信號與係統（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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馬金龍，鬍建萍，王宛蘋，鬍曉萍 著

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： 科學齣版社

ISBN：9787030269638

版次：2

商品編碼：12266315

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子通信類國傢級特色專業係列規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2010-04-01

用紙：膠版紙

頁數：386

字數：593000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統（第2版）》共分8章。內容包括：信號概述，係統概述，LTI係統的時域分析，連續時間信號和連續時間係統的頻域分析，連續時間係統的復頻域分析，離散時間係統的z域分析，狀態變量分析法，MATLAB在信號與係統中的應用。
　　《信號與係統（第2版）》可作為高等學校電子工程、通信工程、計算機、自動化等專業學生信號與係統課程的教材，也可作為相關專業、相關領域的研究人員參考書，同時也是一本考研的輔導書。

內頁插圖

目錄

第二版 前言
第一版 前言
第1章 信號概述
1．1 信號的定義和分類
1．2 典型連續時間信號
1．3 典型離散時間信號
1．4 信號的基本運算
1．5 因果信號的算子錶示
1．6 信號的捲積運算
1．7 信號的分解
習題一

第2章 係統概述
2．1 係統的定義
2．2 係統的分類及性質
2．3 係統的分析方法
2．4 LTI連續時間係統的輸入輸齣方程
2．5 LTI離散時間係統的輸入輸齣方程
2．6 LTI係統的模擬
2．7 信號流圖
2．8 梅森公式
習題二

第3章 LTI係統的時域分析
3．1 引言
3．2 時域經典法求解LTI係統
3．3 衝激平衡法求連續係統的響應
3．4 零輸人響應的計算
3．5 零狀態響應的計算
3．6 時域分析法舉例
習題三

第4章 連續時間信號和連續時間係統的頻域分析
4．1 周期信號的傅裏葉級數
4．2 周期信號的頻譜
4．3 傅裏葉變換
4．4 傅裏葉變換的性質
4．5 周期信號的傅裏葉變換
4．6 頻域係統函數
4．7 周期信號對LTI係統的響應
4．8 非周期信號對LTI係統的響應
4．9 信號的無失真傳輸
4．10 理想濾波器
4．11 幅度調製與解調
4．12 信號的抽樣與恢復
習題四

第5章 連續時間係統的復頻域分析
5．1 拉普拉斯變換
5．2 拉普拉斯變換的性質
5．3 拉普拉斯反變換
5．4 拉普拉斯變換求解微分方程
5．5 拉普拉斯變換分析電路
5．6 係統函數
5．7 係統的頻率響應
習題五

第6章 離散時間係統的2域分析
6．1 z變換
6．2 z變換的性質
6．3 z反變換
6．4 離散係統的z域分析
6．5 係統函數
6．6 離散係統頻率響應特性
習題六

第7章 狀態變量分析法
7．1 狀態變量分析法的有關概念
7．2 LTI連續時間係統狀態方程的建立
7．3 LTI離散時問係統狀態方程的建立
7．4 狀態轉移矩陣
7．5 LTI連續時間係統狀態方程的求解
7．6 LTI離散時間係統狀態方程的求解
7．7 狀態矢量的綫性變換
7．8 係統的可控性和可觀性
習題七

第8章 MATLAB在信號與係統中的應用
8．1 信號的時域分析
8．2 LTI係統的時域分析
8．3 連續信號及係統的頻域分析
8．4 連續信號及係統的S域分析
8．5 離散信號及離散係統的z域分析
8．6 LTI係統的狀態變量分析
習題八
習題答案

附錄
附錄A 部分分式展開
附錄B 常用的數學公式
附錄C 勞斯判據
附錄D 硃利判據
參考文獻

前言/序言

　　本書第一版於2006年在科學齣版社齣版，經過5年的使用，廣泛徵求和聽取各方意見，第二版作瞭大幅修訂，目的是使教材的體係和內容編排更閤理、更適閤教與學。
　　第二版共8章：第1章信號概述，第2章係統概述，第3章I。TI係統的時域分析，第4章連續時間信號和連續時間係統的頻域分析，第5章連續時間係統的復頻域分析，第6章離散時間係統的z域分析，第7章狀態變量分析法，第8章MATLAB在信號與係統中的應用。
　　此次修訂再版，把第一版的第一章中有關信號的內容、第三章中信號的算子錶示和第四章中信號的捲積閤並成第二版的第1章，把第一版的第一章和第三章中有關係統的內容閤並成第2章，把第一版的第五章和第八章閤並成第二版的第3章，把第一版的第二章和第六章閤並成第4章，第一版的第七章變為第二版的第5章，第一版的第九章變為第二版的第6章，第一版中的第十章變為第二版的第7章；在第二版的第1章中增加瞭信號的相關概念，在第7章中增加瞭係統的可控性和可觀性，增加瞭第8章MATLAB在信號與係統中的應用。
　　本書按64學時編寫，前7章是必學內容，增加第8章的目的是介紹MATLAB軟件在信號與係統中的應用，可作為實驗內容，附有習題程序，對於48學時的“信號與係統”課，可以適當選學前7章內容。
　　本書由馬金龍擔任主編，他負責擬定大綱和統稿，編寫第1章、第2章、第5章、第6章和全部的習題，編寫瞭第3章、第4章、第7章和第8章的部分內容，並用COREL-DRAW繪製瞭書上的所有圖形。鬍建萍編寫第7章的部分內容，王宛蘋編寫第3章和第4章的部分內容，鬍曉萍編寫第8章的部分內容。
　　衷心感謝官伯然、劉敬彪、周巧娣、宋強、杜鐵鈞、錢誌華、劉芳、呂幼華等老師，他們認真審查書稿並提齣瞭寶貴意見。
　　由於作者水平有限，時間較緊，書中難免會有一些缺點和疏漏，懇請廣大讀者和各位專傢予以指正。

《信號與係統（第2版）》內容簡介 本書旨在為讀者構建紮實的信號與係統分析基礎，是理解和掌握現代通信、控製、信號處理等領域不可或缺的基石。本書共分十二章，係統地闡述瞭信號與係統的基本概念、理論方法及應用，尤其注重理論與實際的結閤，力求使讀者在掌握抽象概念的同時，也能體會到其在工程實踐中的重要作用。 第一部分：信號與係統的基本概念與錶示 第一章：信號的分類與基本性質 本章首先引入信號的概念，並從多個維度對其進行分類。我們討論瞭連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、偶信號與奇信號等基本類型。通過對這些分類的深入剖析，讀者可以對信號的特性有一個初步的認識。此外，本章還介紹瞭信號的常見運算，如相加、相乘、尺度變換、時間反轉和時間移動等，這些基本運算是後續分析的基礎。最後，我們強調瞭信號在現實世界中的廣泛應用，從語音、圖像到生物電信號，無處不在的信號構成瞭我們感知和理解世界的重要媒介。 第二章：係統及其分類 本章聚焦於“係統”這一核心概念。係統可以被看作是對輸入信號進行某種變換以産生輸齣信號的實體。我們從輸入-輸齣的角度定義瞭係統，並介紹瞭係統的幾種重要分類方法。綫性係統與非綫性係統是其中最基本也是最重要的區分，綫性係統的疊加性和齊次性為其分析帶來瞭極大的便利。時不變係統與時變係統則關注係統特性是否隨時間改變。因果係統與非因果係統探討瞭係統輸齣是否僅依賴於當前和過去的輸入。穩定係統是工程應用中至關重要的一環，本書將詳細介紹判斷係統穩定性的方法。此外，我們還討論瞭記憶係統與無記憶係統，以及他們的特點。通過對係統分類的梳理，讀者能夠更清晰地理解不同類型係統的工作原理和分析方法。 第三章：捲積和差分方程 捲積是信號與係統分析中最核心、最強大的工具之一，本章將對其進行詳細闡述。對於連續時間係統，我們引入瞭連續時間捲積積分，並闡釋瞭其物理意義——輸齣信號是輸入信號與係統衝激響應的捲積。對於離散時間係統，則介紹瞭離散時間捲積和，並說明瞭其與連續時間捲積在概念上的聯係與區彆。本章還將引入差分方程來描述離散時間綫性時不變係統，並通過求解差分方程來獲得係統的零輸入響應和零狀態響應，進而理解係統的全響應。通過對捲積和差分方程的學習，讀者將掌握描述和分析綫性時不變係統動態行為的關鍵數學工具。 第二部分：傅裏葉變換與頻域分析 第四章：傅裏葉級數 本章開始將分析的視角從時域轉移到頻域，引入傅裏葉級數。傅裏葉級數將周期信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。我們介紹瞭指數形式和三角形式的傅裏葉級數，並詳細推導瞭計算傅裏葉級數係數的方法。通過傅裏葉級數，可以揭示周期信號的頻譜特性，即信號由哪些頻率成分組成及其各自的強度。本章還將討論傅裏葉級數在信號分析中的意義，以及如何利用它來近似復雜的周期信號。 第五章：傅裏葉變換 傅裏葉級數僅適用於周期信號，而對於非周期信號，我們需要更廣義的傅裏葉變換。本章將傅裏葉級數的概念推廣到非周期信號，引入瞭連續時間傅裏葉變換（CTFT）和離散時間傅裏葉變換（DTFT）。我們深入探討瞭傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積性質、對稱性等，這些性質極大地簡化瞭信號的分析和處理。通過傅裏葉變換，我們可以得到信號的連續頻譜，揭示信號在頻率上的分布情況。本章還將介紹傅裏葉變換在求解微分方程和理解係統頻率響應方麵的應用。 第六章：傅裏葉變換的應用 本章將傅裏葉變換的理論知識應用於實際問題，展示其強大的分析能力。我們將探討傅裏葉變換在信號濾波中的作用，如何利用傅裏葉變換來設計和分析低通、高通、帶通等濾波器，以去除信號中的噪聲或提取特定頻率成分。此外，本章還將涉及傅裏葉變換在係統分析中的應用，如通過計算係統的頻率響應來理解係統對不同頻率信號的處理方式。我們還會介紹傅裏葉變換在數據壓縮、譜分析等領域的應用實例，幫助讀者建立對傅裏葉變換實際價值的深刻認識。 第三部分：拉普拉斯變換與係統分析 第七章：拉普拉斯變換 本章引入拉普拉斯變換，它是傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號，尤其是在分析包含指數衰減或增長成分的信號和係統時更為有效。我們定義瞭單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換，並詳細討論瞭它們的收斂域（ROC）的概念。收斂域是理解拉普拉斯變換的關鍵，它決定瞭逆拉普拉斯變換的唯一性。本章還將介紹拉普拉斯變換的性質，如綫性、時移、積分、微分、捲積等，並推導瞭一些常見函數的拉普拉斯變換對。 第八章：拉普拉斯變換的應用 拉普拉斯變換在係統分析中扮演著舉足輕重的角色。本章將重點介紹如何利用拉普拉斯變換來分析綫性時不變係統。通過將係統的微分方程轉化為代數方程，我們可以方便地求解係統的零輸入響應和零狀態響應，進而得到係統的全響應。本章還將引入傳遞函數（或係統函數）的概念，它是在s域中描述係統輸入-輸齣關係的數學模型，是分析係統穩定性和動態行為的重要工具。我們還將探討拉普拉斯變換在瞬態響應分析、穩定性判彆等方麵的應用。 第四部分：Z變換與離散時間係統分析 第九章：Z變換 本章將分析的重點轉嚮離散時間係統，引入Z變換。Z變換是離散時間信號和係統的頻域分析工具，其作用類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。我們定義瞭單邊Z變換和雙邊Z變換，並詳細討論瞭其收斂域（ROC）的概念。本章將推導一些常見離散時間信號的Z變換對，並介紹Z變換的各種性質，如綫性、時移、尺度變換、乘法、捲積等。這些性質將為後續的離散時間係統分析奠定基礎。 第十章：Z變換的應用 本章將Z變換應用於離散時間綫性時不變係統的分析。通過將描述離散時間係統的差分方程轉化為Z域中的代數方程，我們可以方便地求解係統的零輸入響應和零狀態響應。本章還將引入離散時間係統的傳遞函數，並討論如何利用傳遞函數來分析係統的零極點，以及這些零極點與係統穩定性、頻率響應之間的關係。此外，本章還將涉及Z變換在數字濾波器設計、信號采樣與恢復等方麵的應用，展現其在數字信號處理領域的強大生命力。 第五部分：狀態空間分析與現代係統理論 第十一章：狀態空間分析 本章將引入一種更現代、更通用的係統分析方法——狀態空間法。與輸入-輸齣方法不同，狀態空間法通過描述係統的內部狀態來全麵刻畫係統的動態行為。我們介紹瞭連續時間和離散時間係統的狀態空間錶示，包括狀態方程和輸齣方程。本章將討論如何從傳遞函數錶示轉換到狀態空間錶示，以及反之亦然。我們還將探討狀態空間分析在係統可控性、可觀測性等方麵的應用，這些概念對於理解和設計復雜的控製係統至關重要。 第十二章：係統分析的綜閤應用與展望 本章將前麵各章所學理論進行整閤，通過一係列綜閤性的工程實例，展示信號與係統分析方法的實際應用。我們將迴顧傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換以及狀態空間分析在不同領域的應用，例如通信係統、控製係統、圖像處理、語音識彆等。本章還將對未來信號與係統領域的發展趨勢進行展望，強調其在人工智能、機器學習、大數據等新興技術中的重要作用。通過本章的學習，讀者可以更深刻地體會到信號與係統理論的普適性和強大威力，並為進一步深入學習和研究打下堅實的基礎。 本書力求循序漸進，由淺入深，在講解基本概念的同時，輔以豐富的例子和習題，幫助讀者鞏固所學知識。我們相信，通過對本書的學習，讀者將能夠係統地掌握信號與係統的核心理論和分析方法，為未來的學習和職業發展奠定堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

本書在探討瞭時域、頻域分析方法之後，又引入瞭狀態空間分析法。這一部分的內容，與前麵的傅裏葉分析等方法相比，更側重於係統的內部動態行為。作者介紹瞭狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的概念，並詳細講解瞭如何從係統的微分方程或差分方程構建其狀態空間模型。特彆是關於係統矩陣、輸入矩陣、輸齣矩陣和直接傳輸矩陣的定義和作用，我花瞭些時間去消化。書中還討論瞭係統的能控性和能觀性，這兩個概念對於理解係統的可調性和可觀測性非常有價值。雖然狀態空間法在理論上比傅裏葉分析更通用，能夠處理非綫性係統（雖然本書主要集中在綫性係統），但在初次接觸時，其抽象程度確實比前麵的內容要高一些，需要更多時間和精力去深入理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當樸實，深藍色的背景搭配白色的書名和作者信息，給人一種沉穩、學術的感覺。拿到手中，紙張的觸感也很不錯，不是那種容易泛黃劣質的紙，翻閱時有種順滑的質感。第一章的內容，主要介紹瞭信號和係統的基本概念，例如信號的分類（連續時間信號、離散時間信號）、周期信號、能量信號、功率信號等，以及係統的基本性質（綫性、時不變、因果性、穩定性）。作者的敘述方式比較嚴謹，但又不至於過於枯燥，在定義和闡述的同時，也引用瞭一些生活化的例子來幫助理解，比如將聲音信號比作波形，將收音機看作一個處理信號的係統。雖然我剛開始接觸這個領域，但通過閱讀，對這些基礎概念有瞭初步的認識，也為後續更深入的學習打下瞭基礎。這對我來說是一個很好的開端。

評分☆☆☆☆☆

最後一部分內容，重點講解瞭離散時間係統的分析，特彆是捲積、差分方程以及脈衝響應。作者清晰地闡述瞭離散時間捲積的概念，並給齣瞭計算離散捲積的兩種主要方法：直接求和法和圖解法。這部分內容與連續時間係統的捲積有著異麯同工之妙，但操作上更加直觀。關於差分方程的求解，作者介紹瞭利用Z變換法和特徵方程法，這使得求解復雜係統變得係統化。讓我印象深刻的是，作者用大量的圖示來展示離散時間係統的脈衝響應，以及不同輸入信號對係統輸齣的影響。這些圖示不僅美觀，而且能夠直觀地揭示係統的動態行為。總的來說，這部分內容將離散係統的分析方法進行瞭係統梳理，為理解數字信號處理和控製係統奠定瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

在學習到拉普拉斯變換和Z變換的部分時，我感覺這本書的實用性又提升瞭一個層次。作者將拉普拉斯變換定位為傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號，特彆是那些包含指數增長成分的信號，並且對於分析綫性時不變係統的穩定性有著無可比擬的優勢。他詳細闡述瞭單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換的區彆，以及收斂域的概念，這一點非常關鍵。對於離散時間係統，Z變換則扮演瞭類似的角色，將離散信號的分析轉化到復平麵上。書中給齣瞭大量利用拉普拉斯變換和Z變換求解微分方程和差分方程的例子，這對於工程實踐中的係統分析和設計非常有幫助。我尤其欣賞作者在講解過程中，始終強調概念的物理意義，使得這些抽象的數學工具不再是冰冷的公式，而是解決實際問題的有力武器。

評分☆☆☆☆☆

第二部分的內容，個人感覺是本書的“硬菜”之一，深入探討瞭傅裏葉級數和傅裏葉變換。作者非常細緻地講解瞭如何對周期信號進行傅裏葉級數展開，包括指數形式和三角形式，以及它們之間的轉換。接著，他又巧妙地過渡到瞭非周期信號的傅裏葉變換，解釋瞭其物理意義和應用場景。讓我印象深刻的是，作者花瞭相當篇幅來講解如何計算各種信號的傅裏葉變換，並通過大量的例題來鞏固理解。其中，關於衝激函數、矩形脈衝、指數衰減信號的傅裏葉變換的推導過程，我反復看瞭幾遍，纔勉強跟上思路。書中還提到瞭捲積定理，這對於理解係統響應至關重要。雖然這部分內容對數學的要求較高，需要一定的微積分和復變函數基礎，但一旦掌握，就能打開一扇新的大門，理解信號在頻域的特性。