信号与系统分析基础 9787302014157 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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姜建国 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302014157

商品编码：29738382649

包装：平装

出版时间：1994-02-01

基本信息

书名:信号与系统分析基础

定价：20.80元

售价：14.1元,便宜6.7元,折扣67

作者:姜建国

出版社：清华大学出版社

出版日期：1994-02-01

ISBN：9787302014157

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版次：1

装帧：平装

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商品重量：0.4kg

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内容提要

本书系统地介绍了信号通过线性时不变系统的基本理论和分析处理方法。前八章讲述确定的分析、变换域分析及滤波器。后四章介绍*信号的分析与处理，包括*信号的描述，线性时不变系统对*信号的响应，线性小二乘滤波，谱分析等。为便于读者比较，前八章采用了连续时间信号与系统和离散时间信号与系统和离散时间信号与系统交叉叙述的体系。本书选材简练，并注意了与有关专业的实际应用相结合。
本书可作为电机工程、自动化、核物理、机械、生物医学等专业大学本科生教材，也可供有关科技人员参考。

目录

章 信号与系统的基本概念
1.1 概述
1.2 信号的分类
1.3 某些典型的信号
1.4 奇异信号
1.5 连续信号的时域分解
1.6 系统的描述
1.7 系统的分类
习题
第2章 单输入单输出系的时域分析
2.1 概述
2.2 连续系统的时域分析
2.3 离散系统的时域分析
2.4 系统的单位冲激响应与单位样值响应
2.5 卷积积分
2.6 卷积和
习题
第3章 傅里叶变换
3.1 概述
3.2 非周期信号的傅里叶变换
3.3 傅里叶变换的性质
3.4 卷积定理
3.5 周期信号的傅里叶变换
3.6 抽样信号的傅里叶变换与抽样定理
习题
第4章 离腊傅里叶变换与快速傅里叶变换
4.1 概述
4.2 离散傅里叶变换
4.3 离散傅里叶变换的性质
4.4 快速傅里叶变换
4.5 离散傅里叶变换的应用
习题
……
第5章 拉普拉斯变换和连续时间系统的s域分析
第6章 z变换及其应用
第7章 滤波器
第8章 系统分析的状态变量法
第9章 信号的描述
0章 信号通过线性时不变系统
1章 小均方误差线性滤波
2章 谱估计
参考文献

作者介绍

文摘

序言

探索数字世界的奥秘：信号、系统与信息处理的深度解析 在信息爆炸的时代，理解和驾驭海量数据已成为一项至关重要的技能。我们所处的世界，从最微小的原子振动到浩瀚的宇宙星云，无不蕴含着错综复杂的信号。而这些信号的产生、传递、处理和最终的解读，则构成了“系统”的运行规律。本书旨在深入剖析信号与系统的基本原理，带领读者穿越技术革新的洪流，掌握信息处理的核心技术，为理解现代科技的基石奠定坚实的基础。 信号：信息之源，万物之语 信号是信息的载体，是描述物理现象、自然规律或人为构造过程的量。它们可以是连续的，如声音的波形、温度随时间的变化；也可以是离散的，如数字图像的像素值、计算机程序的执行步骤。本书将从信号的本质出发，系统地介绍各种信号的类型、特性及其数学表示方法。 我们将首先探讨基本信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等。这些看似简单的信号，却是构建更复杂信号和理解系统响应的基石。通过对它们的深入理解，读者将能够认识到它们在不同领域的广泛应用，例如在通信系统中，它们可以代表信息的基本单元；在控制系统中，它们可以模拟系统的输入和干扰。 随后，我们将进入周期信号与非周期信号的范畴。对于周期信号，傅里叶级数将是关键的分析工具。我们将详细阐述傅里叶级数的原理，包括如何将一个周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加。这不仅揭示了信号的频谱特性，也为后续的信号处理奠定了理论基础。我们将通过丰富的实例，展示傅里叶级数在音频信号分析、图像压缩等方面的应用，让读者直观感受其强大的解析能力。 对于非周期信号，傅里叶变换将是核心的分析工具。我们将推导傅里叶变换的数学表达式，并深入探讨其性质，如线性性质、时移性质、频移性质、卷积性质等。傅里叶变换的强大之处在于它能够将时域的信号转换到频域进行分析，从而揭示信号的频率成分和能量分布。本书将重点讲解如何利用傅里叶变换来分析信号的频谱，理解信号的带宽，以及如何通过频域操作来实现信号的滤波、调制等重要功能。我们还将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，这是一种高效计算离散傅里叶变换的算法，是现代数字信号处理不可或缺的工具。 除了频域分析，本书还将引入拉普拉斯变换和Z变换。拉普拉斯变换是分析连续时间线性系统的重要工具，它能够将时域的微分方程转化为代数方程，极大地简化了系统的分析过程，尤其在研究系统的稳定性、暂态响应和稳态响应方面具有不可替代的作用。Z变换则是分析离散时间系统的有力武器，它将离散时间序列的分析转化为复域的代数运算，是数字信号处理和数字控制理论的核心。我们将通过大量的算例，演示拉普拉斯变换和Z变换在求解系统方程、理解系统特性方面的应用。 系统：信号的加工者，行为的塑造者 系统是响应输入信号并产生输出信号的实体。它可能是电子电路、通信链路、控制设备，甚至是复杂的经济模型或生物体。理解系统的特性，才能有效地设计和控制它们，以实现期望的信号处理功能。 本书将重点关注线性时不变（LTI）系统。这类系统具有线性叠加性和时移不变性，其分析方法相对成熟且应用广泛。我们将深入阐述LTI系统的冲激响应和卷积的概念。冲激响应是LTI系统的“指纹”，描述了系统对单位冲激信号的响应。通过系统的冲激响应，我们可以完全了解该系统对任何输入信号的行为。卷积运算则是将输入信号与系统的冲激响应进行运算，从而得到系统的输出信号。我们将详细讲解卷积的数学定义和计算方法，并通过图示和算例，帮助读者直观理解卷积过程，以及它在系统分析和设计中的核心地位。 本书还将探讨系统的时域特性，包括因果性（输出只依赖于当前和过去的输入）和稳定性（系统输出有界）。我们将分析不同类型的系统在这些特性上的表现，以及这些特性对系统设计和应用的影响。例如，一个不稳定的系统可能导致信号失控，产生灾难性的后果。 在频域，我们将分析系统的频率响应。频率响应描述了系统对不同频率信号的放大或衰减程度，以及它们之间的相位偏移。通过频率响应，我们可以直观地了解系统如何“过滤”或“塑造”信号的频谱，例如一个低通滤波器只会允许低频信号通过，而衰减高频信号。我们将介绍幅度响应和相位响应的概念，以及它们如何共同决定系统的频率特性。 此外，本书还将介绍系统的传递函数。传递函数是描述LTI系统输入与输出之间数学关系的函数，它是在拉普拉斯域（连续时间系统）或Z域（离散时间系统）中的表示。传递函数的零点和极点包含了关于系统行为的关键信息，例如系统的稳定性和响应速度。我们将深入分析传递函数的性质，以及如何利用它们来预测和设计系统的行为。 信息处理：信号与系统的综合应用 理解了信号和系统的基本原理，我们就可以将其应用于广泛的信息处理领域。本书将把理论知识与实际应用相结合，展示信号与系统分析在各个领域的重要作用。 在通信系统中，信号与系统分析是设计和优化通信链路的基石。我们将探讨如何利用信号的调制和解调技术来可靠地传输信息，如何通过滤波来抑制噪声，以及如何通过编码和解码来提高数据的纠错能力。从早期的模拟通信到如今的数字通信，信号与系统理论始终是推动技术进步的核心驱动力。 在控制系统中，信号与系统分析是设计和实现自动化控制的关键。我们将学习如何建立系统的数学模型，如何分析系统的动态特性，以及如何设计控制器来稳定和优化系统的性能。从飞机自动驾驶到工业生产线的自动化，控制系统无处不在。 在图像处理领域，信号与系统分析同样扮演着至关重要的角色。图像本质上是二维的信号，我们可以利用傅里叶变换、滤波器等工具来增强图像质量、去除噪声、识别边缘、实现图像压缩等。本书将介绍一些基本的图像处理技术，并解释其背后的信号与系统原理。 在音频信号处理中，我们同样可以看到信号与系统分析的身影。音乐的录制、播放、压缩、降噪，以及语音识别、合成等，都离不开对音频信号的深入分析和处理。我们将探讨如何利用傅里叶分析来理解声音的频谱，如何设计滤波器来塑造音色，以及如何进行音频信号的压缩和编码。 本书还将触及随机信号分析。现实世界中的许多信号并非完全确定，而是带有随机性。我们将介绍随机变量、随机过程等概念，以及如何分析随机信号的统计特性，如均值、方差、自相关函数等。这对于理解噪声、干扰以及如何从嘈杂的数据中提取有用信息至关重要。 学习路径与方法 本书的学习将遵循循序渐进的原则。我们从最基本的信号概念入手，逐步深入到复杂的系统分析和应用。每一章都包含清晰的理论阐述、丰富的数学推导以及大量的实例分析。为了帮助读者更好地掌握知识，我们鼓励读者积极动手实践，尝试用数学工具来分析具体的信号和系统。 对于初学者，我们建议您在学习过程中，先理解基本概念，再逐步掌握数学工具。遇到困难时，不要畏惧，可以尝试回顾前面的内容，或者查找相关的补充资料。对于有一定基础的读者，本书将提供更深入的探讨和更广泛的应用视角。 结语 信号与系统的分析是理解现代科技和工程领域不可或缺的工具。掌握这些基本原理，将使您能够更深刻地理解信息是如何产生、传递和处理的，从而在各自的领域中脱颖而出。本书力求成为您学习信号与系统分析的可靠伙伴，为您开启探索数字世界奥秘的精彩旅程。愿您在阅读本书的过程中，不仅收获知识，更能激发对科学探索的热情。

评分☆☆☆☆☆

我最近接触到的一本关于现代计算机操作系统内核设计的参考书，简直是软件工程师的“武功秘籍”。它没有过多地涉及高层级的应用编程接口（API），而是将笔触深深地扎入了内存管理和进程调度的底层逻辑。书中对于TLB（转换后援缓冲区）的刷新机制的阐述，简直是教科书级别的清晰：通过对比不同架构下，内核如何与硬件寄存器交互来实现地址空间的切换，让我对虚拟内存的实际工作流程有了一个醍醐灌顶的认识。作者采用了一种自顶向下的分解方式，从系统启动流程开始，逐步深入到中断处理和并发控制。其中关于锁和无锁数据结构的性能权衡分析，提供了大量的实际基准测试数据和代码片段，而不是空泛的理论推导。这本书的优势在于其极度的实用性和前沿性，它不仅仅是在描述“是什么”，更是在剖析“为什么是这样设计”以及“如何能做得更好”，对于希望深入理解系统性能瓶颈的开发者来说，是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

最近翻阅的这本关于二十世纪实验物理学史的文集，简直是打开了一扇通往旧时光的大门。它聚焦的不是那些耳熟能详的伟大实验的精确数据，而是实验者们在设备简陋、理论尚未完全成熟的环境下，如何与自然进行“对话”的整个过程。书中有一段关于卢瑟福如何设计核反应实验的描述，让我印象深刻：他们如何克服背景噪音的干扰，如何从海量的随机撞击数据中筛选出有意义的信号，那简直就是一场与概率的殊死搏斗。作者没有堆砌复杂的物理定律，而是通过大量的访谈记录和手写笔记的复原，展现了科学发现中那种“试错”的常态。最精彩的是，它探讨了当时科学共同体内部对于新发现的怀疑、接受与最终确立的过程，这种社会学层面的分析，比单纯的物理原理描述要深刻得多，让人反思科学知识是如何被构建和验证的。这本书的排版也很有特色，夹杂着许多泛黄的旧照片和原始图表，极大地增强了历史的真实感和沉浸感。

评分☆☆☆☆☆

这本关于全球气候变化对极地生态系统影响的报告文学作品，读来令人心情沉重，却又充满了对自然力量的敬畏。作者不是一个纯粹的科学家，而是一位经验丰富的探险家和记录者。书中没有充斥着复杂的碳循环模型和大气动力学图表，而是通过追踪几代因纽特猎人的口述历史，来描绘北极冰盖的退缩。那些关于海豹迁徙路线的改变、传统捕鱼地点的消失，以及随之而来的文化冲击，都被记录得极其真实和感人。我尤其被其中对北极熊个体命运的追踪故事所触动——主人公记录了一只母熊为了寻找稳定的浮冰而游过创纪录距离的艰难旅程，这种将宏大叙事与微观个体命运相结合的手法，极大地增强了作品的情感张力。它成功地将抽象的“气候危机”具象化为我们能感同身受的生存困境，迫使读者直面人与地球之间日益紧张的关系，是一部兼具人文关怀和纪实力量的力作。

评分☆☆☆☆☆

这本新近读完的关于高级数论的著作，真是让人耳目一新。作者在阐述费马大定理的证明思路时，没有采用那种晦涩难懂的纯代数拓扑语言，而是巧妙地引入了几何直观，特别是将椭圆曲线的性质与模形式的联系，用非常生动的方式展现了出来。我记得其中有一章专门讲解了谷山-志村猜想的早期发展，作者花了大量的篇幅去描绘那个时代数学家们在探索过程中的挣扎与顿悟，这种叙事手法让冰冷的数学公式瞬间充满了人情味。尤其是对安德鲁·怀尔斯在普林斯顿那段孤独的研究岁月，描写得细致入微，几乎能让人感受到那种“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的境界转换。对于初次接触数论深层内容的读者来说，这本书的结构设计非常友好，它不是直接抛出结论，而是像一位耐心的向导，一步步引领我们穿过那些复杂的理论迷宫，最终抵达那些宏伟的数学景观。读完后，我对数论的理解不再停留在高中代数那点皮毛，而是有了一种对数学美学更深层次的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这是一部关于文艺复兴时期佛罗伦萨雕塑艺术的专题研究，其深度和广度远超出了我预期的艺术史读物。作者将重点放在了米开朗基罗青年时期那些鲜为人知但至关重要的作品上，尤其对大卫像的创作背景进行了近乎考古式的挖掘。书中详细对比了不同大理石矿脉的物理特性如何影响雕刻家对肌肉线条和布料褶皱的处理，这种跨学科的视角非常新颖。更妙的是，作者引入了当时的行会制度和赞助人制度，分析了艺术家的经济状况和政治立场如何潜移默化地塑造了他们的创作主题和风格取向。我特别欣赏作者对“未完成”作品的解读，他认为那不仅仅是时间或资源的限制，更可能是艺术家本人对完美概念的超越与自我限制的一种哲学体现。这本书的语言非常典雅，充满了对形态和光影的细腻捕捉，读起来就像是在欣赏一件精美的艺术品，而不是在阅读一本学术论著，每一个句子都经过了精心的打磨。