信号与系统/21世纪高职高专规划教材（机电系列） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈后金，胡健 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 模拟电路
• 高等教育
• 职业教育
• 机电工程
• 电子技术
• 教材
• 21世纪高职高专
• 规划教材

出版社： 清华大学出版社 ，

ISBN：9787810829618

版次：1

商品编码：10486215

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2007-08-01

页数：273

正文语种：中文

内容简介

《信号与系统》主要阐述确定性信号的时域分析和频域分析，线性非时变系统的描述与特性，以及信号通过线性非时变系统的时域分析与变换域分析。按照先连续后离散、先时域后变换域的体系结构展开，突出基本理论、基本概念和基本方法，强调三大变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换）的数学概念、物理概念和工程概念，淡化其计算技巧。根据信息科学与技术发展，结合近年来教学改革的成果，更新了教学内容，注重实例分析，增编了工程性和综合设计性的例题和习题。《信号与系统》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、计算机等专业的高职高专教材，也可供有关科技工作者自学参考。

目录

第1章 信号与系统分析导论
1.1 信号的描述及分类
1.1.1 信号的定义与描述
1.1.2 信号的分类和特性
1.2 系统的描述及分类
1.2.1 系统的数学模型
1.2.2 系统的分类
1.3 信号与系统分析概述
1.3.1 信号与系统分析的基本内容与方法
1.3.2 信号与系统理论的应用
本章小结
思考题
习题

第2章 连续信号与系统的时域分析
2.1 连续时间信号的时域描述
2.1.1 典型普通信号
2.1.2 奇异信号的时域描述
2.2 连续时间信号的基本运算
2.3 连续时间信号的时域分解
2.4 连续时间线性非时变系统的描述及特点
2.4.1 连续时间系统的数学描述
2.4.2 线性非时变系统
2.5 连续时间LTI系统的响应
2.5.1 经典时域分析方法
2.5.2 连续LTI系统的零输入响应
2.5.3 连续LTI系统的零状态响应
2.6 连续系统的冲激响应
2.7 卷积积分
2.7.1 卷积的计算
2.7.2 卷积的性质
2.7.3 奇异信号的卷积
2.8 冲激响应表示的系统特性
2.8.1 级联系统的冲激响应
2.8.2 并联系统的冲激响应
2.8.3 因果系统
2.8.4 稳定系统
本章小结
思考题
习题

第3章 连续时间信号与系统的频域分析
3.1 周期信号的频谱
3.1.1 周期信号的傅里叶级数展开
3.1.2 周期信号的频谱
3.1.3 周期信号的功率谱
3.2 非周期信号的频谱
3.2.1 非周期信号的傅里叶变换
3.2.2 常用信号的频谱函数
3.2.3 傅里叶变换的特性
3.2.4 非周期信号的能量频谱
3.3 连续时间系统的频域分析
3.3.1 连续时间系统的频域描述
3.3.2 系统频率响应
3.3.3 系统响应的频域求解
3.4 无失真传输系统与理想低通滤波器
3.4.1 无失真传输系统
3.4.2 理想滤波器
3.5 信号抽样及抽样定理
3.5.1 信号的时域抽样
3.5.2 时域抽样定理
3.5.3 信号的重建
3.6 信号调制与解调
3.6.1 信号幅度调制
3.6.2 同步解调
3.6.3 单边带幅度调制
3.6.4 频分复用
本章小结
思考题
习题

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析
4.1 连续时间信号的复频域分析
4.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4.1.2 单边拉普拉斯变换的收敛域
4.1.3 常用信号的拉普拉斯变换
4.1.4 单边拉普拉斯变换的性质
4.1.5 拉普拉斯反变换
4.2 连续LTI系统响应的复频域分析
4.2.1 微分方程的复频域求解
4.2.2 电路的复频域模型
4.3 连续时间系统函数与系统特性
4.3.1 系统函数定义与计算
4.3.2 系统函数的零极点分布
4.3.3 系统函数与系统特性
4.4 连续系统的模拟
4.4.1 系统的联结
4.4.2 连续系统的模拟
本章小结
思考题
习题

第5章 离散时间信号与系统的时域分析
5.1 离散时间信号时域描述
5.1.1 离散时间信号的表示
5.1.2 基本离散序列
5.2 离散时间信号的基本运算
5.3 离散时间信号的时域分解
5.4 离散LTI系统的描述及特点
5.4.1 离散时间系统的数学描述
5.4.2 线性非时变系统
5.5 离散时间LTI系统的响应
5.5.1 迭代法
5.5.2 经典法求解差分方程
5.5.3 离散LTI系统的零输入响应
5.5.4 离散LTI系统的零状态响应
5.6 离散系统的单位脉冲响应
5.7 序列卷积和
5.7.1 序列卷积和的图形计算
5.7.2 列表法计算序列卷积和
5.7.3 序列卷积和的性质
5.8 单位脉冲响应表示的系统特性
5.8.1 级联系统的单位脉冲响应
5.8.2 并联系统的单位脉冲响应
5.8.3 因果系统
5.8.4 稳定系统
本章小结
思考题
习题

第6章 离散时间信号与系统的Z域分析
6.1 离散时间信号的Z域分析
6.1.1 单边Z变换的定义及收敛域
6.1.2 常用序列的z变换
6.1.3 单边z变换的主要性质
6.1.4 单边z反变换
6.2 离散LTI系统响应的Z域分析
6.3 离散时间系统函数与系统特性
6.3.1 系统函数及其零极点
6.3.2 系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系
6.3.3 系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系
6.3.4 系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系
6.4 离散时间系统的模拟
6.4.1 离散时间系统的联结
6.4.2 离散系统的模拟
本章小结
思考题
习题

第7章 系统的状态变量分析
7.1 状态及状态空间的定义
7.2 连续时间系统状态方程的建立
7.2.1 连续时间系统状态方程的普遍形式
7.2.2 由电路图建立状态方程
7.2.3 由系统模拟方框图建立状态方程
7.2.4 由微分方程或系统函数建立状态方程
7.3 连续时间系统状态方程的求解
7.3.1 连续系统的状态方程的时域求解
7.3.2 状态方程的变换域求解
7.4 离散时间系统状态方程的建立
7.4.1 离散时间系统状态方程的一般形式
7.4.2 由系统模拟方框图建立状态方程
7.4.3 由系统函数或差分方程建立状态方程
7.5 离散时间系统状态方程的求解
7.5.1 离散状态方程的时域求解
7.5.2 离散状态方程的变换域求解
本章小结
思考题
习题
部分习题答案
参考文献

精彩书摘

1.3 信号与系统分析概述
1.3.1 信号与系统分析的基本内容与方法
信号与系统分析主要包括信号分析与系统分析两部分内容。信号分析的核心内容是信号的表达，即将复杂信号表达为一些基本信号的线性组合，通过研究基本信号的特性和信号的线性组合关系来研究复杂信号的特性。系统分析的主要任务是系统的描述，以及求解系统的输出响应。在种类繁多的系统中，线性非时变系统的分析具有重要的意义。因为实际应用中的大部分系统属于或可近似的看作是线性非时变系统，而且线性非时变系统的分析方法已有较完善的理论，因此本课程主要分析线性非时变系统。对于非线性系统与时变系统，近年来也有较大理论进展和应用领域，将在其他的课程中作专门的研究。
信号包括确定信号与随机信号。对于确定信号通过线性非时变系统的分析，主要采用数学模型的解析方法。即先建立描述系统的模型，然后根据输入激励求解出系统输出响应的解析表达式。，而对于随机信号通过线性非时变系统的分析，主要采用概率模型的统计方法，即根据输入随机信号的统计特性求解出输出随机信号的统计特性。在本课程中，主要对确定信号进行分析。对于确定信号通过线性非时变系统的分析，其主要任务就是建立与求解系统的数学模型。其中，建立系统数学模型的方法可分为输入输出描述法与状态空间描述法两种，而求解系统数学模型的方法可分为时间域分析法与变换域分析法。
在建立系统的数学模型时，输人输出描述法侧重于系统的外部特性，一般不考虑系统的内部变量，直接建立系统的输入与输出之间的函数关系。由此而建立的系统动态方程直观且简单，因而适合于单输入单输出系统分析。状态变量法侧重于系统的内部特性，建立系统的内部变量之间以及内部变量与输出之间的约束关系。

前言/序言

　　本教材根据国家教育部制定的高职高专教育信号与系统课程教学的基本要求和高职高专人才培养规格要求而编写。突出高职高专教育的特点，阐述信号与系统的基本理论，强调如何应用基本理论分析问题和解决问题。教材在以下方面具有特色。
　　1.在教育思想上，符合学生的认知规律，体现教材不仅是知识的载体，也是思维方法和认知过程的载体。传统观念常认为教材就是将前人积累的知识系统地组织在一起，学生读书的目的就是获取这些知识。实际上，人类学习的过程既是获取知识，也是学习能力和综合素质的培养过程。因此，教材不应只是静态的知识，应展现科学的思维方法和认知过程。因此，在本教材编写过程中，对教材的体系和内容进行了科学组织，体系结构循序渐进，内容叙述深入浅出，使之更加符合学习的认知过程。
　　2.在教材体系上，改变传统的电路与系统课程体系，建立了信号与系统、数字信号处理的新体系。先时域再变换域。因为我们生活在时空中，比较熟悉时间域，在深刻理解时域分析的理论和方法，了解其优缺点后，自然就容易进入变换域分析的领域，从而发现时域分析与变换域分析的相互关系和各自的适用范畴。先信号分析再系统分析，因为信号分析是系统分析的基础，只有通过信号分析，确定信号的特征，并对其进行有效的表达，才可能正确选择和设计相应的系统，对信号进行有效的处理。
　　3.在教材内容上，体现经典与现代、连续与离散、信号与系统的辩证关系，适当反映IT的新理论和新技术，内容阐述深人浅出，详略得当。在时域分析中，突出基本信号的数学定义和性质，以及信号分解理论和方法，系统的描述与时域特性；在变换域分析中，突出傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换的数学概念、物理概念和工程概念，淡化其数学技巧和运算，建立信号频谱与系统函数的概念。为了提高学生利用信号与系统的理论和方法分析问题和解决问题的能力，增编了许多工程性、设计性和综合性例题与习题。

现代通信基础：信号、系统与信息传递的奥秘 本书旨在深入浅出地揭示现代通信技术的核心——信号与系统的理论基石，并在此基础上探讨信息如何在复杂环境中得以高效、可靠地传递。我们从最基本的概念出发，逐步构建起理解通信系统运作的完整框架，让读者不仅能掌握理论知识，更能体会其在现实世界中的广泛应用。 第一部分：信号的本质与分类 万事万物皆有迹象，在科学领域，这些迹象便是“信号”。信号是我们理解世界、感知变化、传递信息的载体。本书将首先带领读者认识信号的多样性。 信号的基本概念： 我们将从信号的定义出发，理解它作为一种物理量或数学表示，如何随时间或空间的变化而携带信息。例如，声音的振动、光线的强弱、温度的升降，甚至股票市场的波动，都可以被抽象为信号。 信号的分类： 信号的种类繁多，为了便于分析和处理，我们需要对其进行分类。 连续信号与离散信号： 区分信号在时间和幅度上的连续性。连续信号在任何时刻都存在，如模拟电话信号；离散信号则只在特定采样点才有定义，如数字音频信号。 周期信号与非周期信号： 周期信号的模式会不断重复，如正弦波；非周期信号则没有这种重复性，如单个脉冲。 能量信号与功率信号： 根据信号的总能量和平均功率来判断其性质，这对系统设计中的功率分配和能量存储至关重要。 奇信号与偶信号： 信号的对称性分析，对于简化系统分析和算法设计具有重要意义。 信号的运算： 信号之间可以进行加、减、乘、除、移位、翻转、伸缩等基本运算，这些运算是后续系统分析的基础。例如，信号的移位操作在通信延迟的分析中不可或缺。 傅里叶分析： 这是信号分析的重头戏。我们将深入探讨傅里叶级数和傅里叶变换，理解如何将复杂的信号分解为一系列简单的正弦或余弦分量的叠加。这就像将一个复杂的乐曲分解为各个音符的组合，极大地简化了对信号的理解和处理。我们将学习如何分析信号的频域特性，了解哪些频率分量是主要的，哪些是次要的，这对于滤波器设计、频谱分析至关重要。 第二部分：系统的建模与响应 信号在传输过程中，往往会通过各种“系统”进行处理、变换或传递。系统是接收输入信号并产生输出信号的任意“黑箱”。理解系统的性质和响应，是掌握信号处理和通信的关键。 系统的定义与描述： 我们将从系统的基本定义出发，理解它作为一个变换器，如何将输入信号映射为输出信号。系统的描述方式多种多样，可以是数学方程、框图模型，或是行为特性。 系统的分类： 线性系统与非线性系统： 线性系统遵循叠加原理，即输入信号的线性组合，其输出信号也是对应输出信号的线性组合。这是分析和设计的基础。 时不变系统与时变系统： 时不变系统的特性不随时间改变，这意味着无论输入信号何时出现，系统的响应模式都是相同的。 因果系统与非因果系统： 因果系统只取决于当前和过去的输入，不存在对未来输入的依赖，这在实时系统中至关重要。 记忆系统与无记忆系统： 记忆系统对当前输出有依赖于历史输入，而无记忆系统则仅取决于当前输入。 系统的冲激响应： 冲激响应是描述线性时不变系统特性的 fundamental tool。它表示当系统输入为一个单位冲激信号时，系统的输出信号。通过冲激响应，我们可以计算系统对任意输入信号的响应，这体现了系统的“记忆”和“传播”特性。 卷积定理： 卷积是连接输入信号、系统冲激响应与输出信号的核心数学运算。本书将详细阐述卷积的定义、计算方法以及其在系统响应分析中的核心地位。掌握卷积，就掌握了分析线性时不变系统如何处理信号的钥匙。 系统函数与传递函数： 在频域中，系统的特性可以通过系统函数或传递函数来描述。我们将学习如何利用拉普拉斯变换和傅里叶变换，将时域的卷积运算转化为频域的乘积运算，大大简化了系统分析和设计。传递函数揭示了系统在不同频率下的增益和相位特性，为滤波器设计、稳定性分析提供了理论依据。 第三部分：通信系统中的信号与系统应用 理论知识最终要回归实践。本书将重点将前面学到的信号与系统理论应用于实际的通信系统中，展现其强大的生命力。 调制与解调： 在无线通信中，原始信号（如语音）通常需要被“调制”到高频载波上进行传输，以克服传输损耗和干扰。我们将学习各种调制技术，如调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等，并理解其背后的信号与系统原理。同时，接收端需要通过“解调”过程将原始信号从载波中恢复出来。 滤波技术： 滤波器是通信系统中不可或缺的组成部分，用于抑制噪声、选择特定频率的信号，或进行信号整形。我们将深入研究低通、高通、带通、带阻等各类滤波器，理解其设计原理和在通信系统中的应用，例如在接收端滤除干扰信号，或者在发射端限制信号的带宽。 采样与量化： 数字通信的基础是将连续信号转换为离散的数字信号。我们将详细讲解采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），理解采样率对信号恢复的重要性，以及量化误差对信号保真度的影响。 噪声与失真： 信号在传输过程中不可避免地会受到噪声的干扰和系统的失真。我们将分析不同类型的噪声（如加性高斯白噪声）及其对信号的影响，并探讨如何通过信号处理技术和系统设计来减轻噪声和失真的程度，提高通信的可靠性。 现代通信系统的实例分析： 本部分将通过一些具体的通信系统实例，如蜂窝通信、数字电视、无线局域网（Wi-Fi）等，来印证和深化我们对信号与系统理论的理解。我们将分析这些系统在信号产生、传输、接收和处理过程中是如何巧妙地运用信号与系统的原理来实现高效通信的。 本书特色： 理论与实践并重： 每一个理论概念都辅以清晰的解释和贴近实际的例子，帮助读者建立直观的认识。 循序渐进的学习路径： 从基础概念出发，逐步深入，逻辑清晰，确保读者能够系统地掌握知识。 强调工程应用： 重点突出信号与系统理论在现代通信、信号处理等工程领域中的实际应用价值。 清晰的图示与例题： 大量精美的图示和精心设计的例题，帮助读者理解抽象的数学概念，并巩固所学知识。 本书适合于高等职业院校、工程技术学院等相关专业的学生阅读，也是从事通信、电子、自动控制等领域工作的工程师和技术人员的必备参考书。通过学习本书，读者将能够深刻理解现代通信的奥秘，为进一步学习更高级的通信技术奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本优秀的教材应该能够激发读者的思考，而这本《信号与系统》无疑做到了这一点。它在讲解基础概念的同时，也时常引导读者思考更深层次的问题，比如信号的能量与功率如何影响系统响应，以及不同类型的信号在实际应用中各自的优势和局限性。书中关于Z变换的介绍，让我对离散时间系统的分析有了更系统的认识，特别是它在处理差分方程和系统稳定性分析上的便捷性，给我留下了深刻的印象。我非常喜欢书中对一些实际问题的建模分析，比如通信系统中信号的传输、滤波以及噪声的干扰，这些案例让理论知识变得鲜活起来，也让我看到了信号与系统这门学科在现代科技中的重要地位。这本书不仅仅是知识的传递，更是对学习者分析能力和解决问题能力的培养，让我对如何将所学知识应用于实际工程项目有了更清晰的方向。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它让“信号与系统”这个原本听起来有些高深的学科变得触手可及。作者以非常平易近人的语言，将复杂的数学概念和工程原理娓娓道来。我特别欣赏书中对时间域和频率域之间联系的阐释，通过生动的图示和形象的比喻，让我对傅里叶变换、拉普拉斯变换等工具不再感到畏惧，而是能理解它们如何揭示信号的内在规律。书中关于离散时间信号和系统的介绍也十分到位，与连续时间系统的对比让我对两者的异同有了清晰的认识，也为我后续学习数字信号处理打下了坚实的基础。另外，书中对系统稳定性的分析，通过特征方程的根以及根的位置与系统稳定性的关系，让我对如何判断一个系统是否稳定有了明确的判断依据。这本书就像一个耐心细致的老师，一步步引导我掌握了信号与系统的核心知识，让我觉得学习过程是充满乐趣和成就感的。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书在内容深度和广度上都给我留下了深刻的印象。它不仅仅是停留在信号与系统的基础理论层面，更是在很多地方进行了拓展和延伸，让我看到了这个学科在更广阔领域的应用潜力。例如，书中关于采样定理的讲解，不仅阐述了理论的严谨性，还引入了实际应用中的各种考量，比如奈奎斯特率、混叠现象以及如何避免这些问题，这对于我们未来从事数字信号处理的工作至关重要。另外，关于LTI系统（线性时不变系统）的部分，作者深入剖析了冲激响应的意义，以及如何利用它来预测系统的输出，这让我对系统的行为有了更深层次的理解。我特别喜欢书中对滤波器设计的讨论，虽然不是最详细的，但它提供了一个很好的入门视角，让我了解了不同类型滤波器的基本原理和适用场景。总的来说，这本书为我打开了一扇新的大门，让我对信号与系统这门学科有了更全面、更深刻的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》确实是一本让我眼前一亮的教材。作为一名对电子技术充满好奇的学生，我一直希望能找到一本既能打好理论基础，又足够贴近实际应用的教材，而这本书恰恰满足了我的需求。它不像一些理论教材那样晦涩难懂，而是循序渐进地引导我理解信号的基本概念，从时域到频域的转换，再到傅里叶级数和傅里叶变换的精髓，每一步都讲得清晰透彻。书中大量的图示和实例更是将抽象的数学概念具象化，让我在学习过程中不会感到迷茫。特别是关于系统响应的部分，作者通过实际电路的分析，让我深刻理解了线性系统、时不变系统、因果系统等概念在现实世界中的应用。我尤其欣赏书中对卷积运算的讲解，虽然这是一个比较复杂的概念，但通过作者精心设计的例子，我终于能够理解它在系统分析中的核心作用。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是对读者逻辑思维和分析能力的培养，让我对未来的专业学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

作为一名职业技术学院的学生，我更关注教材的实用性和操作性，而这本《信号与系统》在这方面做得相当出色。它没有回避理论的严谨性，但更侧重于将这些理论与实际工程问题联系起来。书中对于一些经典信号（如阶跃信号、指数信号、正弦信号）的介绍，不仅给出了它们的数学表达式，还分析了它们在实际通信、控制系统中的应用场景，这让我觉得学习不再是枯燥的理论推导，而是解决实际问题的有力工具。我尤其欣赏书中关于系统辨识和状态空间方法的引入，虽然篇幅不长，但它为我提供了理解更复杂的动态系统和设计先进控制策略的基础。教材中穿插的习题设计也很有代表性，涵盖了从基础概念验证到综合应用分析的各个层面，让我能够及时巩固所学知识，并检验自己的理解程度。这本书让我觉得，信号与系统这门课确实是我们进行更高级工程设计和分析必不可少的基础。