂的系统中引发巨大的、不可预测的后果。这将帮助我们理解为什么长期的天气预报如此困难，以及为什么有些系统的行为难以精确预测。 同时，我们将探讨自组织和涌现的现象。在没有外部指令的情况下，复杂的系统如何能够自发地形成有序的结构和模式。例如，蚁群如何协作完成复杂的任务，或者大脑中的神经元如何产生意识。 本书还将简要介绍信息论的基本原理，如香农熵。我们将理解信息是如何被度量和量化的，以及信息在系统中的传递和处理是如何进行的。这将为理解复杂系统中的信息流动和决策过程提供理论基础。 结语 《宇宙的低语：从量子纠缠到时空涟漪》旨在为读者构建一个理解宇宙运行规律的宏大视角。我们相信，通过深入探索微观世界的奇妙、能量的流动与转换、信号的传递与信息的编码、时空的织锦以及复杂系统的内在规律，读者将能够更深刻地理解我们所处的世界，激发对科学的探索热情，并对人类文明的未来拥有更广阔的视野。这是一次智慧的启航，一次对宇宙最深层奥秘的求索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排风格有一种非常沉稳的“大家风范”。它的语言用词精准，逻辑链条清晰得像瑞士钟表的内部结构，几乎找不到可以被诟病的地方。我个人比较偏爱那种对术语定义非常较真的教材，这本书完全满足了我这个需求。每一个新的概念，比如因果性、稳定性、线性时不变（LTI）系统的核心性质，都会被放在一个专门的小节进行定义和严格的证明，确保读者对基础公理的理解是无可动摇的。而且，它对不同域之间的映射关系处理得特别到位。比如，在讲解连续时间和离散时间系统的关系时，它不仅讨论了采样定理，还深入剖析了周期延拓和频谱泄漏的概念，这些都是我在其他教材中常常被一带而过，但实际应用中又至关重要的细节。阅读这本书的过程，就像是和一位学识渊博的导师进行深度对话，他既不吝惜深入讲解复杂的数学细节，也从不假设你已经拥有某些“常识”，而是确保每一步论证都有坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须提到它在数学严谨性和直观理解之间达成的那个微妙平衡。很多理工科教材，要么为了严谨性，把数学推导堆砌得密不透风，让人读完头晕眼花，感觉自己是在啃一本数学专著；要么就是为了追求易懂，牺牲了关键的数学细节，导致在遇到复杂情况时，理论基础不够扎实，无法灵活应对。但这本书在这方面做得非常出色。它在引入拉普拉斯变换和Z变换时，并没有跳过核心的收敛域讨论，这保证了后续运算的正确性。然而，在讲解这些变换的性质时，作者又没有沉溺于过多的积分和极限证明，而是将重点放在了“变换域”的思维方式上——比如，将时域的卷积转化成频域的乘积，这种核心思想被反复强调和可视化。这种处理方式让我深刻理解了，数学工具是为理解物理现象服务的，而不是凌驾于理解之上的。它让你在保持严谨的同时，始终能抓住问题的本质，这在处理非线性系统或离散时间系统时尤其体现了它的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度在同类教材中是相当突出的，尤其是在高级主题的处理上，展现了作者深厚的学术功底和对学科前沿的把握。它不仅仅满足于教授传统的傅里叶分析和状态空间法，更将一些现代控制理论中的思想巧妙地融入了进来。例如，在讨论系统响应时，它引入了李雅普诺夫稳定性分析的思想作为补充，这对于那些希望在打好基础后继续深入研究自动控制或信号处理高级课程的读者来说，提供了极佳的衔接点。我特别欣赏它对“卷积”这个核心概念的多角度阐释——不仅有时间域的积分定义，还有频域的乘积表示，甚至还关联到了概率论中的随机过程概念。这种跨学科的视角，使得我对信号和系统不再仅仅将其视为一个孤立的学科，而是认识到它在信息论、通信原理乃至机器学习中都扮演着基础性的角色。这本书的价值在于，它不仅能让你学会“如何分析”一个系统，更重要的是，它能让你思考“如何设计”一个满足特定要求的系统，这种前瞻性的引导，是很多基础教材所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计绝对是它的一个亮点，它完全打破了传统教材那种“千篇一律，只会套公式”的窠臼。很多题目都巧妙地结合了实际工程中的应用场景，读起来一点都不枯燥。我记得有一章节专门探讨了滤波器的设计问题，书后的例题就不是简单地让你计算某个特定函数的频响，而是设置了一个带有噪声的语音信号，要求你设计一个合适的低通滤波器来抑制高频噪声，同时尽量保持语音的清晰度。这种带着目标去解决问题的学习方式，极大地激发了我动手实践的欲望。更重要的是，习题的难度梯度设置得非常科学，从基础的定义性练习到复杂的系统分析，再到最后的综合设计题，层层递进，让人在完成每一个阶段的练习后，都能获得实实在在的成就感。相比之下，我之前看过的某些资料，习题要么太简单，学了等于没学；要么就直接跳到研究生级别的挑战，让人完全无从下手。这本教材则拿捏得恰到好处，真正做到了理论与实践的完美嫁接。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧给人的第一印象非常扎实，那种厚重的质感，翻开扉页就能感受到作者在内容组织上的用心。我尤其欣赏它在基础概念引入时的那种循序渐进的处理方式，不像有些教材上来就抛出一大堆复杂的数学公式，让人望而却步。它更像是请了一位经验极其丰富的教授在身边耐心讲解，先用非常直观的物理图像或者生活中的例子来建立起对“系统”和“信号”基本特性的初步认识。比如，对于傅里叶级数和傅里叶变换的讲解，它没有急于展示复杂的积分推导，而是先着墨于这些变换的物理意义——如何将一个复杂的时域信号分解成不同频率的正弦波的叠加。这种“先知其然，后求其所以然”的教学思路，极大地降低了我初学时的学习门槛。而且，书中大量的图示，无论是系统的方框图还是波形的分解图，都绘制得清晰且精准，很多原本抽象难懂的概念，通过这些视觉辅助，瞬间就变得清晰起来了。这对于自学来说，简直是太友好了，感觉每翻过一页，知识的脉络就清晰了一分，对整个学科的宏观结构也有了更立体的把握。