信号与系统（第三版 上册）/“十二五”普通高等教育本科国家级规范教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

郑君里，应启珩，杨为理 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 通信原理
• 电子工程
• 高等教育
• 本科教材
• 规范教材
• 电工学
• 数学工具
• 系统分析

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040315196

版次：3

商品编码：12280294

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规范教材

开本：16开

出版时间：2011-03-01

用纸：胶版纸

页数：432

字数：520000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统（第三版 上册）/“十二五”普通高等教育本科国家ji规范教材》一、二版分别于1981年和2000年与读者见面。第三版与前两版之研究范围、结构层次大体相同，仍然是讨论确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念和基本分析方法，从时域到变换域，从连续到离散，从输入输出描述到状态空间描述，以通信和控制工程作为主要应用背景，注重实例分析。第三版保持了前两版之特色：注重结合基本理论融人各类工程应用实例。新版对这些例子进行了修订和更新，使全书具有强烈的时代感；保留了第六章信号矢量空间分析的内容，并有适当修订与补充，从而突显《信号与系统（第三版 上册）/“十二五”普通高等教育本科国家ji规范教材》与国内、外同类教材的重要区别；全书结构有较大灵活性，可适用于通信电子类和非通信电子类的多种理工科专业的本科生教学。全书共十二章，分两册装订，上、下册各六章，各章目与第二版基本一致。

内页插图

目录

第一章 绪论
1．1 信号与系统
1．2 信号的描述、分类和典型示例
1．3 信号的运算
1．4 阶跃信号与冲激信号
1．5 信号的分解
1．6 系统模型及其分类
1．7 线性时不变系统
1．8 1TI系统分析方法、本书概貌
习题

第二章 连续时间系统的时域分析
2．1 引言
2．2 系统数学模型（微分方程）的建立
2．3 用时域经典法求解微分方程
2．4 起始点的跳变——从0-到0+状态的转换
2．5 零输入响应与零状态响应
2．6 冲激响应与阶跃响应
2．7 卷积
2．8 卷积的性质
2．9 利用卷积分析通信系统多径失真的消除方法
2．1 0用算子符号表示微分方程
习题

第三章 傅里叶变换
3．1 引言
3．2 周期信号的傅里叶级数分析
3．3 典型周期信号的傅里叶级数
3．4 傅里叶变换
3．5 典型非周期信号的傅里叶变换
3．6 冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换
3．7 傅里叶变换的基本性质
3．8卷积特性（卷积定理）
3．9 周期信号的傅里叶变换
3．10 抽样信号的傅里叶变换
3．11 抽样定理
3．12 雷达测距原理、雷达信号的频谱
习题

第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析
4．1 引言
4．2 拉普拉斯变换的定义、收敛域
4．3 拉普拉斯变换的基本性质
4．4 拉普拉斯逆变换
4．5 用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型
4．6 系统函数（网络函数）H（s）
4．7 由系统函数零、极点分布决定时域特性
4-8由系统函数零、极点分布决定频响特性
4．9 二阶谐振系统的s平面分析
4．10 全通函数与最小相移函数的零、极点分布
4．11 线性系统的稳定性
4．12 双边拉普拉斯变换
4．13 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
习题

第五章 傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样
5．1 引言
5．2 利用系统函数H（jw）求响应
5．3 无失真传输
5．4 理想低通滤波器
5．5 系统的物理可实现性、佩利一维纳准则
5．6 利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性
5．7 调制与解调
5．8 带通滤波系统的运用
5．9 从抽样信号恢复连续时间信号
5．10 脉冲编码调制（PcM）
5．11 频分复用、时分复用、码速与带宽
5．12 对当代电信网络的初步认识
习题

第六章 信号的矢量空间分析
6．1 引言
6．2 信号矢量空间的基本概念
6．3 信号的正交函数分解
6．4 完备正交函数集、帕塞瓦尔定理
6．5 沃尔什函数
6．6 相关
6．7 能量谱和功率谱
6．8 信号通过线性系统的自相关函数、能量谱和功率谱分析
6．9 匹配滤波器
6．10 测不准（不定度）原理及其证明
6．11 码分复用、码分多址（CDMA）通信
习题

附录一 卷积表
附录二 常用周期信号的傅里叶级数表
附录三 常用信号的傅里叶变换表
习题答案
索引

前言/序言

　　1978年撰写《信号与系统》第一版初稿至今已历经32年（见本书下册后附参考书目[1]）。在此期间，曾改写第二版，于2000年与读者见面，此后又出版了风格独特的教学辅导参考书，MATLAB实验配套教材以及第二版的简明版《信号与系统引论》。这些教材相互支撑，为读者提供了方便。当然，大家最为关心第三版何时写好。为了准备这项工作，多年来我们努力研究本课程的历史、现状与前景，发表了多篇研究报告，其中2008年撰写的文章具有代表性，该文中的观点阐明了修订信号与系统教材的环境背景和指导思想，建议读者参阅。结合该文要点以及多年来授课的感受，特别是考虑到与众多兄弟院校老师长期、密切交流得到的启发和帮助，作者认识到以下诸方面的议题很值得认真分析与反复研究：
　　（1）由于确定性信号经线性时不变系统传输与处理的研究方法已相当成熟，本课程的教学要求和基本内容相对稳定。虽然在某些方面受到最新技术发展的冲击，然而，尚未构成大幅度更新和重组课程体系的新局面，因而，本课程的发展前景可表述为：在相对稳定中逐步追求变革。
　　从第二版到第三版，本教材的教学目标和研究范围没有改变。第三版的章目结构与第二版完全相同，仍为十二章，分上、下册各六章。全书构成一个整体，不可分割。请不要认为上册只讲连续、下册只讲离散，实际上，许多章节对这两大类问题都在交叉展开讨论。特别需要指出，5.10节关于PcM通信系统的介绍是本书的突出特色之一。我们讲授离散部分的切入点正是PCM通信，在初步认识这一实际工程系统之后再讲差分方程会取得更好的教学效果。目前，国内外同类教材对于连续和离散两部分的选材与引出顺序有不同的理解，在参考书目[4]第2.5节和参考书目[41]中有深入分析，敬请各位老师关注。本书l8节的图1-47对全书各章的联系有详细说明，请查阅。框架结构虽无明显改变，而具体的内容论述有许多更新之处，变革修订的原则将在下文陆续给出。
　　（2）要处理好稳定与变革的关系，必须在讲授传统内容的过程中充分体现时代气息，注重经典理论的讲述与引入最新技术的相互融合。以当代信息科学的观点理解、审视、组织和阐述传统内容。所谓课程更新往往体现在应用领域的演变，而已经成熟的经典理论却仍然适用。第二版教材特别注重结合基本概念介绍各类应用实例（如PCM通信、CDMA通信、码速与带宽、匹配滤波器、小波变换以及人口增长估测、宏观经济模型、住房贷款偿还计算等）。这些讨论有助于激发学生的学习志趣和热情，推动他们灵活、深入地掌握基本概念，给读者留下深刻印象，这是本书最重要的特色。
　　改写第三版的首要任务就是要使原书应用实例丰富、与理论分析密切融合之特色更加突显。因此补充或更新了大量应用实例，如新增加之通信系统多径失真的消除（第二、四、五、七章）、雷达测距原理（第三章）、对电信网络的初步认识（第五章）、0FDM通信系统原理（第九章）等。许多生动活泼的实例分析渗透于全书各章，读者随手翻看可以激发起强烈的阅读乐趣。
　　（3）第二版曾增写信号的矢量空间分析一章（第六章），取得了很好的教学效果。这里涉及的基本概念在许多后续课程中需要引用，而按照以往的习惯，尚未见到国内外哪种教材或哪门课程对此进行系统的入门介绍。本章的撰写成功地改变了这种状况。第三版全文保留了第二版第六章的内容，并对例题和习题进行了适当的修订和补充。
　　教学改革必须注重结合国情。我们的学生从高中到大学历经系统深入的数学课程学习，承受了严格而艰苦的训练，他们对数学基础知识及其实际应用问题的兴趣要明显超过国外的同龄学生。而本课程的核心任务正是要构建一座从数学到物理和工程技术的桥梁，引导学生从理论学习过渡到专业工程训练。本书的重要特征在于适应国情，使学生一方面对信号处理的学习步入更深层次，为学好后续理论课程打好基础，另一方面也认识到数学并不神秘，许多数学工具非常有用，它就在我们身边。
　　必须注意，加强数学与物理和工程的结合决非盲目依赖数学推导和分析。在修订过程中对于第二版一些比较繁琐的数学推证进行了压缩或删简。力求帮助读者在自学过程中抓住要领。例如原第二章占函数匹配系数的代数求解，又如原第十二章状态方程时域求解方法之介绍等都做了较大修改或删除。

《现代信号处理基础》 核心内容： 本书深入探讨现代信号处理的核心理论、关键技术与前沿应用，旨在为读者构建一个坚实而全面的信号处理知识体系。全书共分为四大部分，层层递进，由基础概念逐步过渡到复杂系统分析，并最终聚焦于实际应用。 第一部分：信号的表征与变换 本部分着重于对信号进行数学上的精确描述和分析。首先，我们从最基本的信号定义入手，介绍离散时间信号和连续时间信号的特性，包括周期性、能量、功率等基本属性。在此基础上，详细阐述了信号的时域分析方法，如卷积、相关等，它们是理解线性时不变（LTI）系统的基石。 随后，本书将重点转向信号的频域分析。傅里叶级数和傅里叶变换是核心内容，我们不仅会介绍它们的数学推导和性质，更会深入分析其在信号频谱分析中的重要作用。读者将学习如何通过傅里叶变换来理解信号的频率成分，以及如何利用频谱信息进行信号的去噪、滤波和调制解调等操作。拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换的推广，将在本部分得到详细介绍。它们能够处理更广泛的信号和系统，尤其是在研究系统稳定性、因果性以及系统响应等方面具有不可替代的作用。本书会详细讲解这两种变换的收敛域、性质及其在离散时间系统分析中的应用。 此外，我们还会引入傅里叶变换在离散信号处理中的重要工具——离散傅里叶变换（DFT）。DFT是数字信号处理中进行频谱分析的基石，本书将详细讲解其定义、性质以及快速傅里叶变换（FFT）算法，使读者能够高效地计算和分析离散信号的频谱。 第二部分：线性时不变（LTI）系统的分析 线性时不变系统是信号处理中最为重要和普遍的研究对象。本部分将系统地阐述LTI系统的数学模型、分析方法和系统特性。 首先，我们将通过微分方程和差分方程来描述连续时间和离散时间LTI系统。本书将详细讲解如何利用卷积运算来描述LTI系统对任意输入信号的响应。读者将深入理解卷积的物理意义，以及它在系统分析中的核心地位。 其次，本书将重点分析LTI系统的频率响应。通过傅里叶变换，我们将揭示系统在不同频率上的增益和相位特性，这对于设计滤波器、理解系统对不同频率成分的处理方式至关重要。我们将讲解低通、高通、带通和带阻滤波器等基本滤波器类型的设计原理及其应用。 此外，本部分还将引入LTI系统的传递函数和系统函数。通过拉普拉斯变换和Z变换，我们将得到描述系统特性的传递函数和系统函数。读者将学习如何利用这些函数来分析系统的稳定性，以及理解系统的零、极点与系统响应之间的关系。本书还将探讨系统因果性、稳定性等重要概念，并给出判断LTI系统稳定性的判据。 第三部分：随机信号及其处理 现实世界中的许多信号都带有随机性，因此，对随机信号进行分析和处理是信号处理领域的一个重要分支。本部分将系统介绍随机信号的基本概念、特性以及相关的处理方法。 首先，我们将从概率论的基础入手，介绍随机变量、概率密度函数、累积分布函数等基本概念。在此基础上，我们将引入随机过程的概念，并讨论其重要的统计特性，如均值、自相关函数、自协方差函数等。本书将详细阐述平稳随机过程的特性，这是许多随机信号分析的基础。 接着，我们将探讨随机信号在LTI系统中的传输。读者将学习如何计算输出随机信号的统计特性，以及理解系统如何影响输入随机信号的功率谱密度。 本部分的关键内容之一是参数估计。我们将介绍如何利用观测到的随机信号来估计信号的参数，例如均值、方差等。同时，还会介绍谱估计方法，用于估计随机信号的功率谱密度，这是对信号频率成分进行统计分析的重要手段。 此外，本书还将涉及噪声的建模与抑制。噪声是信号处理中不可避免的问题，我们将介绍不同类型的噪声模型（如加性高斯白噪声），并探讨如何通过滤波、平滑等技术来抑制噪声，提高信号的信噪比。 第四部分：现代信号处理的应用与进阶 本部分将把前三部分所学的理论知识应用于实际问题，并介绍一些现代信号处理领域的前沿技术和发展方向。 首先，我们将深入探讨数字滤波器设计。本书将详细介绍FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器的设计方法，包括窗函数法、频率采样法、Parks-McClellan算法等，并讲解如何在时域和频域上对滤波器性能进行评估。 接着，我们将重点介绍采样理论和量化。奈奎斯特采样定理是数字信号处理的基石，本书将详细阐述其原理，并讨论过采样、欠采样等概念。同时，量化误差的产生与控制也是数字信号处理的关键问题，本书将对量化过程进行深入分析。 本部分还将涵盖一些重要的信号处理算法，如傅里叶变换在信号分析中的具体应用、短时傅里叶变换（STFT）及其在时频分析中的作用、小波变换及其在信号去噪、特征提取等方面的优势。 最后，本书将展望信号处理领域的未来发展，包括自适应滤波、盲信号分离、多速率信号处理、谱估计的高级技术等。我们将简要介绍这些技术的原理和潜在应用，以激发读者对更深入学习的兴趣。 全书特点： 理论与实践相结合： 本书在讲解理论知识的同时，注重与实际应用相结合，通过大量的实例分析和数学推导，帮助读者深刻理解信号处理的原理。 循序渐进的教学方法： 内容组织结构清晰，从基础概念到复杂系统，层层递进，适合不同层次的读者。 丰富的数学工具： 涉及了线性代数、微积分、概率论等重要的数学工具，并详细讲解了傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等信号处理特有的数学方法。 强调理解与应用： 旨在培养读者分析和解决实际信号处理问题的能力，而不仅仅是记忆公式。 适用读者： 本书适合作为高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等专业本科生的教材或参考书。同时，也适合从事信号处理相关工作的工程师和研究人员进行知识更新和深入学习。通过对本书的学习，读者将能够掌握信号处理的基本原理和方法，为进一步深入学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是我大学时期的灯塔，引领我穿梭在那些令人晕头转向的信号与系统概念之中。我清楚地记得，当第一次翻开这本书的时候，我的脑子里还在回响着那些关于傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的晦涩定义。然而，这本书的魅力在于它循序渐进的讲解方式。作者并没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是从最基础的概念入手，一步步构建起信号与系统的知识体系。那些抽象的概念，通过作者巧妙的比喻和丰富的图示，变得生动形象起来。尤其是一些关键性的推导过程，作者都给出了非常详尽的步骤和解释，让我能够跟得上思路，而不是被一堆符号淹没。读这本书的时候，我感觉自己不再是被动地接受知识，而是在与作者进行一场思想的对话。很多时候，我会在一个章节读完后，合上书本，尝试自己去复现那些推导，或者思考作者在某些地方留下的“陷阱”，这让我对知识的掌握更加牢固。这本书不仅仅是理论的堆砌，它还包含了很多实际应用的例子，这让我看到了理论与实践的结合，也激发了我进一步探索相关领域的热情。可以说，这本书为我打下了坚实的专业基础，是我学习生涯中不可多得的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我印象深刻的，是它在理论深度与教学易懂性之间找到了一个绝佳的平衡点。对于初学者而言，很多信号与系统的概念可能显得抽象且难以捉摸，但这本书通过大量图示和直观的类比，有效地将这些抽象概念具象化。例如，在讲解卷积时，作者不仅给出了数学公式，还通过“滑动窗口”的比喻，以及配合生动的时域图示，让读者能够清晰地理解两个信号的“交互”过程是如何产生系统输出的。同样，在介绍Z变换时，书中也巧妙地将复数域的概念与离散时间信号的频率特性联系起来，帮助读者理解为何需要引入Z变换以及它在分析离散系统中的优势。我特别赞赏书中对“频率域”和“时域”相互关系的反复强调，并贯穿于整本书的讲解之中，这使得我在处理问题时，能够灵活地在两个域之间切换，从不同的角度去理解和解决问题。此外，书中还穿插了一些与现代通信、控制系统相关的应用背景介绍，这极大地激发了我学习的兴趣，让我看到了理论知识的实际价值，也为我后续的学习方向指明了道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受是它在知识的系统性和严谨性上做到了极致。作为一名工程专业的学生，我深知扎实的理论基础对于未来职业发展的重要性。而这本书恰恰满足了这一需求。从最基础的信号分类、系统性质（线性、时不变、因果性、稳定性）的定义和判断，到卷积、差分方程、微分方程等核心概念的深入剖析，作者都力求做到一丝不苟。每一个定理的证明都清晰完整，每一个公式的推导都有详实的逻辑依据。我尤其喜欢书中关于“系统响应”的讲解，通过各种输入信号（冲激信号、阶跃信号、指数信号等）对不同系统（LTI系统）的响应分析，让我对系统的行为模式有了深刻的理解。书中对于傅里叶级数和傅里叶变换的讲解更是深入浅出，从周期信号的频谱分析到非周期信号的频谱表示，再到傅里叶变换的性质和应用，层层递进，让复杂的概念变得易于掌握。我曾多次将书中的公式与实际工程中的滤波器设计、系统分析联系起来，发现理论的强大之处。这本书不仅仅是教科书，更像是一本指导我进行工程思维训练的宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是一次深入人心的思维探险，它不仅仅是知识的传授，更是一种解决问题方法论的塑造。作者在讲解过程中，不遗余力地引导读者去思考“为什么”。比如，在解释了LTI系统的基本性质后，他会引导你去思考，为什么这些性质对于分析系统如此重要，它们如何简化了我们对复杂系统的理解。在引入了傅里叶变换之后，他又会让你去思考，为什么我们一定要将信号分解成不同频率的正弦波，这样做的好处在哪里，它又如何帮助我们分析信号的频谱特性。我发现，这本书最大的价值在于它培养了我一种“追根溯源”的学习习惯。当我遇到一个新概念时，我不再仅仅满足于记住它的定义和公式，而是会去探究它的由来，它的物理意义，它与其他概念的联系。书中大量的推导过程，作者并没有省略关键步骤，而是详细地展示了每一步是如何得出的，这让我能够真正理解公式背后的逻辑。我曾尝试将书中介绍的一些系统辨识方法应用到实际的传感器数据处理中，效果显著，这让我深刻体会到理论的强大生命力。这本书不仅仅教会了我信号与系统的知识，更教会了我如何去学习，如何去思考，如何去解决工程问题。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这套教材在内容深度和广度上都达到了一个相当高的水准，对于想要深入理解信号与系统理论的读者来说，绝对是一份厚礼。作者在章节编排上非常有条理，从离散时间信号与系统到连续时间信号与系统，再到各种变换的详细介绍，逻辑清晰，衔接自然。我特别欣赏书中对于每一个理论的引入，都做了充分的背景铺垫和动机阐述，让你明白为什么需要学习这个概念，它解决了什么问题。书中的例题和习题设计也相当精妙，既有巩固基础的简单题，也有挑战思维的难题，很多习题的解答过程都能教会你一些解题技巧和思路。我曾花费大量时间去钻研那些难题，虽然过程艰辛，但解决后的成就感无与伦比。更重要的是，书中引用的参考文献和相关的延伸阅读材料，为我打开了新的视野，让我意识到信号与系统在通信、控制、图像处理等众多领域都扮演着至关重要的角色。这本书给我最深的感受是，它鼓励你去质疑，去思考，去探索，而不是仅仅满足于机械的记忆。每一次阅读，都能从中获得新的启发，发现之前忽略的细节，这正是经典教材的魅力所在。