信号与系统教程（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

燕庆明，于凤芹，顾斌杰 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• 通信原理
• 控制系统
• 电子工程
• 高等数学
• 工程数学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040340457

版次：3

商品编码：11808079

包装：平装

丛书名： 教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：395

字数：570000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统教程（第三版）》全国教育科学“十一五”规划课题“我国高校应用型人才培养模式研究”电子类课题项目研究成果之一。内容符合教育部颁布的《高等学校信号与系统课程教学基本要求》，又特别适合培养应用型人才的需要。全书共9章：信号与系统导论：连续系统的时域分析；信号与系统的频域分析；连续系统的复频域分析；系统函数与零极点分析；离散系统的时域分析；离散系统的z域分析；连续和离散系统的状态变量分析；信号与系统分析的MATLAB实现。《信号与系统教程（第三版）》重点突出、面向应用、文理渗透、风格独特；叙述生动形象、简明易懂、适于教学。
　　《信号与系统教程（第三版）》可作为电子信息工程、通信工程、自动化、电子科学与技术、电气工程及其自动化、计算机科学与技术、检测技术与仪器、物联网工程、生物医学工程等专业的“信号与系统”课程的教材，也可供成人教育的相关专业选用和广大科技工作者参考。
　　《信号与系统教程（第三版）》第一版于2005年被评为江苏省精品教材。第二版于2008年被评为江苏省精品课程教材。

作者简介

　　燕庆明，1944年11月生，山东滕州市人，江南大学教授。毕业于原两安军事电讯工程学院电子对抗专业。在高等学校学习和工作已46年。曾任江南大学副校长、教育部高等学校电工课程教学指导委员会委员、全国高等学校电路和信号系统教学与教材研究会常务理事。在国内外公开发表研究论文50余篇。从1980年起参编国家规划教材2部，主编规划教材8部，累计300余万字。获省部级以上优秀教学成果奖3项。主编的《信号与系统》于1995年获第三届全国优秀教材二等奖，该书第四版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材，高等教育出版社）被评为2008年度普通离等教育精品教材。主编的《电路分析教程》（第二版，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，高等教育出版社）被评为2008年度普通高等教育精品教材。主编的《信号与系统教程》（教育科学“十五”国家规划课题研究成果，高等教育出版社）于2005年被评为江苏省精品教材，该书第二版于2008年被评为江苏省精品课程主讲教材。

内页插图

目录

第1章 信号与系统导论
1．1 历史的回顾
1．2 应用领域
1．3 信号的概念
1．3．1 信号及其分类
1．3．2 信号分析与处理
1．4 系统的概念
1．4．1 系统及其分类
1．4．2 系统分析
1．5 常用的基本信号
1．6 信号的简单处理
1．7 单位冲激函数
扩展与启迪：规律崇简
小结
习题

第2章 连续系统的时域分析
2．1 线性时不变系统描述及其响应
2．1．1 系统的微分方程
2．1．2 零输入响应与零状态响应
2．2 冲激响应与阶跃响应
2．2．1 冲激响应
2．2．2 阶跃响应
2．2．3 利用转移算子求冲激响应
2．3 卷积及其应用
2．3．1 卷积的概念与性质
2．3．2 系统的卷积分析法
2．3．3 卷积的计算：图形扫描法
2．4 特征函数及其应用
扩展与启迪：系统方法之妙
小结
习题

第3章 信号与系统的频域分析
3．1 周期信号的分解与合成
3．1．1 周期信号的三角级数表示
3．1．2 周期信号的复指数级数表示
3．2 周期信号的频谱
3．2．1 周期信号频谱的特点
3．2．2 双边频谱与信号的带宽
3．3 非周期信号的频谱
3．3．1 傅里叶变换
3．3．2 常用非周期信号的频谱
3．3．3 帕塞瓦尔定理
3．4 傅里叶变换的性质与应用
3．4．1 线性性质
3．4．2 脉冲展缩与频带变化
3．4．3 信号的延时与相位移动
3．4．4 信号的调制与频谱搬移
3．4．5 时一频对称性
3．4．6 卷积定理
3．4．7 时域微分特性
3．4．8 时域积分特性
3．5 周期信号的傅里叶变换
3．6 系统的频域分析
3．6．1 系统函数与无失真传输
3．6．2 信号通过理想滤波器
3．7 取样定理及其应用
3．7．1 取样信号
3．7．2 取样定理
3．8 频域分析用于通信系统
3．8．1 信号的调制与解调
3．8．2 正弦调幅与频分复用
3．8．3 脉冲调幅与时分复用
扩展与启迪：对称之美
小结
习题

第4章 连续系统的复频域分析
4．1 拉普拉斯变换
4．1．1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4．1．2 常用信号的拉普拉斯变换
4．2 拉普拉斯变换的主要性质
4．2．1 线性性质
4．2．2 延时性质
4．2．3 微分定理
4．2．4 积分定理
4．2．5 卷积定理
4．2．6 初值与终值定理
4．3 拉普拉斯反变换
4．4 系统的s域分析
4．4．1 微分方程的拉普拉斯变换解法
4．4．2 电路的s域模型及应用
扩展与启迪：数学方法的魅力
小结
习题

第5章 系统函数与零、极点分析
5．1 系统函数与系统模拟
5．1．1 再论系统函数
5．1．2 系统的方框图表示与模拟
5．2 系统函数的零、极点
5．2．1 H（s）的零、极点
5．2．2 H（s）的零、极点分布与时域特性的
关系
5．2．3 H（s）的零、极点分布与频域特性的
关系
5．3 线性系统的稳定性
5．3．1 系统稳定的概念
5．3．2 稳定性判据
5．4 s域分析应用于控制系统
5．4．1 开环与闭环控制
5．4．2 系统阶跃响应的动态指标
扩展与启迪：善用模拟
小结
习题

第6章 离散系统的时域分析
6．1 离散时间信号
6．1．1 离散信号的概念与表示
6．1．2 离散信号的基本运算
6．2 离散时间系统
6．2．1 离散系统的差分方程
6．2．2 离散系统的时域模拟
6．2．3 系统的零输入响应
6．3 卷积和及其应用
6．3．1 离散信号的分解与卷积和
6．3．2 离散系统的零状态响应
6．4 反演卷积和
扩展与启迪：连续与离散
小结
习题

第7章 离散系统的z域分析
7．1 z变换
7．1．1 z变换的定义
7．1．2 典型序列的z变换
7．2 z反变换
7．2．1 幂级数展开法（长除法）
7．2．2 部分分式展开法
7．3 z变换的主要性质
7．3．1 线性性质
7．3．2 移位特性
7．3．3 尺度变换
7．3．4 卷和定理
7．4 离散系统的z域分析
7．4．1 差分方程的z变换解
7．4．2 系统函数H（z）
7．4．3 离散系统的z域模拟
7．5 系统的零、极点与稳定性
7．5．1 H（x）的零、极点分布与h（n）的
关系
7．5．2 离散系统的稳定性
7．6 数字信号处理
7．6．1 离散系统的频率特性
7．6．2 数字信号处理的概念
7．7 离散时间信号的频谱（DTFT）
扩展与启迪：移植而旁通
小结
习题

第8章 连续和离散系统的状态变量
分析
8．1 线性系统的状态方程
8．1．1 状态变量与状态方程
8．1．2 状态方程的一般形式
8．2 状态方程的解
8．2．1 状态方程的时域求解
8．2．2 状态方程的s域求解
8．3 非线性系统的状态方程
8．4 离散系统的状态变量分析
8．4．1 离散系统的状态方程
8．4．2 离散状态方程的时域求解
8．4．3 状态方程的z域求解
扩展与启迪：非线性与复杂性
小结
习题

第9章 信号与系统分析的MATLAB实现
9．1 MATLAB应用概要
9．2 MATLAB方法实现信号波形
9．3 MATLAB方法用于时域分析
9．4 MATLAB方法用于频域分析
9．5 MATLAB方法用于复频域分析
9．6 MATIAB方法用于系统函数与零、极点分析
9．7 MATLAB方法用于离散系统时域分析
9．8 MATLAB方法用于z域分析
9．9 MATLAB方法用于数字信号处理
9．1 0MATIAB方法用于状态变量分析
习题

全书总结
附录A 有理函数的部分分式展开法
附录B 常用周期信号的傅里叶级数表
附录C 常用非周期信号的傅里叶变换表
附录D 罗斯-霍尔维茨稳定性判据
部分习题答案
索引
参考文献
书末寄语

前言/序言

　　在全国高等学校教学研究中心规划和推荐之下，我们为本科学生编写的《信号与系统教程》一书从2004年问世以来，前后两版已重印了15次，得到许多高校师生的认可。随着教育改革的不断发展，使我们更加确信：在高等教育大众化的背景下，培养应用型人才一定要有合适的教科书。为此，我们在修订第三版书稿时所贯彻的编写思想有以下五点：一是保持原书的特色，即突出概念，深入浅出，简洁流畅，适于教学。二是注重基本，力戒面面俱到使篇幅过大，因为学习的规律是少而精则得，多而繁则惑。三是不能千书一面，空谈抽象数学理论，因为学生认知的切入点是直觉、形象与简单。四要格物致知，有理有事，结合应用，因为只有理论联系实际，才能学以致用。五是文理渗透，升华概念，因为教育是心灵与思维的培育过程，理工科学生也需要形象思维，才会增强创新意识。
　　从教学的基本内容考虑，虽然电子科学技术的发展日益迅速，但本课程还没有面临教学内容需要大幅度更新和重组的格局。信号与系统的基础理论仍具有很强的生命力，并继续渗透到非电的其他领域。基于此，这次修订中仍把信号与系统的基本概念、基本规律和基本分析方法作为全书的重点予以保证。在体系上，除导论外，本书前4章讲述连续信号与系统，6、7两章讲述离散信号与系统，第8章将连续与离散合在一起用状态空间法分析。在国外大多数高校也是先讲连续后讲离散。在内容的处理上，由感性到理性，步步深入，前呼后应，面向应用，有所创新（提出特征函数概念及应用方法等），反映前沿（如非线性系统的混沌现象等），并注意课程的分工。对于双边拉氏变换、双边z变换、信号流图、数字信号处理方法、序列的傅里叶变换等内容都不是本书的重点，只是点到为止。因为这些内容应当在后续课程中完成。从发展趋势和学生的特点来看，学好本书的基本内容已经足够了。
　　第三版与第二版相比还有一个重要不同，是把MATLAB实现方法集中列于第9章。因为许多院校在实施教学时是把信号与系统的硬件实验和上机实验放在理论教学之后集中安排，所以单独列出第9章的内容便于老师灵活处理。如果喜欢每章结束后进行MATLAB方法练习，也可以从第9章中选取相应内容进行教学。书中打“”'号的内容不作基本要求，由学生选学。
　　为了便于教学，使课堂教学更加直观生动和加大信息量，我们修编了电子教案，由高等教育出版社免费提供给广大教师使用。

信号与系统教程（第三版） - 深入理解动态世界的基石 《信号与系统教程（第三版）》并非仅仅是一本教材，它更是通往理解和分析我们周围瞬息万变的世界的关键钥匙。本书以严谨的学术态度和清晰的教学方法，为读者构建了一个坚实的信号与系统理论基础。从最基本的概念出发，逐步深入到复杂的分析技术，旨在培养读者独立思考和解决实际工程问题的能力。 内容亮点与特色： 一、 信号的本质与分类： 本书从“信号”这一核心概念入手，深入剖析了其定义、性质和数学表示。我们将信号视为信息载体，它承载着各种物理量随时间或其他独立变量的变化信息。教程详尽地阐述了信号的多种分类方式，例如： 连续时间信号与离散时间信号： 区分在连续时间变量下定义的信号（如音频信号、温度变化）和在离散时间点上定义的信号（如采样后的数字音频、股票价格日线数据）。强调了两者在数学模型和分析方法上的根本差异。 周期信号与非周期信号： 探讨信号是否具有重复的模式，以及周期信号的基波频率和谐波分量。 能量信号与功率信号： 介绍如何评估信号的能量和功率，以及这一区分在信号处理和通信系统设计中的重要性。 奇信号与偶信号： 分析信号的对称性，以及奇偶性在信号分解和处理中的应用。 确定性信号与随机信号： 区分具有明确数学表达式的信号和具有统计特性的信号，为后续引入概率论和随机过程打下基础。 二、 系统的定义与特性： 紧随信号的讨论，本书系统地介绍了“系统”的概念。系统被定义为对输入信号进行处理并产生输出信号的“黑箱”。我们深入探究了系统的基本性质，这些性质对于理解和设计任何信号处理系统都至关重要： 时不变性： 探讨系统的特性是否随时间发生变化。一个时不变系统，其对输入信号的响应在任何时刻都是相同的，仅随输入信号的移位而相应移位。 线性： 阐述系统的叠加原理和齐次性。线性系统能够保持信号的比例关系和加性，是信号处理中最基础也是最重要的性质之一。 因果性： 讨论系统的输出是否只取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。因果性在实时系统中尤为关键。 稳定性： 探究系统在有界输入下是否会产生有界输出。稳定性是系统可靠运行的根本保证。 三、 傅里叶变换：揭示信号的频域奥秘： 傅里叶变换是信号与系统理论中最强大、最基础的分析工具之一。本书将其作为重点内容，从多个角度进行深入讲解： 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）分量的叠加。理解了傅里叶级数，就意味着掌握了理解周期信号频谱的基础。 傅里叶变换： 将傅里叶级数的概念推广到非周期信号。傅里叶变换能够将信号从时域转换到频域，清晰地揭示信号包含的各种频率成分及其相对强度。 傅里叶变换的性质： 详细阐述了傅里叶变换的各种重要性质，如线性、时移、频移、卷积、尺度变换、微分、积分等。这些性质极大地简化了信号和系统的分析过程。 帕塞瓦尔定理： 讨论了时域能量与频域能量之间的关系，为信号能量的计算和分析提供了重要依据。 应用实例： 通过大量的工程实例，展示傅里叶变换在音频处理、图像分析、通信系统、振动分析等领域的广泛应用，让读者深刻理解理论的实际价值。 四、 拉普拉斯变换：处理更广泛的系统分析： 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它能够处理更广泛的信号和系统，特别是包含指数衰减或增长的信号，以及非稳定系统。 拉普拉斯变换的定义与性质： 介绍双边拉普拉斯变换和单边拉普拉斯变换，并详述其线性、时移、积分、微分、卷积等重要性质。 收敛域（ROC）： 强调收敛域的重要性，它不仅决定了拉普拉斯变换的存在性，还包含了系统稳定性和因果性的信息。 逆拉普拉斯变换： 讲解如何通过部分分式展开、查表法等多种方法将频域函数转换回时域信号。 应用： 重点阐述拉普拉斯变换在线性常系数微分方程求解、系统稳定性分析、系统暂态响应分析等方面的应用。 五、 Z变换：离散时间信号与系统的有力工具： Z变换是拉普拉斯变换在离散时间信号与系统领域的对应。它为数字信号处理和数字控制系统分析提供了核心理论框架。 Z变换的定义与性质： 介绍单边Z变换和双边Z变换，并深入探讨其线性、时移、乘法、卷积等性质。 收敛域（ROC）： 强调Z变换收敛域在判断系统因果性、稳定性等方面的重要作用。 逆Z变换： 讲解如何利用幂级数展开、部分分式展开、留数定理等方法求解逆Z变换。 应用： 重点展示Z变换在数字滤波器设计、离散系统稳定性分析、离散系统暂态响应分析等方面的应用。 六、 卷积：理解系统的动态响应： 卷积是描述线性时不变系统输入-输出关系的数学运算。本书将卷积的理论与实践紧密结合。 卷积的定义与几何意义： 深入浅出地解释卷积的数学定义，并结合图形演示其几何含义，帮助读者直观理解。 卷积定理： 介绍卷积在时域和频域（傅里叶变换和Z变换）下的对应关系，极大地简化了复杂系统的分析。 系统脉冲响应： 阐述系统脉冲响应在描述线性时不变系统特性中的核心地位，并说明如何通过卷积运算得到任意输入信号下的系统输出。 应用： 通过实例演示卷积在信号滤波、系统响应计算、系统辨识等方面的应用。 七、 状态空间分析：更全面的系统描述： 作为一种更现代、更通用的系统分析方法，状态空间分析被引入本书，为读者提供另一种理解和描述复杂系统的视角。 状态变量和状态方程： 介绍如何选择合适的状态变量来描述系统的内部状态，并建立描述系统动态演化的状态方程。 输出方程： 阐述输出方程如何将系统状态与外部输出联系起来。 系统性质的辨识： 探讨如何从状态空间模型中分析系统的可控性、可观测性、稳定性等重要性质。 离散时间状态空间模型： 介绍离散时间系统的状态空间表示及其分析方法。 本书的价值： 扎实的理论基础： 本书系统地梳理了信号与系统领域的核心理论，为读者打下坚实的理论根基。 丰富的例题与习题： 穿插大量的计算例题和设计类例题，帮助读者将理论知识融会贯通。配套的习题设计由浅入深，既巩固了基础，又提升了解决实际问题的能力。 清晰的逻辑结构： 内容组织严谨，逻辑清晰，循序渐进，确保读者能够逐步掌握复杂的概念。 广泛的应用前景： 信号与系统理论是电子工程、通信工程、计算机科学、控制工程、生物医学工程等众多学科的基础。掌握本书内容，将为读者在这些领域的研究和发展奠定坚实基础。 培养分析能力： 引导读者学会如何将实际问题抽象成信号与系统的模型，并运用所学知识进行分析和求解。 《信号与系统教程（第三版）》是一本值得所有对现代工程技术和科学研究感兴趣的读者深入研读的经典之作。它将帮助你拨开复杂的表象，看清信息传递和系统运作的本质规律，从而在瞬息万变的动态世界中游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常适合快速入门和构建基本概念框架的教科书。我是一名时间非常有限的学生，需要在一学期内掌握信号与系统的主要内容，并且能够应用于后续课程。这本书的结构非常清晰，章节安排合理，每一章都聚焦于一个核心主题，避免了信息过载。作者的语言风格比较直接，条理分明，不会有过多的冗余信息。对于一些基础概念，如信号的分类、系统的基本性质、能量和功率信号的计算等，都给出了简洁明了的定义和例题。即使是初学者，也能很快地建立起对这些概念的直观认识。而且，书中的示例题目都比较典型，涵盖了教材中介绍的主要知识点，通过练习这些题目，能够有效地检验自己对知识的掌握程度。对于那些希望快速掌握信号与系统核心知识，并能应对考试和基础项目要求的人来说，这本书是一个不错的选择。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对信号与系统有了全新认识的教科书。我之前接触过一些其他版本的教材，总觉得有些概念晦涩难懂，公式推导过程也跳跃性很大。但这本书，从第一页开始就展现了它清晰的逻辑和循序渐进的讲解方式。作者仿佛能预见到我们初学者会遇到的困惑，总能在关键的地方给出详尽的解释和直观的类比。特别是对于傅里叶变换和拉普拉斯变换这些核心概念，书中通过大量的图示和实例，将原本抽象的数学工具变得生动形象。我印象最深刻的是，书中关于卷积的讲解，不再是枯燥的积分计算，而是通过“翻转”、“滑动”和“相乘相加”这样的操作，让我真正理解了卷积的物理意义——即系统对输入信号的响应。而且，练习题的设计也非常合理，从基础题到综合题，难度递增，让我能够逐步巩固所学知识。完成每一章的习题，都有一种成就感油然而生，也让我对未来学习更复杂的系统和信号处理技术充满了信心。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种学习方法的引导，让我能够更深入、更有效地掌握信号与系统的精髓。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我买这本书的时候，并没有抱太大的期望，因为过去几年的学习经历告诉我，很多教材在理论深度和实际应用之间总会有些失衡。但这本书却意外地给我带来了惊喜。它的理论讲解非常扎实，无论是离散时间信号还是连续时间信号，从基本的采样定理到复杂的Z变换，每一步推导都严谨细致，逻辑性极强。我特别欣赏的是，书中不仅讲解了理论，还巧妙地融入了大量工程实例，让我看到了这些抽象概念在实际通信、控制、图像处理等领域是如何应用的。比如，书中关于滤波器设计的章节，就结合了实际的电路图和性能指标，让我明白了理论如何指导工程实践。此外，书中还介绍了一些常用的数学工具和编程方法，虽然不是重点，但这些补充信息对于想进一步深入研究或者进行仿真实验的学生来说，简直是雪中送炭。总的来说，这本书的知识体系完整，理论与实践结合得当，非常适合作为深入学习信号与系统的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大感受是，它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老师在循循善诱。从我翻开第一页开始，就感觉作者仿佛与我同频共振。当我在学习某个概念时，如果我心里产生了“为什么会这样？”的疑问，下一秒书中很可能就会给出解答。这种“预判式”的讲解方式，极大地降低了我的学习门槛。书中大量运用类比和生活化的例子来解释抽象概念，比如用弹簧振子来类比LTI系统的响应，用声音的频谱来解释傅里叶变换。这些生动形象的比喻，让我能够将枯燥的数学公式与现实世界联系起来，从而更好地理解和记忆。此外，书中对于每一种分析工具的引入，都解释了其出现的背景和解决的问题，让我明白为什么要学习这些工具，以及它们在信号处理领域中的地位。总而言之，这本书的叙述方式充满了人文关怀，让学习过程不再是一场孤独的战斗，而是一次愉快的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对理论知识比较敏感的学习者，喜欢刨根问底，探究事物背后的原理。这本书恰好满足了我这一需求。它在介绍基本概念时，并没有停留在表面的描述，而是深入挖掘了信号与系统理论的数学根基。例如，在介绍LTI系统时，书中对“线性”和“时不变”这两个性质的推导和阐释，让我对系统的基本属性有了更深刻的理解。对于傅里叶级数和傅里叶变换，书中从周期信号和非周期信号的联系与区别入手，一步步构建起分析工具，让我不再将它们视为孤立的数学公式，而是理解了它们之间的内在逻辑。我尤其喜欢书中对狄拉克函数和单位阶跃函数的讲解，这些看似简单的函数，却是连接连续和离散、信号和系统分析的关键。通过对这些基本元素的深入理解，我感觉自己对后续更复杂的概念，如卷积、频率响应等，有了更坚实的基础。