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杜沿丰 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302282327

商品编码：29729484748

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名:信号与系统教程及实验(高等学校教材 电子信息)

：33.00元

售价：22.4元,便宜10.6元,折扣67

作者:杜沿丰

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787302282327

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版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.522kg

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内容提要

　　本书共分8章，主要内容包括：信号与系统分析的基本概念与方法，连续时间系统与离散时间系统的时域分析，连续信号的傅里叶变换与系统频域分析，连续信号的拉普拉斯变换与系统的S域分析，离散时间信号与系统的Z域分析，离散时间信号与系统的傅里叶变换分析。在上述内容的基础上，分析了系统的特征并介绍了求取系统函数的有利工具——信号流图。后介绍了系统的状态空间分析方法。每章配有例题与MATLAB仿真程序，便于加深对信号与系统的理解。
　　本书是21世纪高等学校电子信息类规划教材，可作为高等学校工科（理科）的自动化，电子信息与通信工程，电气类学生使用教材，也可供科研与工程技术人员自学参考。

目录

章信号与系统概述
1.1绪言
1.2信号
1.3信号的基本运算
1.4阶跃函数和冲激函数
1.5系统的描述
1.6系统的性质
1.7LTI系统分析方法概述
习题
第2章系统的时域分析
2.1LTI连续系统的响应
2.1.1微分方程的经典解
2.1.2零输入响应和零状态响应
2.1.3冲激响应和阶跃响应
2.1.4卷积积分
2.2离散系统的时域分析
2.2.1LTI离散系统的响应
2.2.2差分方程的经典解
2.2.3零输入响应和零状态响应
2.2.4单位序列和单位序列响应
2.2.5卷积和
习题
第3章连续信号的傅里叶变换与频域分析
3.1非周期信号的傅里叶变换
3.2傅里叶变换的性质
3.3周期信号的傅里叶变换
3.3.1正弦、余弦信号的傅里叶变换
3.3.2一般周期信号的傅里叶变换
3.4抽样信号的傅里叶变换与抽样定理
3.4.1抽样信号的傅里叶变换
3.4.2抽样定理
3.5傅里叶变换的应用
3.5.1频域法求系统的响应
3.5.2无失真传输
3.5.3理想低通滤波器
3.5.4调制与解调
3.6希尔伯特变换与应用
3.6.1希尔伯特变换
3.6.2希尔伯特变换的应用实例
3.7连续信号傅里叶变换的MATLAB应用实例
习题
第4章拉普拉斯变换和连续时间系统的S域分析
4.1拉普拉斯变换
4.2拉普拉斯变换的性质
4.3拉普拉斯逆变换
4.4拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
4.5用拉普拉斯变换求解线性系统的响应
4.5.1微分方程的S域求解
4.5.2S域元件模型
4.6系统函数
4.6.1系统函数
4.6.2系统的联结
4.7系统函数的零极点分布对系统时域特性的影响
4.7.1H（s）零、极点分布与h（t）波形特征的对应
4.7.2H（s）、F（s）极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应
4.7.3H（s）、F（s）极点分布与暂态响应、稳态响应特征的对应
4.8系统函数零极点与系统频率响应特性的关系
4.9系统函数零极点分布与系统稳定性的关系
4.10MATLAB仿真实现连续系统的S域分析
习题
第5章离散时间信号与系统的Z域分析
5.1Z变换及其应用
5.1.1Z变换
5.1.2Z变换的收敛域
5.1.3典型序列的Z变换
5.1.4逆Z变换
5.1.5Z变换的性质
5.2离散时间系统的Z域分析
5.2.1由差分方程描述的系统
5.2.2全通滤波器和小相位系统
5.3离散时间系统函数与系统特性
5.3.1系统函数与零极点
5.3.2系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系
5.3.3系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系
5.3.4系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系
5.4Z变换与拉普拉斯变换的关系
5.5利用MATLAB对离散系统进行Z域分析
习题
第6章离散傅里叶变换与频域分析
6.1离散傅里叶级数
6.1.1离散傅里叶级数的定义
6.1.2离散傅里叶级数的性质
6.2离散傅里叶变换
6.2.1四种信号及其傅里叶变换
6.2.2离散信号傅里叶变换的定义
6.2.3离散傅里叶级数与离散傅里叶变换的关系
6.3离散傅里叶变换的性质
6.4线性卷积的计算
6.5频率采样定理
6.5.1Z变换与DFT的关系
6.5.2不失真条件
6.5.3F(z)的内插表达式
6.6离散傅里叶变换的应用
6.7MATLAB仿真
习题
第7章系统函数
7.1系统函数与系统特性
7.1.1系统函数的零、极点分布
7.1.2系统函数与时域响应
7.1.3系统函数与频域响应
7.2系统稳定性的判定
7.2.1因果系统
7.2.2稳定系统
7.3系统的信号流图与梅森公式
7.3.1信号流图及其组成
7.3.2信号流图的简化
7.3.3梅森增益公式
7.4MATLAB应用实例
习题
第8章系统分析的状态变量法
8.1系统的状态空间描述
8.1.1状态空间基本概念
8.1.2根据系统物理模型建立状态方程
8.1.3由系统的输入输出方程建立状态方程
8.1.4将系统函数分解建立状态方程
8.2系统函数（传递函数）
8.2.1系统函数（传递函数）矩阵
8.2.2系统函数描述和状态空间描述的比较
8.3状态方程的求解
8.3.1齐次状态方程的时域解
8.3.2齐次状态方程的变换域解
8.3.3非齐次状态方程的解
8.3.4线性离散系统状态方程的解
8.4能控性与能观性
8.4.1系统的能控性
8.4.2系统的能观性
8.5应用例题
8.5.1状态方程建立
8.5.2状态方程求解
8.5.3系统能控能观性
8.6MATLAB应用于线性系统
8.6.1利用MATLAB求解状态空间表达式
8.6.2用MATLAB判断线性系统的能控性和能观性
8.6.3状态方程求解
习题
附录习题答案
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代通信原理与实践》 内容概述： 本书系统阐述了现代通信系统中的核心理论与关键技术，旨在为读者构建一个坚实而全面的通信工程知识体系。内容涵盖了从基础信号分析到复杂通信系统设计的各个层面，理论深度与工程实践紧密结合。全书分为三个主要部分：信号的分析与表示，通信系统的基本模型与组成，以及现代通信系统中的关键技术与应用。 第一部分：信号的分析与表示 本部分首先深入介绍了信号的基本概念，包括信号的分类（如连续时间与离散时间信号、周期与非周期信号、能量与功率信号等），以及信号的常用数学表示方法。读者将学习如何运用傅里叶级数和傅里叶变换来分析信号的频谱特性，理解不同频率成分在信号中的作用。特别地，本书将详细讲解傅里叶变换的性质，以及如何通过它来揭示信号的时域和频域之间的深刻联系。 离散时间信号的处理是现代通信系统不可或缺的一环。因此，本部分将重点介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT），以及快速傅里叶变换（FFT）算法。通过对这些工具的掌握，读者能够理解数字信号处理的基本原理，为后续的数字通信内容打下基础。 卷积是信号系统分析中的核心运算。本书将详细讲解卷积的定义、性质及其在系统分析中的应用，包括如何利用卷积来描述线性时不变（LTI）系统的零状态响应。此外，拉普拉斯变换和Z变换作为分析连续时间和离散时间LTI系统动态特性的强大工具，也将被深入探讨，包括它们的收敛域、逆变换以及在系统稳定性分析中的作用。 第二部分：通信系统的基本模型与组成 本部分将从宏观角度审视通信系统的整体架构，介绍通信系统的基本模型。读者将了解一个典型的通信系统通常由信源、信道、调制器、解调器、接收端和发送端等关键模块构成。 首先，本书将详细讲解信源编码，包括模拟信源编码（如PCM）和信源压缩（如霍夫曼编码、算术编码）。这些编码技术旨在去除信源信息中的冗余，提高传输效率。 接着，将深入探讨模拟调制技术，如调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。对于每种调制方式，本书都将详细阐述其原理、产生方法、解调方法以及在不同应用场景下的优缺点。 数字通信是现代通信的主流。本部分将重点介绍数字基带传输，包括脉冲成形、匹配滤波、以及符号间干扰（ISI）的产生与抑制。读者将学习如何通过优化码型设计和接收滤波来提高数字信号的传输质量。 随后，将详细讲解数字带通调制技术，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。本书将分析这些调制方式的功率谱密度、误码率性能，并比较它们在实际应用中的适用性。 噪声是通信系统中的一个普遍存在的问题。本部分将对各种噪声源（如热噪声、散粒噪声、外部干扰）进行分类和建模，并分析噪声对通信系统性能的影响。线性与非线性系统中的噪声分析方法也将得到详细介绍。 第三部分：现代通信系统中的关键技术与应用 本部分将聚焦于当前和未来通信系统中至关重要的技术，并结合实际应用案例进行讲解。 信道编码与纠错： 为了对抗噪声和干扰，信道编码技术应运而生。本书将介绍纠错码的基本原理，包括线性分组码（如汉明码）、卷积码及其维特比译码算法。此外，近年来备受关注的低密度奇偶校验码（LDPC）和Turbo码也将进行详细的介绍，展现了它们在现代通信系统（如4G、5G）中的重要作用。 多用户通信与多址技术： 在有限的信道资源下，如何允许多个用户同时接入是现代通信面临的挑战。本部分将详细讲解多种多址技术，包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及正交频分多址（OFDM）。特别地，OFDM技术因其在解决多径衰落和高数据率传输方面的优势，将得到深入的阐述，并介绍其在Wi-Fi、LTE等系统中的应用。 信息论基础与信道容量： 为了量化通信系统的极限性能，信息论的概念至关重要。本书将介绍香农信息论的基本概念，包括信息熵、互信息和信道容量。读者将理解香农信道编码定理，它为通信系统的设计提供了理论指导。 现代通信系统实例分析： 本部分将通过分析几个典型的现代通信系统来巩固所学知识。例如，将介绍蜂窝移动通信系统（如LTE/5G）中的关键技术，如MIMO（多输入多输出）技术、波束赋形、和软件定义无线电（SDR）的概念。此外，还将探讨无线局域网（WLAN）的演进和关键技术。 实验与仿真指导： 为了加深读者对理论知识的理解，并培养实际动手能力，本书将在每个章节之后提供配套的实验和仿真指导。这些实验将鼓励读者利用MATLAB/Simulink等工具，对信号处理算法、调制解调技术、信道编码等进行仿真和验证。通过实际操作，读者可以直观地观察各种技术参数的变化对系统性能的影响，从而更好地掌握通信系统的设计与优化。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解各种信号的数学表示方法及其频谱特性。 掌握线性时不变系统的分析方法，包括卷积、拉普拉斯变换和Z变换。 熟悉通信系统的基本组成模块及其工作原理。 理解各种模拟和数字调制解调技术的原理、优缺点及适用范围。 掌握信道编码、纠错码和多址技术的基本原理及其在现代通信系统中的应用。 了解信息论基础，并能解释信道容量的概念。 通过实际仿真加深对理论知识的理解，并初步具备通信系统设计与分析的能力。 适用对象： 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生作为教材或参考书。同时，也适合从事通信工程、信号处理、无线通信等领域的技术研发和工程人员阅读。 本书特色： 理论与实践并重： 理论讲解深入浅出，辅以丰富的工程实例和仿真练习。 内容全面系统： 涵盖了通信工程领域的核心理论和前沿技术。 逻辑清晰严谨： 内容组织合理，层层递进，便于读者理解。 图文并茂： 配备大量图示和表格，直观形象地展示概念和原理。 紧跟时代步伐： 关注最新通信技术发展，如OFDM、MIMO、5G等。 本书旨在为读者打下坚实的理论基础，并提供探索现代通信技术奥秘的钥匙，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常学术化，用词精确到位，完全符合一本高等教育教材的标准。它没有过多地去使用那些花哨的修辞或者口语化的表达，而是直奔主题，用最严谨的数学语言和工程术语来阐述信号与系统的核心概念。我尤其喜欢作者在定义和定理阐述时那种一丝不苟的态度，每一个前提条件、每一个推导步骤都交代得非常清楚。对于我这种需要进行严密逻辑推导的学习者来说，这种写作风格简直是福音。不过，也正因为其高度的专业性，对于那些数学基础相对薄弱的读者来说，可能需要多花一些时间去消化其中的数学推导过程。总的来说，这是一本值得反复研读的工具书，每一次重读都会有新的体会和更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺简洁的，色彩搭配也比较柔和，让人一眼看上去就觉得这是一本比较严谨的教材。拿到手后，首先感觉到的是纸张的质量不错，拿在手里挺有分量的，感觉内容应该会比较充实。内页的排版布局也相当清晰，字体大小适中，阅读起来不容易感到疲劳。尤其是那些图表的绘制，线条流畅，数据标注清晰明了，这对于理解复杂的理论概念来说至关重要。我特别欣赏作者在章节安排上的用心，从基础概念的引入到深入的分析，循序渐进，逻辑性很强。即便是初次接触这门学科的读者，也能顺畅地跟上节奏。当然，作为一本专业教材，它在内容的深度和广度上都有很高的要求，希望后续的章节能保持这样的水准，真正做到理论与实践相结合。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习习惯来看，一本好的教材不应该只是知识的堆砌，更应该提供有效的学习路径。这本书在这方面做得相当出色。它的章节结构设计得非常合理，理论知识的讲解之后，紧跟着的通常就是相关的例题分析。这些例题的选取非常有代表性，几乎涵盖了该领域内最常见和最核心的应用场景。更值得称赞的是，例题的解题步骤详细到令人发指，每一步的动机和依据都解释得清清楚楚，这对于我这种“手把手”学习者来说，极大地降低了自学的难度。如果能再增加一些开放性的设计问题或者需要动手编程实现的部分，那就更完美了，毕竟现代工程教育越来越强调实践能力。

评分☆☆☆☆☆

整体来看，这本书给我的感觉是“厚重而可靠”。它不是那种追求速度和时髦的速成读物，而是一本需要投入时间和精力去啃、去消化的专业著作。无论是作为课堂学习的主要参考书，还是作为未来深入研究的工具书，它的价值都非常高。在阅读过程中，我发现作者对于概念的提炼能力非常强，能用最简洁的语言概括出复杂的物理意义。唯一让我有些遗憾的是，如果随书附带的配套习题集能够提供更详尽的答案解析，而不仅仅是最终结果，那在自我检验和查漏补缺时将会更加高效和便捷。这本书无疑是为那些立志于在电子信息领域打下坚实基础的学习者量身定做的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容的前沿性上似乎做了一些平衡。它扎实地覆盖了信号与系统这门学科的经典核心内容，比如傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等，这些都是无论技术如何发展都不可动摇的基础。从这个角度看，它绝对称得上是一本可靠的基石教材。但是，对于一些新兴的、与现代通信和数字处理紧密相关的最新进展，比如深度学习在信号处理中的应用或者更高级的稀疏采样理论等，我还没有看到深入的探讨。当然，考虑到教材的出版周期和经典学科的定位，保持对经典理论的深度挖掘可能更为重要。如果能将这些前沿方向作为选读章节或附录提供，那就更符合当前学科发展的速度了。