信号与系统/普通高等教育电子信息类规划教材 [Signals and Systems] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王丽娟，贾永兴，王友军，王渊 著

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 电子信息
• 通信工程
• 控制工程
• 数学基础
• 高等教育
• 规划教材
• 电工学
• 系统分析

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111475330

版次：1

商品编码：11605189

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子信息类规划教材

外文名称：Signals and Systems

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：291

字数：465000

正文语

编辑推荐

　　★突出课程主线，篇幅集中在确定信号、LTI系统和零状态响应的概念、特性、相互关系以及分析的基本思路与方法。在第1章系统时域分析的编排中，侧重与变换域分析方法贯通一致的卷积法，应用受限的经典法不做专门介绍。零输入响应的时域分析则为可酬情取舍的内容。
　　★零输入响应时域分析方法的编写和相关结论与其它教材有所不同。这部分仅介绍用卷积法思路去求电系统的零输入响应问题，把求零输入响应与求零状态响应的思想方法统一在一起，并与S域电路模型的分析思路形成一致。分析结果显示：在有换路现象的电系统中，零输入响应的“0?系统”数学模型通常为非齐次微分方程；并且换路时刻的零输入响应以及零输入响应从一阶直到n ?1阶导数会发生跳变。
　　★通过揭示各种数学运算背后反映的物理现象、工程应用背景或分析问题的思想方法，有效地回答来自学生“为什么学？学了有什么用？”的种种疑问，希望能够激发学生主动学习的热情和欲望，培养理论联系实际的意识、习惯与技能。
　　★为了便于阅读，加强了章节编写思路与解题思路的阐述。比如，对于典型或综合性举例，总是先说明分析思路，再叙述具体步骤。通过在章节或例题的开头阐述思路，提高教材的易读易懂性，引导读者掌握思想方法，弄清知识点之间的关系，提高学习效率。除此之外，通过插入分析题与思考题，引导思考，加深对学习内容的理解，并且改变单调阅读的学习状态。
　　★为适应不同课时、不同层次的使用，在内容组织上，采用先连续后离散，先时域后变换域。若实施课时少，选择前1~ 4章连续时间系统分析也是一个完整的体系。有了前4章的基础，自学离散部分的内容也不是件难事。在习题编排上，分基本题与深入题两个层次；基本题侧重基本概念和分析方法，题目难度小，题型相对简单。深入题则综合性、应用性较强，对理解力与运算能力的要求高。
　　★针对近年来，信号与系统实验逐步由硬件为主转变为以MATLAB软件为主这一趋势，本书最后一章介绍了MATLAB的基本操作以及分析信号与系统的实例。

内容简介

　　《信号与系统/普通高等教育电子信息类规划教材》以确定信号和线性时不变系统为分析对象，阐述了信号与系统的核心概念，介绍了几种信号线性分解的方法，以及分析线性时不变系统的时域卷积法、傅里叶变换法、拉普拉斯变换法和Z变换法。本书还介绍了MATLAB软件在信号与系统分析中的使用。
　　《信号与系统/普通高等教育电子信息类规划教材》难易程度适中，力求内容正确，思路清晰，易读好懂，便于自学。在内容与习题编排上适合40~ 60学时的不同层次教学使用。
　　《信号与系统/普通高等教育电子信息类规划教材》可作为高等院校电气电子信息类各专业以及工程技术类本科教材或者学习参考书，也可以作为成人教育、电子技术人员的培训教材，或者电子工程技术爱好者的自学参考书。

内页插图

目录

第1章 绪 论
1.1信号与系统的概念
1.1.1信号的概念
1.1.2系统的概念
1.2 信号的描述与分类
1.2.1信号的描述
1.2.2信号的分类
1.3 连续时间信号的基本运算与变换
1.3.1 连续时间信号的基本运算
1.3.2 连续时间信号的基本变换
1.4 典型信号
1.4.1 复指数信号
1.4.2 抽样信号
1.4.3 奇异信号
1.5 连续时间信号的奇偶分解
1.6 系统模型、分类和基本连接方式
1.6.1 系统模型
1.6.2 系统分类
1.7 线性时不变系统
1.7.1 LTI系统的基本特性
1.7.2 LTI系统分析方法概述
习题1

第2章 信号与LTI连续时间系统的时域分析
2.1 引言
2.2 LTI连续时间系统的数学模型
2.2.1 算子符号与传输算子
2.2.2 用算子符号建立系统微分方程
2.2.3 边界条件
2.3 系统的单位冲激响应
2.4 卷积
2.4.1 卷积
2.4.2 卷积运算
2.4.3 卷积的性质
*2.5零输入响应
习题2

第3章 信号与系统的频域分析
3.1 引言
3.2 周期信号的傅里叶级数
3.2.1 三角形式的傅里叶级数
3.2.2 复指数形式的傅里叶级数
3.2.3 周期信号的频谱
3.2.4 典型周期信号的傅里叶级数
3.3 傅里叶变换
3.3.1 傅里叶变换
3.3.2 常用信号的傅里叶变换
3.3.3 傅里叶复系数Fn与频谱函数F(?)的关系
3.4 傅里叶变换的性质和定理
3.5 周期信号的傅里叶变换
3.6 系统的频域分析
3.6.1 系统函数
3.6.2系统的频域分析
3.6.3 无失真传输
3.6.4 理想低通滤波器
3.7 时域采样定理
习题3

第4章 LTI连续时间系统的复频域分析法
4.1 引言
4.2 单边拉普拉斯变换
4.2.1 单边拉普拉斯变换的定义
4.2.2 单边拉普拉斯变换的收敛域
4.2.3 部分基本函数的单边拉普拉斯变换
4.3 单边拉普拉斯变换的常用性质与定理
4.3.1 性质
4.3.2定理
4.4 拉普拉斯反变换
4.5 用拉普拉斯变换分析LTI连续时间系统
4.5.1线性常系数微分方程的s域分析法
4.5.2 s域电路模型分析法
4.5.3 系统函数
4.6 系统函数与零、极点分析
4.6.1系统函数H(s)的零点与极点
4.6.2 H(s)的极点和零点分布与时域波形的关系
4.6.3 系统的稳定性
4.6.4 H(s)的零点和极点分布与频率特性的关系
4.7 LTI连续时间系统的模拟
4.7.1 系统模拟的基本单元
4.7.2 直接型模拟
4.7.3 其它模拟形式
习题4

第5章 序列与LTI离散时间系统的时域分析
5.1 引言
5.2 离散时间信号 —— 序列
5.2.1序列及序列的表示方法
5.2.2序列的变换与运算
5.2.3常用序列
5.2.4卷积和
5.3 LTI离散时间系统的时域分析
5.3.1 LTI离散时间系统的特性
5.3.2 LTI离散时间系统的数学模型与模拟
5.3.3 LTI离散时间系统的零输入响应
5.3.4 LTI离散时间系统的单位脉冲响应
5.3.5 LTI离散时间系统的零状态响应与全响应求解
习题5

第6章 LTI离散时间系统的z域分析
6.1 序列的z变换
6.1.1 z变换的定义
6.1.2 z变换的收敛域
6.2 z变换的性质与定理
6.2.1 z变换的基本性质
6.2.2 z变换的基本定理
6.3 逆z变换
6.4 离散时间系统的z域分析
6.4.1 用z变换解差分方程
6.4.2 LTI离散时间系统的系统函数
6.5 z变换与拉普拉斯变换的关系
习题6

第7章 MATLAB应用
7.1引言
7.2 MATLAB入门
7.2.1 MATLAB基本操作
7.2.2 可视化
7.3 连续时间系统时域分析的MATLAB实现
7.3.1 时域信号产生
7.3.2 时域信号的运算
7.3.3 系统响应的求解
7.4 连续时间系统频域分析的MATLAB实现
7.4.1傅里叶级数
7.4.2傅里叶变换
7.4.3 系统函数
7.4.4 系统响应
7.5 连续时间系统复频域分析的MATLAB实现
7.5.1拉普拉斯变换与反变换
7.5.2 系统函数
7.5.3 系统响应
7.6 离散时间系统时域分析的MATLAB实现
7.6.1 离散时间信号的产生
7.6.2 离散时间信号的运算
7.6.3 离散时间系统的响应求解
7.7 离散时间系统z域分析的MATLAB实现
7.7.1 Z变换和反变换
7.7.2 系统函数
7.7.3 系统响应求解

附录 部分习题答案
参考文献

前言/序言

《信号与系统》：探寻信息世界的奥秘 在信息爆炸的时代，理解和处理海量数据已成为一项核心能力。从我们日常接收的语音、图像、视频，到科学研究中的地震波、电磁信号，再到工程领域中的控制信号、通信码流，这一切的背后都离不开“信号”的概念。而“系统”则是这些信号发生、传播、处理和响应的载体与环境。《信号与系统》，作为一本深入浅出的教材，正是带领读者遨游于这个由信号与系统构成的广阔天地，揭示信息世界的底层逻辑与运行规律。 本书并非一本陈列枯燥公式的工具书，而是一次对信息本质的探索之旅。它以严谨的数学语言为基础，辅以丰富的工程实例，力求让读者在掌握抽象理论的同时，也能深刻理解其在实际应用中的强大威力。无论是对通信工程、自动控制、数字信号处理，还是生物医学工程、经济学建模等领域的研究者和工程师而言，本书都将是一份不可或缺的奠基之作。 第一章：信号的初探——信息载体的基本形态 本章是整个学习过程的起点。我们将首先对“信号”这一核心概念进行定义和分类。信号，顾名思义，是信息的载体，它可以是连续的，也可以是离散的；可以是周期的，也可以是非周期的；可以是确定的，也可以是随机的。我们学习如何用数学语言来准确描述这些信号，例如用函数来表示连续时间信号，用序列来表示离散时间信号。 信号的分类： 了解连续信号与离散信号的区别，周期信号与非周期信号的特征，能量信号与功率信号的定义，以及偶信号与奇信号的性质。这些分类有助于我们更好地理解信号的特性，为后续的分析打下基础。 信号的基本运算： 学习信号的加法、乘法、数乘、翻转、移位等基本运算，理解这些运算对信号形态的影响。这些基本操作是信号处理的基石。 典型信号介绍： 深入学习正弦信号、指数信号、单位冲激信号（狄拉克冲激）、单位阶跃信号等在信号分析中的重要作用。例如，单位冲激信号常被用作系统的“探针”，通过观察系统对它的响应，可以揭示系统的内在特性。 信号的能量与功率： 掌握计算信号能量和功率的方法，理解能量和功率在信号分析和系统设计中的意义。 第二章：系统的本质——信息转换的机制 在认识了信号之后，我们自然会关注信号是如何被处理和转换的，这就是“系统”的工作。本章将引入系统的概念，并从不同的角度对其进行描述和分类。系统可以看作是一个“黑箱”，它接收输入信号，经过内部机制的处理，产生输出信号。理解系统的性质，是设计有效的信息处理方案的关键。 系统的定义与模型： 了解系统的输入-输出关系，以及用框图等方式表示系统模型。 系统的分类： 线性系统与非线性系统： 线性系统具有叠加性和齐次性，其分析方法更为成熟和完善。 时不变系统与时变系统： 时不变系统，其特性不随时间变化，分析起来也更为简便。 因果系统与非因果系统： 因果系统是指系统的输出只依赖于当前和过去的输入，这在实际应用中非常重要，因为我们无法预知未来。 稳定系统与不稳定系统： 系统的稳定性决定了其在输入信号作用下是否会产生无界的输出，是系统设计中必须考虑的因素。 卷积： 卷积是描述线性时不变系统输入输出关系的极其重要的数学工具。本章将详细介绍卷积的定义、性质以及如何进行计算，揭示输入信号经过系统后如何被“塑造”成输出信号。 第三章：时域分析——信号与系统的经典视角 时域分析是研究信号与系统最直观、最基本的方法。本章将结合前两章介绍的概念，深入探讨如何在时间域内分析信号和系统的行为。通过对输入信号和系统特性的了解，直接预测或计算输出信号的时域波形。 零输入响应与零状态响应： 分别分析系统在无初始输入和无初始状态下，以及在有初始输入和初始状态下产生的响应，理解系统响应的构成。 卷积在时域分析中的应用： 再次强调卷积在计算线性时不变系统零状态响应中的核心作用，并通过实例演示如何求解。 冲激响应： 冲激响应是描述线性时不变系统特性的一种重要方式，通过冲激响应，我们可以完全了解一个LTI系统的行为。 第四章：复数域与拉普拉斯变换——系统分析的有力工具 虽然时域分析直观，但在处理复杂的信号和系统时，往往显得力不从心。拉普拉斯变换作为一种强大的数学工具，能够将时域的积分运算转化为复数域的代数运算，极大地简化了系统的分析和设计过程。 复数与复变函数基础： 回顾复数的基本概念、运算以及复变函数的性质，为理解拉普拉斯变换奠定基础。 拉普拉斯变换的定义与性质： 详细介绍单边拉普拉斯变换的定义，以及其在线性、时移、频率 the frequency shifting、微分、积分等方面的优良性质。 收敛域（ROC）： 理解收敛域的概念，它是拉普拉斯变换存在的关键，并决定了信号和系统的唯一性。 反拉普拉斯变换： 学习如何通过反拉普拉斯变换，将复数域的解转换回时域，获得最终的系统响应。 利用拉普拉斯变换分析LTI系统： 演示如何通过传递函数（系统在拉普拉斯域中的表示），以及如何利用拉普拉斯变换求解系统的零输入响应和零状态响应。 系统稳定性与极点/零点： 探索系统稳定性与传递函数极点位置之间的关系，为设计稳定系统提供理论依据。 第五章：频域分析——信号与系统的另一种维度 信号不仅仅存在于时间维度，它也包含丰富的频率成分。频域分析关注的是信号在不同频率上的分布特性，以及系统对不同频率信号的处理方式。傅里叶变换是频域分析的核心工具，它能够将时域信号分解成一系列不同频率的正弦波叠加。 傅里叶级数： 介绍如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦（或复指数）信号的叠加，理解周期信号的频谱。 傅里叶变换： 将傅里叶级数推广到非周期信号，介绍傅里叶变换的定义、性质及其在信号分析中的应用。 频率响应： 引入频率响应的概念，它是系统对不同频率信号的增益和相位变化的描述，是理解系统频率特性的关键。 利用傅里叶变换分析LTI系统： 演示如何利用傅里叶变换来分析系统的频率响应，以及如何通过输入信号的频谱和系统的频率响应来计算输出信号的频谱。 帕塞瓦尔定理： 介绍帕塞瓦尔定理，它将信号的能量在时域和频域之间建立联系。 第六章：离散时间信号与系统——数字世界的信号处理 随着数字技术的发展，离散时间信号和系统在现代通信、控制、音频、图像处理等领域占据着越来越重要的地位。本章将介绍离散时间信号的基本概念，以及与之对应的离散时间系统分析方法。 离散时间信号的表示与基本运算： 学习离散时间信号的表示方式（序列），以及其基本运算。 离散时间系统的特性： 介绍线性、时不变、因果、稳定性等概念在离散时间系统中的体现。 Z变换： 类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用，Z变换是分析离散时间系统最强大的工具。本章将详细介绍Z变换的定义、性质、收敛域以及反Z变换。 利用Z变换分析离散时间LTI系统： 演示如何利用Z变换和传递函数来分析离散时间系统的特性，求解零输入响应和零状态响应。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 介绍DFT及其高效算法FFT，它们是进行数字信号频谱分析和处理的基础。 贯穿全书的理念： 本书在内容组织上，注重理论与实践的结合。每一章的理论讲解都会辅以丰富的例题，这些例题来自通信、控制、信号处理等多个工程领域，力求让读者在解决实际问题的过程中，加深对理论知识的理解。同时，本书也强调了学习方法的重要性，鼓励读者积极思考，主动探索，将所学知识融会贯通。 学习本书的意义： 掌握《信号与系统》的知识，意味着您将具备理解和分析信息系统运行机制的能力。您将能够： 理解通信系统的原理： 从基带信号到调制解调，理解信息如何在信道中传输。 掌握控制系统的设计： 了解如何通过反馈和信号处理来稳定和优化系统的行为。 深入数字信号处理： 为音频、图像、视频的压缩、滤波、增强等技术打下基础。 培养工程思维： 学习如何将抽象的数学模型应用于解决实际工程问题。 《信号与系统》这本书，不仅是您在电子信息类专业学习道路上的重要伙伴，更是您打开信息世界大门的一把钥匙。它将引导您从最基本的信号形态，逐步深入到复杂的系统分析，最终让您能够自信地驾驭信息时代的洪流。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排设计让我感到非常惊喜，完全不是我印象中那种“硬核”的教材风格。它在保持学术严谨性的同时，融入了许多引人入胜的内容。我尤其喜欢它在介绍傅里叶级数时，从周期信号的分解入手，一步步引导读者理解谐波分量的概念，最后再引出傅里叶级数的数学表达式。这种循序渐进的方式，让学习过程变得非常顺畅。而且，书中还穿插了一些关于信号处理在通信、控制、图像处理等领域应用的介绍，这些内容让我对信号与系统这门学科的应用前景有了更清晰的认识，也激发了我进一步深入学习的兴趣。我记得有几页专门讲到了在数字电视广播中，如何利用信号编码和滤波技术来提高传输效率和抗干扰能力，这个案例让我觉得非常实用，也很有启发性。总的来说，这本书的叙述方式非常“接地气”，让枯燥的理论变得鲜活起来。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始对这本书并没有抱太高的期望，以为它会是市面上众多教材的翻版。但当我真正开始阅读时，我才发现它的独特之处。作者在解释一些经典概念时，采用了非常新颖的类比和图示，大大降低了理解难度。比如，在讲解“系统辨识”时，书中用了一个非常生动的例子，通过观测一个未知设备的输入输出数据，来推断出设备的内部模型。这个例子让我对系统辨识有了直观的认识，也意识到它在实际工程中的重要性。而且，书中的数学推导过程也处理得恰到好处，既保证了严谨性，又不会让人感到过于晦涩。我尤其欣赏它对“数字信号处理”部分的处理，它将连续信号与离散信号的联系讲得非常清楚，并强调了数字处理的优势。总之，这本书给我带来了很多意想不到的收获，它不仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在耐心引导我探索信号与系统这个迷人的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都令人称道，它不仅仅是停留在基础概念的讲解，而是能够深入到一些更高级的话题，并且将它们巧妙地融入整体框架中。我被书中关于“状态空间表示”的章节深深吸引，它提供了一种完全不同的视角来描述和分析线性系统，这让我觉得耳目一新。书中的一个例子，是关于如何用状态空间来描述一个二阶振荡器，我以前总是觉得很难理解振荡系统的动态行为，但通过状态空间，我能更直观地理解系统的内部状态如何随时间变化。另外，对于随机信号的处理，书中也给出了非常有价值的讲解，比如如何定义和计算信号的功率谱密度，这对于理解噪声的影响至关重要。我记得有几页关于“维纳滤波”的介绍，虽然略有难度，但作者的讲解很有层次，让我对如何从噪声中提取有用信号有了一个初步的认识。总的来说，这本书的内容非常有挑战性，但也非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

读完这本《信号与系统》，我感觉自己的思维方式都有了质的提升。以前总觉得信号处理就是一堆数学公式，记住了考试也就过了，但这本书让我看到了更深层次的联系。它强调了系统的“输入-输出”模型，让我明白了很多看似无关的现象背后，其实都遵循着相似的系统原理。尤其是关于因果系统、线性系统、时不变系统这些基本概念的阐述，非常有条理，而且通过一系列巧妙的例子，将抽象的概念具象化。书中的一道例题，讨论了如何通过一个简单的一阶RC电路来模拟一个延迟系统，这个例子非常贴切，让我一下子就理解了时不变性在实际系统中的意义。而且，它对离散时间系统和连续时间系统的统一处理方式，也让我看到了信号与系统理论的普适性。感觉这本书不仅仅是教授知识，更重要的是培养一种解决问题的思维框架。我开始能够从系统的角度去分析和理解各种工程问题，而不仅仅局限于具体的实现细节。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统》真是让我大开眼界，完全颠覆了我之前对这门课程的认知。我还以为这只是枯燥的数学公式和理论堆砌，没想到作者能把如此抽象的概念讲得如此生动形象。书中的案例分析简直是神来之笔，将理论与实际应用紧密结合，让我清晰地看到了傅里叶变换、拉普拉斯变换这些工具在现实世界中是如何发挥作用的。比如，书中关于音频信号处理的那几章，我看得津津有味。它 not only 解释了为什么要进行采样和量化，还深入浅出地介绍了各种滤波器的设计原理，甚至还模拟了实际的音频降噪过程。我以前觉得黑盒子的信号处理过程，现在仿佛都有了脉络。更重要的是，书中的图示和示意图非常直观，很多复杂的概念通过这些图就能瞬间理解。我尤其喜欢它对卷积运算的解释，那种逐步展开、可视化操作的方式，比我之前看过的任何教材都要清晰。感觉这本书不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”和“怎么用”，这对于我后续的学习和科研，无疑打下了坚实的基础。