信號與係統/普通高等教育電子信息類規劃教材 [Signals and Systems] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王麗娟，賈永興，王友軍，王淵 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子信息
• 通信工程
• 控製工程
• 數學基礎
• 高等教育
• 規劃教材
• 電工學
• 係統分析

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111475330

版次：1

商品編碼：11605189

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子信息類規劃教材

外文名稱：Signals and Systems

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：291

字數：465000

正文語

編輯推薦

　　★突齣課程主綫，篇幅集中在確定信號、LTI係統和零狀態響應的概念、特性、相互關係以及分析的基本思路與方法。在第1章係統時域分析的編排中，側重與變換域分析方法貫通一緻的捲積法，應用受限的經典法不做專門介紹。零輸入響應的時域分析則為可酬情取捨的內容。
　　★零輸入響應時域分析方法的編寫和相關結論與其它教材有所不同。這部分僅介紹用捲積法思路去求電係統的零輸入響應問題，把求零輸入響應與求零狀態響應的思想方法統一在一起，並與S域電路模型的分析思路形成一緻。分析結果顯示：在有換路現象的電係統中，零輸入響應的“0?係統”數學模型通常為非齊次微分方程；並且換路時刻的零輸入響應以及零輸入響應從一階直到n ?1階導數會發生跳變。
　　★通過揭示各種數學運算背後反映的物理現象、工程應用背景或分析問題的思想方法，有效地迴答來自學生“為什麼學？學瞭有什麼用？”的種種疑問，希望能夠激發學生主動學習的熱情和欲望，培養理論聯係實際的意識、習慣與技能。
　　★為瞭便於閱讀，加強瞭章節編寫思路與解題思路的闡述。比如，對於典型或綜閤性舉例，總是先說明分析思路，再敘述具體步驟。通過在章節或例題的開頭闡述思路，提高教材的易讀易懂性，引導讀者掌握思想方法，弄清知識點之間的關係，提高學習效率。除此之外，通過插入分析題與思考題，引導思考，加深對學習內容的理解，並且改變單調閱讀的學習狀態。
　　★為適應不同課時、不同層次的使用，在內容組織上，采用先連續後離散，先時域後變換域。若實施課時少，選擇前1~ 4章連續時間係統分析也是一個完整的體係。有瞭前4章的基礎，自學離散部分的內容也不是件難事。在習題編排上，分基本題與深入題兩個層次；基本題側重基本概念和分析方法，題目難度小，題型相對簡單。深入題則綜閤性、應用性較強，對理解力與運算能力的要求高。
　　★針對近年來，信號與係統實驗逐步由硬件為主轉變為以MATLAB軟件為主這一趨勢，本書最後一章介紹瞭MATLAB的基本操作以及分析信號與係統的實例。

內容簡介

　　《信號與係統/普通高等教育電子信息類規劃教材》以確定信號和綫性時不變係統為分析對象，闡述瞭信號與係統的核心概念，介紹瞭幾種信號綫性分解的方法，以及分析綫性時不變係統的時域捲積法、傅裏葉變換法、拉普拉斯變換法和Z變換法。本書還介紹瞭MATLAB軟件在信號與係統分析中的使用。
　　《信號與係統/普通高等教育電子信息類規劃教材》難易程度適中，力求內容正確，思路清晰，易讀好懂，便於自學。在內容與習題編排上適閤40~ 60學時的不同層次教學使用。
　　《信號與係統/普通高等教育電子信息類規劃教材》可作為高等院校電氣電子信息類各專業以及工程技術類本科教材或者學習參考書，也可以作為成人教育、電子技術人員的培訓教材，或者電子工程技術愛好者的自學參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒 論
1.1信號與係統的概念
1.1.1信號的概念
1.1.2係統的概念
1.2 信號的描述與分類
1.2.1信號的描述
1.2.2信號的分類
1.3 連續時間信號的基本運算與變換
1.3.1 連續時間信號的基本運算
1.3.2 連續時間信號的基本變換
1.4 典型信號
1.4.1 復指數信號
1.4.2 抽樣信號
1.4.3 奇異信號
1.5 連續時間信號的奇偶分解
1.6 係統模型、分類和基本連接方式
1.6.1 係統模型
1.6.2 係統分類
1.7 綫性時不變係統
1.7.1 LTI係統的基本特性
1.7.2 LTI係統分析方法概述
習題1

第2章 信號與LTI連續時間係統的時域分析
2.1 引言
2.2 LTI連續時間係統的數學模型
2.2.1 算子符號與傳輸算子
2.2.2 用算子符號建立係統微分方程
2.2.3 邊界條件
2.3 係統的單位衝激響應
2.4 捲積
2.4.1 捲積
2.4.2 捲積運算
2.4.3 捲積的性質
*2.5零輸入響應
習題2

第3章 信號與係統的頻域分析
3.1 引言
3.2 周期信號的傅裏葉級數
3.2.1 三角形式的傅裏葉級數
3.2.2 復指數形式的傅裏葉級數
3.2.3 周期信號的頻譜
3.2.4 典型周期信號的傅裏葉級數
3.3 傅裏葉變換
3.3.1 傅裏葉變換
3.3.2 常用信號的傅裏葉變換
3.3.3 傅裏葉復係數Fn與頻譜函數F(?)的關係
3.4 傅裏葉變換的性質和定理
3.5 周期信號的傅裏葉變換
3.6 係統的頻域分析
3.6.1 係統函數
3.6.2係統的頻域分析
3.6.3 無失真傳輸
3.6.4 理想低通濾波器
3.7 時域采樣定理
習題3

第4章 LTI連續時間係統的復頻域分析法
4.1 引言
4.2 單邊拉普拉斯變換
4.2.1 單邊拉普拉斯變換的定義
4.2.2 單邊拉普拉斯變換的收斂域
4.2.3 部分基本函數的單邊拉普拉斯變換
4.3 單邊拉普拉斯變換的常用性質與定理
4.3.1 性質
4.3.2定理
4.4 拉普拉斯反變換
4.5 用拉普拉斯變換分析LTI連續時間係統
4.5.1綫性常係數微分方程的s域分析法
4.5.2 s域電路模型分析法
4.5.3 係統函數
4.6 係統函數與零、極點分析
4.6.1係統函數H(s)的零點與極點
4.6.2 H(s)的極點和零點分布與時域波形的關係
4.6.3 係統的穩定性
4.6.4 H(s)的零點和極點分布與頻率特性的關係
4.7 LTI連續時間係統的模擬
4.7.1 係統模擬的基本單元
4.7.2 直接型模擬
4.7.3 其它模擬形式
習題4

第5章 序列與LTI離散時間係統的時域分析
5.1 引言
5.2 離散時間信號 —— 序列
5.2.1序列及序列的錶示方法
5.2.2序列的變換與運算
5.2.3常用序列
5.2.4捲積和
5.3 LTI離散時間係統的時域分析
5.3.1 LTI離散時間係統的特性
5.3.2 LTI離散時間係統的數學模型與模擬
5.3.3 LTI離散時間係統的零輸入響應
5.3.4 LTI離散時間係統的單位脈衝響應
5.3.5 LTI離散時間係統的零狀態響應與全響應求解
習題5

第6章 LTI離散時間係統的z域分析
6.1 序列的z變換
6.1.1 z變換的定義
6.1.2 z變換的收斂域
6.2 z變換的性質與定理
6.2.1 z變換的基本性質
6.2.2 z變換的基本定理
6.3 逆z變換
6.4 離散時間係統的z域分析
6.4.1 用z變換解差分方程
6.4.2 LTI離散時間係統的係統函數
6.5 z變換與拉普拉斯變換的關係
習題6

第7章 MATLAB應用
7.1引言
7.2 MATLAB入門
7.2.1 MATLAB基本操作
7.2.2 可視化
7.3 連續時間係統時域分析的MATLAB實現
7.3.1 時域信號産生
7.3.2 時域信號的運算
7.3.3 係統響應的求解
7.4 連續時間係統頻域分析的MATLAB實現
7.4.1傅裏葉級數
7.4.2傅裏葉變換
7.4.3 係統函數
7.4.4 係統響應
7.5 連續時間係統復頻域分析的MATLAB實現
7.5.1拉普拉斯變換與反變換
7.5.2 係統函數
7.5.3 係統響應
7.6 離散時間係統時域分析的MATLAB實現
7.6.1 離散時間信號的産生
7.6.2 離散時間信號的運算
7.6.3 離散時間係統的響應求解
7.7 離散時間係統z域分析的MATLAB實現
7.7.1 Z變換和反變換
7.7.2 係統函數
7.7.3 係統響應求解

附錄 部分習題答案
參考文獻

前言/序言

《信號與係統》：探尋信息世界的奧秘 在信息爆炸的時代，理解和處理海量數據已成為一項核心能力。從我們日常接收的語音、圖像、視頻，到科學研究中的地震波、電磁信號，再到工程領域中的控製信號、通信碼流，這一切的背後都離不開“信號”的概念。而“係統”則是這些信號發生、傳播、處理和響應的載體與環境。《信號與係統》，作為一本深入淺齣的教材，正是帶領讀者遨遊於這個由信號與係統構成的廣闊天地，揭示信息世界的底層邏輯與運行規律。 本書並非一本陳列枯燥公式的工具書，而是一次對信息本質的探索之旅。它以嚴謹的數學語言為基礎，輔以豐富的工程實例，力求讓讀者在掌握抽象理論的同時，也能深刻理解其在實際應用中的強大威力。無論是對通信工程、自動控製、數字信號處理，還是生物醫學工程、經濟學建模等領域的研究者和工程師而言，本書都將是一份不可或缺的奠基之作。 第一章：信號的初探——信息載體的基本形態 本章是整個學習過程的起點。我們將首先對“信號”這一核心概念進行定義和分類。信號，顧名思義，是信息的載體，它可以是連續的，也可以是離散的；可以是周期的，也可以是非周期的；可以是確定的，也可以是隨機的。我們學習如何用數學語言來準確描述這些信號，例如用函數來錶示連續時間信號，用序列來錶示離散時間信號。 信號的分類： 瞭解連續信號與離散信號的區彆，周期信號與非周期信號的特徵，能量信號與功率信號的定義，以及偶信號與奇信號的性質。這些分類有助於我們更好地理解信號的特性，為後續的分析打下基礎。 信號的基本運算： 學習信號的加法、乘法、數乘、翻轉、移位等基本運算，理解這些運算對信號形態的影響。這些基本操作是信號處理的基石。 典型信號介紹： 深入學習正弦信號、指數信號、單位衝激信號（狄拉剋衝激）、單位階躍信號等在信號分析中的重要作用。例如，單位衝激信號常被用作係統的“探針”，通過觀察係統對它的響應，可以揭示係統的內在特性。 信號的能量與功率： 掌握計算信號能量和功率的方法，理解能量和功率在信號分析和係統設計中的意義。 第二章：係統的本質——信息轉換的機製 在認識瞭信號之後，我們自然會關注信號是如何被處理和轉換的，這就是“係統”的工作。本章將引入係統的概念，並從不同的角度對其進行描述和分類。係統可以看作是一個“黑箱”，它接收輸入信號，經過內部機製的處理，産生輸齣信號。理解係統的性質，是設計有效的信息處理方案的關鍵。 係統的定義與模型： 瞭解係統的輸入-輸齣關係，以及用框圖等方式錶示係統模型。 係統的分類： 綫性係統與非綫性係統： 綫性係統具有疊加性和齊次性，其分析方法更為成熟和完善。 時不變係統與時變係統： 時不變係統，其特性不隨時間變化，分析起來也更為簡便。 因果係統與非因果係統： 因果係統是指係統的輸齣隻依賴於當前和過去的輸入，這在實際應用中非常重要，因為我們無法預知未來。 穩定係統與不穩定係統： 係統的穩定性決定瞭其在輸入信號作用下是否會産生無界的輸齣，是係統設計中必須考慮的因素。 捲積： 捲積是描述綫性時不變係統輸入輸齣關係的極其重要的數學工具。本章將詳細介紹捲積的定義、性質以及如何進行計算，揭示輸入信號經過係統後如何被“塑造”成輸齣信號。 第三章：時域分析——信號與係統的經典視角 時域分析是研究信號與係統最直觀、最基本的方法。本章將結閤前兩章介紹的概念，深入探討如何在時間域內分析信號和係統的行為。通過對輸入信號和係統特性的瞭解，直接預測或計算輸齣信號的時域波形。 零輸入響應與零狀態響應： 分彆分析係統在無初始輸入和無初始狀態下，以及在有初始輸入和初始狀態下産生的響應，理解係統響應的構成。 捲積在時域分析中的應用： 再次強調捲積在計算綫性時不變係統零狀態響應中的核心作用，並通過實例演示如何求解。 衝激響應： 衝激響應是描述綫性時不變係統特性的一種重要方式，通過衝激響應，我們可以完全瞭解一個LTI係統的行為。 第四章：復數域與拉普拉斯變換——係統分析的有力工具 雖然時域分析直觀，但在處理復雜的信號和係統時，往往顯得力不從心。拉普拉斯變換作為一種強大的數學工具，能夠將時域的積分運算轉化為復數域的代數運算，極大地簡化瞭係統的分析和設計過程。 復數與復變函數基礎： 迴顧復數的基本概念、運算以及復變函數的性質，為理解拉普拉斯變換奠定基礎。 拉普拉斯變換的定義與性質： 詳細介紹單邊拉普拉斯變換的定義，以及其在綫性、時移、頻率 the frequency shifting、微分、積分等方麵的優良性質。 收斂域（ROC）： 理解收斂域的概念，它是拉普拉斯變換存在的關鍵，並決定瞭信號和係統的唯一性。 反拉普拉斯變換： 學習如何通過反拉普拉斯變換，將復數域的解轉換迴時域，獲得最終的係統響應。 利用拉普拉斯變換分析LTI係統： 演示如何通過傳遞函數（係統在拉普拉斯域中的錶示），以及如何利用拉普拉斯變換求解係統的零輸入響應和零狀態響應。 係統穩定性與極點/零點： 探索係統穩定性與傳遞函數極點位置之間的關係，為設計穩定係統提供理論依據。 第五章：頻域分析——信號與係統的另一種維度 信號不僅僅存在於時間維度，它也包含豐富的頻率成分。頻域分析關注的是信號在不同頻率上的分布特性，以及係統對不同頻率信號的處理方式。傅裏葉變換是頻域分析的核心工具，它能夠將時域信號分解成一係列不同頻率的正弦波疊加。 傅裏葉級數： 介紹如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦（或復指數）信號的疊加，理解周期信號的頻譜。 傅裏葉變換： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，介紹傅裏葉變換的定義、性質及其在信號分析中的應用。 頻率響應： 引入頻率響應的概念，它是係統對不同頻率信號的增益和相位變化的描述，是理解係統頻率特性的關鍵。 利用傅裏葉變換分析LTI係統： 演示如何利用傅裏葉變換來分析係統的頻率響應，以及如何通過輸入信號的頻譜和係統的頻率響應來計算輸齣信號的頻譜。 帕塞瓦爾定理： 介紹帕塞瓦爾定理，它將信號的能量在時域和頻域之間建立聯係。 第六章：離散時間信號與係統——數字世界的信號處理 隨著數字技術的發展，離散時間信號和係統在現代通信、控製、音頻、圖像處理等領域占據著越來越重要的地位。本章將介紹離散時間信號的基本概念，以及與之對應的離散時間係統分析方法。 離散時間信號的錶示與基本運算： 學習離散時間信號的錶示方式（序列），以及其基本運算。 離散時間係統的特性： 介紹綫性、時不變、因果、穩定性等概念在離散時間係統中的體現。 Z變換： 類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用，Z變換是分析離散時間係統最強大的工具。本章將詳細介紹Z變換的定義、性質、收斂域以及反Z變換。 利用Z變換分析離散時間LTI係統： 演示如何利用Z變換和傳遞函數來分析離散時間係統的特性，求解零輸入響應和零狀態響應。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 介紹DFT及其高效算法FFT，它們是進行數字信號頻譜分析和處理的基礎。 貫穿全書的理念： 本書在內容組織上，注重理論與實踐的結閤。每一章的理論講解都會輔以豐富的例題，這些例題來自通信、控製、信號處理等多個工程領域，力求讓讀者在解決實際問題的過程中，加深對理論知識的理解。同時，本書也強調瞭學習方法的重要性，鼓勵讀者積極思考，主動探索，將所學知識融會貫通。 學習本書的意義： 掌握《信號與係統》的知識，意味著您將具備理解和分析信息係統運行機製的能力。您將能夠： 理解通信係統的原理： 從基帶信號到調製解調，理解信息如何在信道中傳輸。 掌握控製係統的設計： 瞭解如何通過反饋和信號處理來穩定和優化係統的行為。 深入數字信號處理： 為音頻、圖像、視頻的壓縮、濾波、增強等技術打下基礎。 培養工程思維： 學習如何將抽象的數學模型應用於解決實際工程問題。 《信號與係統》這本書，不僅是您在電子信息類專業學習道路上的重要夥伴，更是您打開信息世界大門的一把鑰匙。它將引導您從最基本的信號形態，逐步深入到復雜的係統分析，最終讓您能夠自信地駕馭信息時代的洪流。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人稱道，它不僅僅是停留在基礎概念的講解，而是能夠深入到一些更高級的話題，並且將它們巧妙地融入整體框架中。我被書中關於“狀態空間錶示”的章節深深吸引，它提供瞭一種完全不同的視角來描述和分析綫性係統，這讓我覺得耳目一新。書中的一個例子，是關於如何用狀態空間來描述一個二階振蕩器，我以前總是覺得很難理解振蕩係統的動態行為，但通過狀態空間，我能更直觀地理解係統的內部狀態如何隨時間變化。另外，對於隨機信號的處理，書中也給齣瞭非常有價值的講解，比如如何定義和計算信號的功率譜密度，這對於理解噪聲的影響至關重要。我記得有幾頁關於“維納濾波”的介紹，雖然略有難度，但作者的講解很有層次，讓我對如何從噪聲中提取有用信號有瞭一個初步的認識。總的來說，這本書的內容非常有挑戰性，但也非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統》真是讓我大開眼界，完全顛覆瞭我之前對這門課程的認知。我還以為這隻是枯燥的數學公式和理論堆砌，沒想到作者能把如此抽象的概念講得如此生動形象。書中的案例分析簡直是神來之筆，將理論與實際應用緊密結閤，讓我清晰地看到瞭傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些工具在現實世界中是如何發揮作用的。比如，書中關於音頻信號處理的那幾章，我看得津津有味。它 not only 解釋瞭為什麼要進行采樣和量化，還深入淺齣地介紹瞭各種濾波器的設計原理，甚至還模擬瞭實際的音頻降噪過程。我以前覺得黑盒子的信號處理過程，現在仿佛都有瞭脈絡。更重要的是，書中的圖示和示意圖非常直觀，很多復雜的概念通過這些圖就能瞬間理解。我尤其喜歡它對捲積運算的解釋，那種逐步展開、可視化操作的方式，比我之前看過的任何教材都要清晰。感覺這本書不僅教會瞭我“是什麼”，更教會瞭我“為什麼”和“怎麼用”，這對於我後續的學習和科研，無疑打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本《信號與係統》，我感覺自己的思維方式都有瞭質的提升。以前總覺得信號處理就是一堆數學公式，記住瞭考試也就過瞭，但這本書讓我看到瞭更深層次的聯係。它強調瞭係統的“輸入-輸齣”模型，讓我明白瞭很多看似無關的現象背後，其實都遵循著相似的係統原理。尤其是關於因果係統、綫性係統、時不變係統這些基本概念的闡述，非常有條理，而且通過一係列巧妙的例子，將抽象的概念具象化。書中的一道例題，討論瞭如何通過一個簡單的一階RC電路來模擬一個延遲係統，這個例子非常貼切，讓我一下子就理解瞭時不變性在實際係統中的意義。而且，它對離散時間係統和連續時間係統的統一處理方式，也讓我看到瞭信號與係統理論的普適性。感覺這本書不僅僅是教授知識，更重要的是培養一種解決問題的思維框架。我開始能夠從係統的角度去分析和理解各種工程問題，而不僅僅局限於具體的實現細節。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始對這本書並沒有抱太高的期望，以為它會是市麵上眾多教材的翻版。但當我真正開始閱讀時，我纔發現它的獨特之處。作者在解釋一些經典概念時，采用瞭非常新穎的類比和圖示，大大降低瞭理解難度。比如，在講解“係統辨識”時，書中用瞭一個非常生動的例子，通過觀測一個未知設備的輸入輸齣數據，來推斷齣設備的內部模型。這個例子讓我對係統辨識有瞭直觀的認識，也意識到它在實際工程中的重要性。而且，書中的數學推導過程也處理得恰到好處，既保證瞭嚴謹性，又不會讓人感到過於晦澀。我尤其欣賞它對“數字信號處理”部分的處理，它將連續信號與離散信號的聯係講得非常清楚，並強調瞭數字處理的優勢。總之，這本書給我帶來瞭很多意想不到的收獲，它不僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在耐心引導我探索信號與係統這個迷人的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排設計讓我感到非常驚喜，完全不是我印象中那種“硬核”的教材風格。它在保持學術嚴謹性的同時，融入瞭許多引人入勝的內容。我尤其喜歡它在介紹傅裏葉級數時，從周期信號的分解入手，一步步引導讀者理解諧波分量的概念，最後再引齣傅裏葉級數的數學錶達式。這種循序漸進的方式，讓學習過程變得非常順暢。而且，書中還穿插瞭一些關於信號處理在通信、控製、圖像處理等領域應用的介紹，這些內容讓我對信號與係統這門學科的應用前景有瞭更清晰的認識，也激發瞭我進一步深入學習的興趣。我記得有幾頁專門講到瞭在數字電視廣播中，如何利用信號編碼和濾波技術來提高傳輸效率和抗乾擾能力，這個案例讓我覺得非常實用，也很有啓發性。總的來說，這本書的敘述方式非常“接地氣”，讓枯燥的理論變得鮮活起來。