信號與係統教程（第三版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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燕慶明，於鳳芹，顧斌傑 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• 通信原理
• 控製係統
• 電子工程
• 高等數學
• 工程數學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040340457

版次：3

商品編碼：11808079

包裝：平裝

叢書名： 教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會推薦教材

開本：16開

齣版時間：2013-07-01

用紙：膠版紙

頁數：395

字數：570000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統教程（第三版）》全國教育科學“十一五”規劃課題“我國高校應用型人纔培養模式研究”電子類課題項目研究成果之一。內容符閤教育部頒布的《高等學校信號與係統課程教學基本要求》，又特彆適閤培養應用型人纔的需要。全書共9章：信號與係統導論：連續係統的時域分析；信號與係統的頻域分析；連續係統的復頻域分析；係統函數與零極點分析；離散係統的時域分析；離散係統的z域分析；連續和離散係統的狀態變量分析；信號與係統分析的MATLAB實現。《信號與係統教程（第三版）》重點突齣、麵嚮應用、文理滲透、風格獨特；敘述生動形象、簡明易懂、適於教學。
　　《信號與係統教程（第三版）》可作為電子信息工程、通信工程、自動化、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、計算機科學與技術、檢測技術與儀器、物聯網工程、生物醫學工程等專業的“信號與係統”課程的教材，也可供成人教育的相關專業選用和廣大科技工作者參考。
　　《信號與係統教程（第三版）》第一版於2005年被評為江蘇省精品教材。第二版於2008年被評為江蘇省精品課程教材。

作者簡介

　　燕慶明，1944年11月生，山東滕州市人，江南大學教授。畢業於原兩安軍事電訊工程學院電子對抗專業。在高等學校學習和工作已46年。曾任江南大學副校長、教育部高等學校電工課程教學指導委員會委員、全國高等學校電路和信號係統教學與教材研究會常務理事。在國內外公開發錶研究論文50餘篇。從1980年起參編國傢規劃教材2部，主編規劃教材8部，纍計300餘萬字。獲省部級以上優秀教學成果奬3項。主編的《信號與係統》於1995年獲第三屆全國優秀教材二等奬，該書第四版（普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，高等教育齣版社）被評為2008年度普通離等教育精品教材。主編的《電路分析教程》（第二版，普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，高等教育齣版社）被評為2008年度普通高等教育精品教材。主編的《信號與係統教程》（教育科學“十五”國傢規劃課題研究成果，高等教育齣版社）於2005年被評為江蘇省精品教材，該書第二版於2008年被評為江蘇省精品課程主講教材。

內頁插圖

目錄

第1章 信號與係統導論
1．1 曆史的迴顧
1．2 應用領域
1．3 信號的概念
1．3．1 信號及其分類
1．3．2 信號分析與處理
1．4 係統的概念
1．4．1 係統及其分類
1．4．2 係統分析
1．5 常用的基本信號
1．6 信號的簡單處理
1．7 單位衝激函數
擴展與啓迪：規律崇簡
小結
習題

第2章 連續係統的時域分析
2．1 綫性時不變係統描述及其響應
2．1．1 係統的微分方程
2．1．2 零輸入響應與零狀態響應
2．2 衝激響應與階躍響應
2．2．1 衝激響應
2．2．2 階躍響應
2．2．3 利用轉移算子求衝激響應
2．3 捲積及其應用
2．3．1 捲積的概念與性質
2．3．2 係統的捲積分析法
2．3．3 捲積的計算：圖形掃描法
2．4 特徵函數及其應用
擴展與啓迪：係統方法之妙
小結
習題

第3章 信號與係統的頻域分析
3．1 周期信號的分解與閤成
3．1．1 周期信號的三角級數錶示
3．1．2 周期信號的復指數級數錶示
3．2 周期信號的頻譜
3．2．1 周期信號頻譜的特點
3．2．2 雙邊頻譜與信號的帶寬
3．3 非周期信號的頻譜
3．3．1 傅裏葉變換
3．3．2 常用非周期信號的頻譜
3．3．3 帕塞瓦爾定理
3．4 傅裏葉變換的性質與應用
3．4．1 綫性性質
3．4．2 脈衝展縮與頻帶變化
3．4．3 信號的延時與相位移動
3．4．4 信號的調製與頻譜搬移
3．4．5 時一頻對稱性
3．4．6 捲積定理
3．4．7 時域微分特性
3．4．8 時域積分特性
3．5 周期信號的傅裏葉變換
3．6 係統的頻域分析
3．6．1 係統函數與無失真傳輸
3．6．2 信號通過理想濾波器
3．7 取樣定理及其應用
3．7．1 取樣信號
3．7．2 取樣定理
3．8 頻域分析用於通信係統
3．8．1 信號的調製與解調
3．8．2 正弦調幅與頻分復用
3．8．3 脈衝調幅與時分復用
擴展與啓迪：對稱之美
小結
習題

第4章 連續係統的復頻域分析
4．1 拉普拉斯變換
4．1．1 從傅裏葉變換到拉普拉斯變換
4．1．2 常用信號的拉普拉斯變換
4．2 拉普拉斯變換的主要性質
4．2．1 綫性性質
4．2．2 延時性質
4．2．3 微分定理
4．2．4 積分定理
4．2．5 捲積定理
4．2．6 初值與終值定理
4．3 拉普拉斯反變換
4．4 係統的s域分析
4．4．1 微分方程的拉普拉斯變換解法
4．4．2 電路的s域模型及應用
擴展與啓迪：數學方法的魅力
小結
習題

第5章 係統函數與零、極點分析
5．1 係統函數與係統模擬
5．1．1 再論係統函數
5．1．2 係統的方框圖錶示與模擬
5．2 係統函數的零、極點
5．2．1 H（s）的零、極點
5．2．2 H（s）的零、極點分布與時域特性的
關係
5．2．3 H（s）的零、極點分布與頻域特性的
關係
5．3 綫性係統的穩定性
5．3．1 係統穩定的概念
5．3．2 穩定性判據
5．4 s域分析應用於控製係統
5．4．1 開環與閉環控製
5．4．2 係統階躍響應的動態指標
擴展與啓迪：善用模擬
小結
習題

第6章 離散係統的時域分析
6．1 離散時間信號
6．1．1 離散信號的概念與錶示
6．1．2 離散信號的基本運算
6．2 離散時間係統
6．2．1 離散係統的差分方程
6．2．2 離散係統的時域模擬
6．2．3 係統的零輸入響應
6．3 捲積和及其應用
6．3．1 離散信號的分解與捲積和
6．3．2 離散係統的零狀態響應
6．4 反演捲積和
擴展與啓迪：連續與離散
小結
習題

第7章 離散係統的z域分析
7．1 z變換
7．1．1 z變換的定義
7．1．2 典型序列的z變換
7．2 z反變換
7．2．1 冪級數展開法（長除法）
7．2．2 部分分式展開法
7．3 z變換的主要性質
7．3．1 綫性性質
7．3．2 移位特性
7．3．3 尺度變換
7．3．4 捲和定理
7．4 離散係統的z域分析
7．4．1 差分方程的z變換解
7．4．2 係統函數H（z）
7．4．3 離散係統的z域模擬
7．5 係統的零、極點與穩定性
7．5．1 H（x）的零、極點分布與h（n）的
關係
7．5．2 離散係統的穩定性
7．6 數字信號處理
7．6．1 離散係統的頻率特性
7．6．2 數字信號處理的概念
7．7 離散時間信號的頻譜（DTFT）
擴展與啓迪：移植而旁通
小結
習題

第8章 連續和離散係統的狀態變量
分析
8．1 綫性係統的狀態方程
8．1．1 狀態變量與狀態方程
8．1．2 狀態方程的一般形式
8．2 狀態方程的解
8．2．1 狀態方程的時域求解
8．2．2 狀態方程的s域求解
8．3 非綫性係統的狀態方程
8．4 離散係統的狀態變量分析
8．4．1 離散係統的狀態方程
8．4．2 離散狀態方程的時域求解
8．4．3 狀態方程的z域求解
擴展與啓迪：非綫性與復雜性
小結
習題

第9章 信號與係統分析的MATLAB實現
9．1 MATLAB應用概要
9．2 MATLAB方法實現信號波形
9．3 MATLAB方法用於時域分析
9．4 MATLAB方法用於頻域分析
9．5 MATLAB方法用於復頻域分析
9．6 MATIAB方法用於係統函數與零、極點分析
9．7 MATLAB方法用於離散係統時域分析
9．8 MATLAB方法用於z域分析
9．9 MATLAB方法用於數字信號處理
9．1 0MATIAB方法用於狀態變量分析
習題

全書總結
附錄A 有理函數的部分分式展開法
附錄B 常用周期信號的傅裏葉級數錶
附錄C 常用非周期信號的傅裏葉變換錶
附錄D 羅斯-霍爾維茨穩定性判據
部分習題答案
索引
參考文獻
書末寄語

前言/序言

　　在全國高等學校教學研究中心規劃和推薦之下，我們為本科學生編寫的《信號與係統教程》一書從2004年問世以來，前後兩版已重印瞭15次，得到許多高校師生的認可。隨著教育改革的不斷發展，使我們更加確信：在高等教育大眾化的背景下，培養應用型人纔一定要有閤適的教科書。為此，我們在修訂第三版書稿時所貫徹的編寫思想有以下五點：一是保持原書的特色，即突齣概念，深入淺齣，簡潔流暢，適於教學。二是注重基本，力戒麵麵俱到使篇幅過大，因為學習的規律是少而精則得，多而繁則惑。三是不能韆書一麵，空談抽象數學理論，因為學生認知的切入點是直覺、形象與簡單。四要格物緻知，有理有事，結閤應用，因為隻有理論聯係實際，纔能學以緻用。五是文理滲透，升華概念，因為教育是心靈與思維的培育過程，理工科學生也需要形象思維，纔會增強創新意識。
　　從教學的基本內容考慮，雖然電子科學技術的發展日益迅速，但本課程還沒有麵臨教學內容需要大幅度更新和重組的格局。信號與係統的基礎理論仍具有很強的生命力，並繼續滲透到非電的其他領域。基於此，這次修訂中仍把信號與係統的基本概念、基本規律和基本分析方法作為全書的重點予以保證。在體係上，除導論外，本書前4章講述連續信號與係統，6、7兩章講述離散信號與係統，第8章將連續與離散閤在一起用狀態空間法分析。在國外大多數高校也是先講連續後講離散。在內容的處理上，由感性到理性，步步深入，前呼後應，麵嚮應用，有所創新（提齣特徵函數概念及應用方法等），反映前沿（如非綫性係統的混沌現象等），並注意課程的分工。對於雙邊拉氏變換、雙邊z變換、信號流圖、數字信號處理方法、序列的傅裏葉變換等內容都不是本書的重點，隻是點到為止。因為這些內容應當在後續課程中完成。從發展趨勢和學生的特點來看，學好本書的基本內容已經足夠瞭。
　　第三版與第二版相比還有一個重要不同，是把MATLAB實現方法集中列於第9章。因為許多院校在實施教學時是把信號與係統的硬件實驗和上機實驗放在理論教學之後集中安排，所以單獨列齣第9章的內容便於老師靈活處理。如果喜歡每章結束後進行MATLAB方法練習，也可以從第9章中選取相應內容進行教學。書中打“”'號的內容不作基本要求，由學生選學。
　　為瞭便於教學，使課堂教學更加直觀生動和加大信息量，我們修編瞭電子教案，由高等教育齣版社免費提供給廣大教師使用。

信號與係統教程（第三版） - 深入理解動態世界的基石 《信號與係統教程（第三版）》並非僅僅是一本教材，它更是通往理解和分析我們周圍瞬息萬變的世界的關鍵鑰匙。本書以嚴謹的學術態度和清晰的教學方法，為讀者構建瞭一個堅實的信號與係統理論基礎。從最基本的概念齣發，逐步深入到復雜的分析技術，旨在培養讀者獨立思考和解決實際工程問題的能力。 內容亮點與特色： 一、 信號的本質與分類： 本書從“信號”這一核心概念入手，深入剖析瞭其定義、性質和數學錶示。我們將信號視為信息載體，它承載著各種物理量隨時間或其他獨立變量的變化信息。教程詳盡地闡述瞭信號的多種分類方式，例如： 連續時間信號與離散時間信號： 區分在連續時間變量下定義的信號（如音頻信號、溫度變化）和在離散時間點上定義的信號（如采樣後的數字音頻、股票價格日綫數據）。強調瞭兩者在數學模型和分析方法上的根本差異。 周期信號與非周期信號： 探討信號是否具有重復的模式，以及周期信號的基波頻率和諧波分量。 能量信號與功率信號： 介紹如何評估信號的能量和功率，以及這一區分在信號處理和通信係統設計中的重要性。 奇信號與偶信號： 分析信號的對稱性，以及奇偶性在信號分解和處理中的應用。 確定性信號與隨機信號： 區分具有明確數學錶達式的信號和具有統計特性的信號，為後續引入概率論和隨機過程打下基礎。 二、 係統的定義與特性： 緊隨信號的討論，本書係統地介紹瞭“係統”的概念。係統被定義為對輸入信號進行處理並産生輸齣信號的“黑箱”。我們深入探究瞭係統的基本性質，這些性質對於理解和設計任何信號處理係統都至關重要： 時不變性： 探討係統的特性是否隨時間發生變化。一個時不變係統，其對輸入信號的響應在任何時刻都是相同的，僅隨輸入信號的移位而相應移位。 綫性： 闡述係統的疊加原理和齊次性。綫性係統能夠保持信號的比例關係和加性，是信號處理中最基礎也是最重要的性質之一。 因果性： 討論係統的輸齣是否隻取決於當前和過去的輸入，而不取決於未來的輸入。因果性在實時係統中尤為關鍵。 穩定性： 探究係統在有界輸入下是否會産生有界輸齣。穩定性是係統可靠運行的根本保證。 三、 傅裏葉變換：揭示信號的頻域奧秘： 傅裏葉變換是信號與係統理論中最強大、最基礎的分析工具之一。本書將其作為重點內容，從多個角度進行深入講解： 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）分量的疊加。理解瞭傅裏葉級數，就意味著掌握瞭理解周期信號頻譜的基礎。 傅裏葉變換： 將傅裏葉級數的概念推廣到非周期信號。傅裏葉變換能夠將信號從時域轉換到頻域，清晰地揭示信號包含的各種頻率成分及其相對強度。 傅裏葉變換的性質： 詳細闡述瞭傅裏葉變換的各種重要性質，如綫性、時移、頻移、捲積、尺度變換、微分、積分等。這些性質極大地簡化瞭信號和係統的分析過程。 帕塞瓦爾定理： 討論瞭時域能量與頻域能量之間的關係，為信號能量的計算和分析提供瞭重要依據。 應用實例： 通過大量的工程實例，展示傅裏葉變換在音頻處理、圖像分析、通信係統、振動分析等領域的廣泛應用，讓讀者深刻理解理論的實際價值。 四、 拉普拉斯變換：處理更廣泛的係統分析： 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號和係統，特彆是包含指數衰減或增長的信號，以及非穩定係統。 拉普拉斯變換的定義與性質： 介紹雙邊拉普拉斯變換和單邊拉普拉斯變換，並詳述其綫性、時移、積分、微分、捲積等重要性質。 收斂域（ROC）： 強調收斂域的重要性，它不僅決定瞭拉普拉斯變換的存在性，還包含瞭係統穩定性和因果性的信息。 逆拉普拉斯變換： 講解如何通過部分分式展開、查錶法等多種方法將頻域函數轉換迴時域信號。 應用： 重點闡述拉普拉斯變換在綫性常係數微分方程求解、係統穩定性分析、係統暫態響應分析等方麵的應用。 五、 Z變換：離散時間信號與係統的有力工具： Z變換是拉普拉斯變換在離散時間信號與係統領域的對應。它為數字信號處理和數字控製係統分析提供瞭核心理論框架。 Z變換的定義與性質： 介紹單邊Z變換和雙邊Z變換，並深入探討其綫性、時移、乘法、捲積等性質。 收斂域（ROC）： 強調Z變換收斂域在判斷係統因果性、穩定性等方麵的重要作用。 逆Z變換： 講解如何利用冪級數展開、部分分式展開、留數定理等方法求解逆Z變換。 應用： 重點展示Z變換在數字濾波器設計、離散係統穩定性分析、離散係統暫態響應分析等方麵的應用。 六、 捲積：理解係統的動態響應： 捲積是描述綫性時不變係統輸入-輸齣關係的數學運算。本書將捲積的理論與實踐緊密結閤。 捲積的定義與幾何意義： 深入淺齣地解釋捲積的數學定義，並結閤圖形演示其幾何含義，幫助讀者直觀理解。 捲積定理： 介紹捲積在時域和頻域（傅裏葉變換和Z變換）下的對應關係，極大地簡化瞭復雜係統的分析。 係統脈衝響應： 闡述係統脈衝響應在描述綫性時不變係統特性中的核心地位，並說明如何通過捲積運算得到任意輸入信號下的係統輸齣。 應用： 通過實例演示捲積在信號濾波、係統響應計算、係統辨識等方麵的應用。 七、 狀態空間分析：更全麵的係統描述： 作為一種更現代、更通用的係統分析方法，狀態空間分析被引入本書，為讀者提供另一種理解和描述復雜係統的視角。 狀態變量和狀態方程： 介紹如何選擇閤適的狀態變量來描述係統的內部狀態，並建立描述係統動態演化的狀態方程。 輸齣方程： 闡述輸齣方程如何將係統狀態與外部輸齣聯係起來。 係統性質的辨識： 探討如何從狀態空間模型中分析係統的可控性、可觀測性、穩定性等重要性質。 離散時間狀態空間模型： 介紹離散時間係統的狀態空間錶示及其分析方法。 本書的價值： 紮實的理論基礎： 本書係統地梳理瞭信號與係統領域的核心理論，為讀者打下堅實的理論根基。 豐富的例題與習題： 穿插大量的計算例題和設計類例題，幫助讀者將理論知識融會貫通。配套的習題設計由淺入深，既鞏固瞭基礎，又提升瞭解決實際問題的能力。 清晰的邏輯結構： 內容組織嚴謹，邏輯清晰，循序漸進，確保讀者能夠逐步掌握復雜的概念。 廣泛的應用前景： 信號與係統理論是電子工程、通信工程、計算機科學、控製工程、生物醫學工程等眾多學科的基礎。掌握本書內容，將為讀者在這些領域的研究和發展奠定堅實基礎。 培養分析能力： 引導讀者學會如何將實際問題抽象成信號與係統的模型，並運用所學知識進行分析和求解。 《信號與係統教程（第三版）》是一本值得所有對現代工程技術和科學研究感興趣的讀者深入研讀的經典之作。它將幫助你撥開復雜的錶象，看清信息傳遞和係統運作的本質規律，從而在瞬息萬變的動態世界中遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對信號與係統有瞭全新認識的教科書。我之前接觸過一些其他版本的教材，總覺得有些概念晦澀難懂，公式推導過程也跳躍性很大。但這本書，從第一頁開始就展現瞭它清晰的邏輯和循序漸進的講解方式。作者仿佛能預見到我們初學者會遇到的睏惑，總能在關鍵的地方給齣詳盡的解釋和直觀的類比。特彆是對於傅裏葉變換和拉普拉斯變換這些核心概念，書中通過大量的圖示和實例，將原本抽象的數學工具變得生動形象。我印象最深刻的是，書中關於捲積的講解，不再是枯燥的積分計算，而是通過“翻轉”、“滑動”和“相乘相加”這樣的操作，讓我真正理解瞭捲積的物理意義——即係統對輸入信號的響應。而且，練習題的設計也非常閤理，從基礎題到綜閤題，難度遞增，讓我能夠逐步鞏固所學知識。完成每一章的習題，都有一種成就感油然而生，也讓我對未來學習更復雜的係統和信號處理技術充滿瞭信心。這本書不僅僅是知識的傳遞，更是一種學習方法的引導，讓我能夠更深入、更有效地掌握信號與係統的精髓。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我買這本書的時候，並沒有抱太大的期望，因為過去幾年的學習經曆告訴我，很多教材在理論深度和實際應用之間總會有些失衡。但這本書卻意外地給我帶來瞭驚喜。它的理論講解非常紮實，無論是離散時間信號還是連續時間信號，從基本的采樣定理到復雜的Z變換，每一步推導都嚴謹細緻，邏輯性極強。我特彆欣賞的是，書中不僅講解瞭理論，還巧妙地融入瞭大量工程實例，讓我看到瞭這些抽象概念在實際通信、控製、圖像處理等領域是如何應用的。比如，書中關於濾波器設計的章節，就結閤瞭實際的電路圖和性能指標，讓我明白瞭理論如何指導工程實踐。此外，書中還介紹瞭一些常用的數學工具和編程方法，雖然不是重點，但這些補充信息對於想進一步深入研究或者進行仿真實驗的學生來說，簡直是雪中送炭。總的來說，這本書的知識體係完整，理論與實踐結閤得當，非常適閤作為深入學習信號與係統的參考書。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對理論知識比較敏感的學習者，喜歡刨根問底，探究事物背後的原理。這本書恰好滿足瞭我這一需求。它在介紹基本概念時，並沒有停留在錶麵的描述，而是深入挖掘瞭信號與係統理論的數學根基。例如，在介紹LTI係統時，書中對“綫性”和“時不變”這兩個性質的推導和闡釋，讓我對係統的基本屬性有瞭更深刻的理解。對於傅裏葉級數和傅裏葉變換，書中從周期信號和非周期信號的聯係與區彆入手，一步步構建起分析工具，讓我不再將它們視為孤立的數學公式，而是理解瞭它們之間的內在邏輯。我尤其喜歡書中對狄拉剋函數和單位階躍函數的講解，這些看似簡單的函數，卻是連接連續和離散、信號和係統分析的關鍵。通過對這些基本元素的深入理解，我感覺自己對後續更復雜的概念，如捲積、頻率響應等，有瞭更堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大感受是，它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的老師在循循善誘。從我翻開第一頁開始，就感覺作者仿佛與我同頻共振。當我在學習某個概念時，如果我心裏産生瞭“為什麼會這樣？”的疑問，下一秒書中很可能就會給齣解答。這種“預判式”的講解方式，極大地降低瞭我的學習門檻。書中大量運用類比和生活化的例子來解釋抽象概念，比如用彈簧振子來類比LTI係統的響應，用聲音的頻譜來解釋傅裏葉變換。這些生動形象的比喻，讓我能夠將枯燥的數學公式與現實世界聯係起來，從而更好地理解和記憶。此外，書中對於每一種分析工具的引入，都解釋瞭其齣現的背景和解決的問題，讓我明白為什麼要學習這些工具，以及它們在信號處理領域中的地位。總而言之，這本書的敘述方式充滿瞭人文關懷，讓學習過程不再是一場孤獨的戰鬥，而是一次愉快的探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這是一本非常適閤快速入門和構建基本概念框架的教科書。我是一名時間非常有限的學生，需要在一學期內掌握信號與係統的主要內容，並且能夠應用於後續課程。這本書的結構非常清晰，章節安排閤理，每一章都聚焦於一個核心主題，避免瞭信息過載。作者的語言風格比較直接，條理分明，不會有過多的冗餘信息。對於一些基礎概念，如信號的分類、係統的基本性質、能量和功率信號的計算等，都給齣瞭簡潔明瞭的定義和例題。即使是初學者，也能很快地建立起對這些概念的直觀認識。而且，書中的示例題目都比較典型，涵蓋瞭教材中介紹的主要知識點，通過練習這些題目，能夠有效地檢驗自己對知識的掌握程度。對於那些希望快速掌握信號與係統核心知識，並能應對考試和基礎項目要求的人來說，這本書是一個不錯的選擇。