高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材：信号与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹才开 等 著

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• 信号与系统
• 电子技术
• 应用型人才
• 高等院校
• 教材
• 课程规划
• 电子工程
• 通信工程
• 自动化
• 电路分析

出版社： 中南大学出版社

ISBN：9787548703457

版次：1

商品编码：10829671

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：385

字数：625000

正文语种：中文

内容简介

《高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材》共分9章，它们依次是：信号与系统的基本概念、连续系统的时域分析、连续系统的频域分析、连续系统的复频域分析、连续系统的模拟与硬件实现、离散系统的时域分析、离散系统的2域分析、离散系统的模拟与硬件实现和状态空间分析法。除了第5、8、9章外，每章的重点内容均用MATLAB软件仿真，共有24个例子，每个例子均有MATLAB源程序和输出结果（波形、数据等）。这些例子均可以作为本课程的实验项目。
《高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材：信号与系统》的特点是突出基本内容和概念；突出工程应用；“软”、“硬”结合实现对信号处理和系统分析。每章均有大量例题，书中每章前面有“内容提要”，每章有小结和习题。书末提供了部分习题答案，便于教学与自学。
《高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材：信号与系统》作为本科电子类、自动控制类、通信类、计算机类各专业的《信号与系统》课程的教材，也可供广大工程技术人员参考。

目录

第1章 信号与系统的基本概念
1.1 引言
1.2 信号的基本概念
1.2.1 信号的定义及分类
1.2.2 常用连续时间信号
1.2.3 信号的时域变换与运算
1.3 系统的基本概念
1.3.1 系统的分类与描述
1.3.2 系统的基本结构
1.3.3 线性系统的性质
1.4 信号与系统分析概要
1.4.1 信号分析
1.4.2 系统分析
1.5 基本信号及信号运算的MAT1AB仿真
本章小结
习题1

第2章 连续系统的时域分析
2.1 引言
2.2 系统的微分方程描述及其算子表示
2.2.1 系统的微分方程描述
2.2.2 系统微分方程的算子表示
2.2.3 系统的传输算子
2.3 系统的零输入响应
2.3.1 一阶、二阶系统的零输入响应
2.3.2 n阶系统的零输入响应
2.4 系统的零状态响应与完全响应
2.5 系统的冲激响应与阶跃响应
2.5.1 系统的冲激响应
2.5.2 系统的阶跃响应
2.6 卷积及其应用
2.6.1 卷积的概念及其性质
2.6.2 卷积的计算
2.7 系统零状态响应的卷积积分计算法
2.8 连续系统时域分析的MATLAB仿真
本章小结
习题2

第3章 连续系统的频域分析
3.1 引言
3.2 正交函数的概念
3. 2.1 函数的正交定义
3.2.2 函数的正交集
3.3 周期信号的分解--傅里叶级数
3. 3.1 周期信号的三角函数形式的傅里叶级数
3.3.2 周期信号的指数函数形式的傅里叶级数
3.3.3 傅里叶级数的性质
3.4 周期信号的频谱
3. 4.1 周期信号的频谱特点
3.4.2 周期信号的频带宽度
3.5 非周期信号的分解--傅里叶变换
3. 5.1 傅里叶变换
3.5.2 常用非周期信号的傅里叶变换
3.6 傅里叶变换的性质与应用
3.6.1 线性特性
3.6.2 尺度变换与频谱展缩
3.6.3 信号的时移与频谱的相位移
3.6.4 调制与频谱搬移
3.6.5 卷积定理及其应用
3.6.6 时域微积分特性
3.6.7 频域微分特性
3.7 信号的功率谱与能量谱
3.7.1 信号的功率谱
3.7.2 信号的能量谱
3.8 信号采样与采样定理
3.8.1 信号采样
3.8.2 采样定理
3.9 连续系统的频域分析应用举例
3.9.1 连续系统函数
3.9.2 无失真传输系统
……
第4章 连续系统的复频域分析
第5章 连续系统的模拟与硬件实现
第6章 离散系统的时域分析
第7章 离散系统的Z域分析
第8章 离散系统的模拟与硬件实现
第9章 状态空间分析法
部分习题参考答案
参考文献

前言/序言

信号与系统 内容简介 《信号与系统》作为高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材的核心组成部分，旨在为学生打下坚实的理论基础，并突出其在实际工程应用中的重要性。本书系统地阐述了信号的基本概念、分类、运算以及系统模型的建立与分析方法，覆盖了从时域到频域，再到复频域的完整分析框架。通过理论讲解与典型算例相结合的方式，帮助读者深入理解信号与系统的内在联系，掌握分析和设计各种信号处理和系统功能的关键技术。 第一篇 时域分析 第一章 信号的概念与分类 本章首先引入“信号”这一核心概念，将其定义为携带信息、随时间或其他独立变量变化的物理量。我们将信号划分为连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、奇信号与偶信号、能量信号与功率信号等基本类型。通过生动的类比和图示，使读者直观地理解不同信号类型的特征。例如，模拟信号和数字信号的差异，音频、视频信号的周期性分析，以及如何判断一个信号是能量信号还是功率信号，这对于后续的信号表示和系统响应分析至关重要。 第二章 基本信号 本章详细介绍了工程实践中经常遇到的几种基本信号，包括单位冲激信号（狄拉克冲激）、单位阶跃信号、矩形脉冲信号、指数信号（实指数和复指数）以及正弦信号。我们将深入探讨它们的数学表示、波形特征以及相互之间的关系，例如单位阶跃信号是单位冲激信号的积分，单位冲激信号可以看作是无限窄、无限高的脉冲。这些基本信号不仅是构成复杂信号的基础，也是分析系统特性的重要工具。 第三章 信号的运算 信号的运算是信号处理的基础。本章将重点介绍时间翻转、时间移动、时间尺度变换（压缩与扩展）以及信号的相加、相乘等基本运算。这些运算在信号的表示、变换和分析中扮演着至关重要的角色。例如，通过对一个基本信号进行时间平移和幅度缩放，就可以生成更复杂的信号。这些运算的熟练掌握，为理解信号的特性和系统的响应奠定了基础。 第四章 卷积及其应用 卷积是线性时不变（LTI）系统分析的核心数学工具。本章将深入讲解连续和离散卷积的定义、性质以及计算方法。我们将通过详细的推导和实例，展示卷积如何描述LTI系统对任意输入信号的输出响应，即系统的“记忆”效应。此外，本章还将探讨卷积在信号滤波、系统建模等方面的具体应用，例如用卷积核来表示滤波器的特性，并通过卷积运算得到滤波后的信号。 第五章 线性时不变（LTI）系统 本章系统地介绍了LTI系统的定义、基本性质（叠加性、时不变性）以及其重要的表征——单位脉冲响应。我们将阐述LTI系统的特性如何由其单位脉冲响应完全确定，并且任何LTI系统的输出都可以通过输入信号与单位脉冲响应的卷积来获得。通过分析不同单位脉冲响应所对应的系统特性，例如低通、高通、带通滤波器等，使读者建立起系统模型与实际功能之间的联系。 第二篇 频域分析 第六章 傅里叶级数 本章将引入傅里叶级数的概念，揭示周期信号可以分解为一系列正弦和余弦（或复指数）分量的叠加。我们将详细介绍傅里叶级数的三角形式和复指数形式，以及如何计算傅里叶级数的系数。通过傅里叶级数，我们可以从周期信号的“时域”表现过渡到其“频域”表现，即分析信号包含哪些频率成分及其对应的幅度与相位。这为理解信号的频谱特性奠定了基础。 第七章 傅里叶变换 傅里叶变换是傅里叶级数在非周期信号上的推广。本章将详细阐述傅里叶变换的定义、性质以及计算方法，包括线性性、时移性、频率移性、对称性、卷积性质等。傅里叶变换能够将任意信号分解为无穷多个正弦信号的叠加，从而揭示信号的频谱特性，即信号在不同频率上的能量分布。我们将通过大量实例，展示傅里叶变换在信号分析、系统频率响应分析等方面的强大威力。 第八章 傅里叶变换的应用 本章将深入探讨傅里叶变换在工程实践中的各种应用。我们将重点介绍傅里叶变换在信号滤波（低通、高通、带通滤波）、频谱分析（识别信号的频率成分）、通信系统（调制与解调）以及系统频率响应分析等方面的应用。通过实际案例，例如音频信号的频谱分析，将使读者深刻理解傅里叶变换在解决实际工程问题中的重要作用。 第九章 帕斯瓦尔定理与能量谱密度 本章介绍帕斯瓦尔定理，它揭示了信号在时域的能量等于其在频域能量的积分，从而建立了时域能量与频域能量之间的联系。在此基础上，我们将引入能量谱密度，用于描述信号能量在频率上的分布情况。这对于理解信号的能量分布和进行能量相关的分析具有重要意义。 第三篇 拉普拉斯变换与Z变换 第十章 拉普拉斯变换 拉普拉斯变换是对傅里叶变换的进一步推广，它能够处理不稳定系统和复指数衰减信号。本章将详细介绍单边拉普拉斯变换的定义、性质（线性性、时移性、积分性、微分性、卷积性等）以及常用函数的拉普拉斯变换对。我们将重点关注收敛域（ROC）的概念，它对于唯一确定一个信号或系统至关重要。拉普拉斯变换为分析更广泛的线性系统提供了强大的数学工具。 第十一章 拉普拉斯变换在系统分析中的应用 本章将阐述拉普拉斯变换在LTI系统分析中的重要应用。我们将通过推导，将LTI系统的微分方程转化为代数方程，从而方便地求解系统的零输入响应和零状态响应。本章还将介绍系统函数（传递函数）的概念，它是在复频域（s域）中描述LTI系统输入输出关系的函数。通过系统函数，我们可以分析系统的稳定性和频率响应。 第十二章 Z变换 Z变换是离散时间信号和离散时间LTI系统分析的有力工具，它类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。本章将详细介绍单边Z变换的定义、性质（线性性、时移性、乘积性、微分性、卷积性等）以及常用序列的Z变换对。与拉普拉斯变换类似，收敛域（ROC）在Z变换中也扮演着至关重要的角色，它决定了序列的唯一性。 第十三章 Z变换在系统分析中的应用 本章将介绍Z变换在离散时间LTI系统分析中的应用。我们将通过将差分方程转化为代数方程，来求解离散系统的零输入响应和零状态响应。本章还将介绍离散时间系统的系统函数（传递函数），它是在Z域中描述离散系统输入输出关系的函数。通过分析离散系统的系统函数，我们可以判断其稳定性和频率响应。 第四篇 应用与进阶 第十四章 采样定理 采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的关键步骤。本章将深入阐述奈奎斯特-香农采样定理，即连续时间信号能够无失真地恢复的充分必要条件是采样频率高于信号最高频率的两倍（奈奎斯特频率）。我们将通过数学推导和图示，清晰地说明奈奎斯特率和混叠现象，并介绍抗混叠滤波器的作用。 第十五章 滤波器设计基础 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色，其作用是选择性地通过或阻止特定频率范围内的信号。本章将介绍理想滤波器和实际滤波器的概念，并初步介绍滤波器设计的基本思想。我们将探讨低通、高通、带通和带阻滤波器的基本类型及其在工程中的应用，例如音频信号的去噪、特定频率信号的提取等。 第十六章 应用举例 本章将通过若干典型的工程应用实例，将前面学到的信号与系统分析方法融会贯通。例如，我们将分析一个简单的通信系统的模型，讲解信号的调制、解调过程；分析一个音频处理系统，演示如何使用滤波器来去除噪声或增强特定频率；或者分析一个控制系统的动态特性，展示如何利用拉普拉斯变换或Z变换来分析系统的稳定性和响应。这些实际案例将帮助读者巩固理论知识，并体会信号与系统在现代工程技术中的广泛应用。 本书强调理论与实践相结合，在每个章节都配有丰富的例题和习题，旨在帮助读者加深对概念的理解，并锻炼分析和解决实际问题的能力。通过学习本书，学生将能够掌握信号的基本特性，理解不同信号之间的转换关系，熟练运用时域、频域及复频域的分析方法，并能初步分析和设计基本的信号处理系统和电子系统。这些能力对于未来从事电子信息、通信工程、自动控制、计算机科学等相关领域的工程师至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书中对离散时间信号处理（DTSP）部分的阐述感到非常困惑。它似乎将连续时间系统（CT）的理论直接“翻译”成了离散时间，但关键的采样定理和量化误差的讨论却轻描淡写。在实际的ADC/DAC设计中，量化噪声和混叠现象是决定系统性能的瓶颈。然而，这本书对如何选择合适的采样率、如何设计抗混叠滤波器（例如，介绍Chebyshev或椭圆滤波器的设计过程）几乎没有涉及。相反，它花费了大量的篇幅去详细推导Z变换的收敛域，这个知识点在很多现代DSP芯片的编程实践中，其重要性远不如理解有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器的稳定性和相位特性。我特别想知道，对于一个应用型教材，它有没有提供一些关于固定点运算和溢出处理的实例？显然，这本厚厚的书里，我们找不到任何关于这些底层硬件限制的讨论。

评分☆☆☆☆☆

让我来谈谈关于系统辨识和自适应滤波器的章节。这是现代信号处理，尤其是在雷达、声纳和通信均衡中不可或缺的部分。然而，在这本规划教材中，我找不到任何关于最小均方误差（LMS）算法的实际应用案例，也没有提及卡尔曼滤波在状态估计中的重要性。它似乎认为，只要学生掌握了傅里叶分析，就足以应对所有的信号处理挑战。这种思维定势是极其危险的。在实际工程中，很多信号的特性是未知的或时变的，需要算法能够“学习”和“适应”。这本书对这类动态系统的处理完全是空白，给人的感觉是，它只教授了如何分析“已知”的静态系统，而没有教会学生如何去“发现”和“控制”未知的动态过程。如果它能提供一些关于如何使用LMS算法来消除回声或均衡信道失真的例子，这本书的价值将大大提升。

评分☆☆☆☆☆

这本《高等院校培养应用型人才电子技术类课程系列规划教材：信号与系统》真是让人眼前一亮。我最近在准备一个关于嵌入式系统的项目，需要对信号处理有更深入的理解，但这本教材却完全没有触及到实时操作系统（RTOS）或者具体的硬件接口设计，比如SPI、I2C这些在实际应用中至关重要的内容。书里花了大量的篇幅去讲解傅里叶变换、拉普拉斯变换的数学推导，虽然理论基础扎实是好事，但对于一个以“应用型人才培养”为目标的教材来说，实在是有些脱节了。我更期待看到的是如何利用MATLAB或Python的工具箱快速实现对特定信号（比如传感器数据）的滤波和分析，而不是沉浸在纯粹的数学世界里无法自拔。教材的章节安排也显得有些陈旧，感觉像是七八十年代的教材直接搬过来，缺乏与现代电子工程实践的结合点。对于我们这些急需将理论快速转化为生产力的学习者来说，这样的内容深度和广度都显得有些不够“应用”。如果能加入一些基于FPGA或DSP的实例讲解，那就完美了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，翻开这本书，我立刻感受到了浓厚的学院派气息，但这种气息带来的负面影响就是，它几乎完全忽略了现代通信系统中的非线性失真问题。比如，在讲解线性时不变（LTI）系统的响应时，书里只是简单地提及了饱和效应，但没有深入探讨如何使用Volterra级数或者描述函数法来分析实际放大器中的谐波失真和互调失真。对于一个致力于培养“电子技术类应用型人才”的教材，如果不能教会学生如何处理真实世界中无处不在的非线性现象，那简直是本末倒置。我试着在目录里寻找相关的章节，结果失望地发现，对于噪声的建模和处理也仅仅停留在高斯白噪声的初级层面，完全没有涉及更复杂的带限噪声或者散粒噪声对系统性能的影响。这本教材在理论的完备性上做得还行，但在工程实践的复杂性应对上，简直是束手无策。希望未来的版本能增加一些关于失真分析和噪声抑制的实战章节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，坦白说，非常不符合当代读者的阅读习惯。线条图和波形图的质量极低，很多关键点的标注模糊不清，使得我不得不花费额外的精力去重新绘制草图来理解其几何意义。更让人抓狂的是，书中大量依赖于教科书式的黑白图解，完全没有利用现代出版技术提供清晰的三维视图或动态仿真图示。例如，在讲解卷积的几何意义时，如果能配上一个动态展示“翻转、移动、相乘、累加”过程的动画片段，理解起来会比对着那些静止的、参数密集的公式直观得多。这种视觉上的贫乏，极大地削弱了教材的教学效能。对于追求效率的学习者来说，这种过时的图文表达方式，无疑是一种巨大的时间浪费。它更像是一本供研究人员参考的旧版参考书，而不是一本面向应用型学生的入门或进阶教材。