信號與係統（第三版 上冊）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規範教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄭君裏，應啓珩，楊為理 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育
• 本科教材
• 規範教材
• 電工學
• 數學工具
• 係統分析

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040315196

版次：3

商品編碼：12280294

包裝：平裝

叢書名： “十二五”普通高等教育本科國傢級規範教材

開本：16開

齣版時間：2011-03-01

用紙：膠版紙

頁數：432

字數：520000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統（第三版 上冊）/“十二五”普通高等教育本科國傢ji規範教材》一、二版分彆於1981年和2000年與讀者見麵。第三版與前兩版之研究範圍、結構層次大體相同，仍然是討論確定性信號經綫性時不變係統傳輸與處理的基本概念和基本分析方法，從時域到變換域，從連續到離散，從輸入輸齣描述到狀態空間描述，以通信和控製工程作為主要應用背景，注重實例分析。第三版保持瞭前兩版之特色：注重結閤基本理論融人各類工程應用實例。新版對這些例子進行瞭修訂和更新，使全書具有強烈的時代感；保留瞭第六章信號矢量空間分析的內容，並有適當修訂與補充，從而突顯《信號與係統（第三版 上冊）/“十二五”普通高等教育本科國傢ji規範教材》與國內、外同類教材的重要區彆；全書結構有較大靈活性，可適用於通信電子類和非通信電子類的多種理工科專業的本科生教學。全書共十二章，分兩冊裝訂，上、下冊各六章，各章目與第二版基本一緻。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
1．1 信號與係統
1．2 信號的描述、分類和典型示例
1．3 信號的運算
1．4 階躍信號與衝激信號
1．5 信號的分解
1．6 係統模型及其分類
1．7 綫性時不變係統
1．8 1TI係統分析方法、本書概貌
習題

第二章 連續時間係統的時域分析
2．1 引言
2．2 係統數學模型（微分方程）的建立
2．3 用時域經典法求解微分方程
2．4 起始點的跳變——從0-到0+狀態的轉換
2．5 零輸入響應與零狀態響應
2．6 衝激響應與階躍響應
2．7 捲積
2．8 捲積的性質
2．9 利用捲積分析通信係統多徑失真的消除方法
2．1 0用算子符號錶示微分方程
習題

第三章 傅裏葉變換
3．1 引言
3．2 周期信號的傅裏葉級數分析
3．3 典型周期信號的傅裏葉級數
3．4 傅裏葉變換
3．5 典型非周期信號的傅裏葉變換
3．6 衝激函數和階躍函數的傅裏葉變換
3．7 傅裏葉變換的基本性質
3．8捲積特性（捲積定理）
3．9 周期信號的傅裏葉變換
3．10 抽樣信號的傅裏葉變換
3．11 抽樣定理
3．12 雷達測距原理、雷達信號的頻譜
習題

第四章 拉普拉斯變換、連續時間係統的s域分析
4．1 引言
4．2 拉普拉斯變換的定義、收斂域
4．3 拉普拉斯變換的基本性質
4．4 拉普拉斯逆變換
4．5 用拉普拉斯變換法分析電路、s域元件模型
4．6 係統函數（網絡函數）H（s）
4．7 由係統函數零、極點分布決定時域特性
4-8由係統函數零、極點分布決定頻響特性
4．9 二階諧振係統的s平麵分析
4．10 全通函數與最小相移函數的零、極點分布
4．11 綫性係統的穩定性
4．12 雙邊拉普拉斯變換
4．13 拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
習題

第五章 傅裏葉變換應用於通信係統——濾波、調製與抽樣
5．1 引言
5．2 利用係統函數H（jw）求響應
5．3 無失真傳輸
5．4 理想低通濾波器
5．5 係統的物理可實現性、佩利一維納準則
5．6 利用希爾伯特變換研究係統函數的約束特性
5．7 調製與解調
5．8 帶通濾波係統的運用
5．9 從抽樣信號恢復連續時間信號
5．10 脈衝編碼調製（PcM）
5．11 頻分復用、時分復用、碼速與帶寬
5．12 對當代電信網絡的初步認識
習題

第六章 信號的矢量空間分析
6．1 引言
6．2 信號矢量空間的基本概念
6．3 信號的正交函數分解
6．4 完備正交函數集、帕塞瓦爾定理
6．5 沃爾什函數
6．6 相關
6．7 能量譜和功率譜
6．8 信號通過綫性係統的自相關函數、能量譜和功率譜分析
6．9 匹配濾波器
6．10 測不準（不定度）原理及其證明
6．11 碼分復用、碼分多址（CDMA）通信
習題

附錄一 捲積錶
附錄二 常用周期信號的傅裏葉級數錶
附錄三 常用信號的傅裏葉變換錶
習題答案
索引

前言/序言

　　1978年撰寫《信號與係統》第一版初稿至今已曆經32年（見本書下冊後附參考書目[1]）。在此期間，曾改寫第二版，於2000年與讀者見麵，此後又齣版瞭風格獨特的教學輔導參考書，MATLAB實驗配套教材以及第二版的簡明版《信號與係統引論》。這些教材相互支撐，為讀者提供瞭方便。當然，大傢最為關心第三版何時寫好。為瞭準備這項工作，多年來我們努力研究本課程的曆史、現狀與前景，發錶瞭多篇研究報告，其中2008年撰寫的文章具有代錶性，該文中的觀點闡明瞭修訂信號與係統教材的環境背景和指導思想，建議讀者參閱。結閤該文要點以及多年來授課的感受，特彆是考慮到與眾多兄弟院校老師長期、密切交流得到的啓發和幫助，作者認識到以下諸方麵的議題很值得認真分析與反復研究：
　　（1）由於確定性信號經綫性時不變係統傳輸與處理的研究方法已相當成熟，本課程的教學要求和基本內容相對穩定。雖然在某些方麵受到最新技術發展的衝擊，然而，尚未構成大幅度更新和重組課程體係的新局麵，因而，本課程的發展前景可錶述為：在相對穩定中逐步追求變革。
　　從第二版到第三版，本教材的教學目標和研究範圍沒有改變。第三版的章目結構與第二版完全相同，仍為十二章，分上、下冊各六章。全書構成一個整體，不可分割。請不要認為上冊隻講連續、下冊隻講離散，實際上，許多章節對這兩大類問題都在交叉展開討論。特彆需要指齣，5.10節關於PcM通信係統的介紹是本書的突齣特色之一。我們講授離散部分的切入點正是PCM通信，在初步認識這一實際工程係統之後再講差分方程會取得更好的教學效果。目前，國內外同類教材對於連續和離散兩部分的選材與引齣順序有不同的理解，在參考書目[4]第2.5節和參考書目[41]中有深入分析，敬請各位老師關注。本書l8節的圖1-47對全書各章的聯係有詳細說明，請查閱。框架結構雖無明顯改變，而具體的內容論述有許多更新之處，變革修訂的原則將在下文陸續給齣。
　　（2）要處理好穩定與變革的關係，必須在講授傳統內容的過程中充分體現時代氣息，注重經典理論的講述與引入最新技術的相互融閤。以當代信息科學的觀點理解、審視、組織和闡述傳統內容。所謂課程更新往往體現在應用領域的演變，而已經成熟的經典理論卻仍然適用。第二版教材特彆注重結閤基本概念介紹各類應用實例（如PCM通信、CDMA通信、碼速與帶寬、匹配濾波器、小波變換以及人口增長估測、宏觀經濟模型、住房貸款償還計算等）。這些討論有助於激發學生的學習誌趣和熱情，推動他們靈活、深入地掌握基本概念，給讀者留下深刻印象，這是本書最重要的特色。
　　改寫第三版的首要任務就是要使原書應用實例豐富、與理論分析密切融閤之特色更加突顯。因此補充或更新瞭大量應用實例，如新增加之通信係統多徑失真的消除（第二、四、五、七章）、雷達測距原理（第三章）、對電信網絡的初步認識（第五章）、0FDM通信係統原理（第九章）等。許多生動活潑的實例分析滲透於全書各章，讀者隨手翻看可以激發起強烈的閱讀樂趣。
　　（3）第二版曾增寫信號的矢量空間分析一章（第六章），取得瞭很好的教學效果。這裏涉及的基本概念在許多後續課程中需要引用，而按照以往的習慣，尚未見到國內外哪種教材或哪門課程對此進行係統的入門介紹。本章的撰寫成功地改變瞭這種狀況。第三版全文保留瞭第二版第六章的內容，並對例題和習題進行瞭適當的修訂和補充。
　　教學改革必須注重結閤國情。我們的學生從高中到大學曆經係統深入的數學課程學習，承受瞭嚴格而艱苦的訓練，他們對數學基礎知識及其實際應用問題的興趣要明顯超過國外的同齡學生。而本課程的核心任務正是要構建一座從數學到物理和工程技術的橋梁，引導學生從理論學習過渡到專業工程訓練。本書的重要特徵在於適應國情，使學生一方麵對信號處理的學習步入更深層次，為學好後續理論課程打好基礎，另一方麵也認識到數學並不神秘，許多數學工具非常有用，它就在我們身邊。
　　必須注意，加強數學與物理和工程的結閤決非盲目依賴數學推導和分析。在修訂過程中對於第二版一些比較繁瑣的數學推證進行瞭壓縮或刪簡。力求幫助讀者在自學過程中抓住要領。例如原第二章占函數匹配係數的代數求解，又如原第十二章狀態方程時域求解方法之介紹等都做瞭較大修改或刪除。

《現代信號處理基礎》 核心內容： 本書深入探討現代信號處理的核心理論、關鍵技術與前沿應用，旨在為讀者構建一個堅實而全麵的信號處理知識體係。全書共分為四大部分，層層遞進，由基礎概念逐步過渡到復雜係統分析，並最終聚焦於實際應用。 第一部分：信號的錶徵與變換 本部分著重於對信號進行數學上的精確描述和分析。首先，我們從最基本的信號定義入手，介紹離散時間信號和連續時間信號的特性，包括周期性、能量、功率等基本屬性。在此基礎上，詳細闡述瞭信號的時域分析方法，如捲積、相關等，它們是理解綫性時不變（LTI）係統的基石。 隨後，本書將重點轉嚮信號的頻域分析。傅裏葉級數和傅裏葉變換是核心內容，我們不僅會介紹它們的數學推導和性質，更會深入分析其在信號頻譜分析中的重要作用。讀者將學習如何通過傅裏葉變換來理解信號的頻率成分，以及如何利用頻譜信息進行信號的去噪、濾波和調製解調等操作。拉普拉斯變換和Z變換作為傅裏葉變換的推廣，將在本部分得到詳細介紹。它們能夠處理更廣泛的信號和係統，尤其是在研究係統穩定性、因果性以及係統響應等方麵具有不可替代的作用。本書會詳細講解這兩種變換的收斂域、性質及其在離散時間係統分析中的應用。 此外，我們還會引入傅裏葉變換在離散信號處理中的重要工具——離散傅裏葉變換（DFT）。DFT是數字信號處理中進行頻譜分析的基石，本書將詳細講解其定義、性質以及快速傅裏葉變換（FFT）算法，使讀者能夠高效地計算和分析離散信號的頻譜。 第二部分：綫性時不變（LTI）係統的分析 綫性時不變係統是信號處理中最為重要和普遍的研究對象。本部分將係統地闡述LTI係統的數學模型、分析方法和係統特性。 首先，我們將通過微分方程和差分方程來描述連續時間和離散時間LTI係統。本書將詳細講解如何利用捲積運算來描述LTI係統對任意輸入信號的響應。讀者將深入理解捲積的物理意義，以及它在係統分析中的核心地位。 其次，本書將重點分析LTI係統的頻率響應。通過傅裏葉變換，我們將揭示係統在不同頻率上的增益和相位特性，這對於設計濾波器、理解係統對不同頻率成分的處理方式至關重要。我們將講解低通、高通、帶通和帶阻濾波器等基本濾波器類型的設計原理及其應用。 此外，本部分還將引入LTI係統的傳遞函數和係統函數。通過拉普拉斯變換和Z變換，我們將得到描述係統特性的傳遞函數和係統函數。讀者將學習如何利用這些函數來分析係統的穩定性，以及理解係統的零、極點與係統響應之間的關係。本書還將探討係統因果性、穩定性等重要概念，並給齣判斷LTI係統穩定性的判據。 第三部分：隨機信號及其處理 現實世界中的許多信號都帶有隨機性，因此，對隨機信號進行分析和處理是信號處理領域的一個重要分支。本部分將係統介紹隨機信號的基本概念、特性以及相關的處理方法。 首先，我們將從概率論的基礎入手，介紹隨機變量、概率密度函數、纍積分布函數等基本概念。在此基礎上，我們將引入隨機過程的概念，並討論其重要的統計特性，如均值、自相關函數、自協方差函數等。本書將詳細闡述平穩隨機過程的特性，這是許多隨機信號分析的基礎。 接著，我們將探討隨機信號在LTI係統中的傳輸。讀者將學習如何計算輸齣隨機信號的統計特性，以及理解係統如何影響輸入隨機信號的功率譜密度。 本部分的關鍵內容之一是參數估計。我們將介紹如何利用觀測到的隨機信號來估計信號的參數，例如均值、方差等。同時，還會介紹譜估計方法，用於估計隨機信號的功率譜密度，這是對信號頻率成分進行統計分析的重要手段。 此外，本書還將涉及噪聲的建模與抑製。噪聲是信號處理中不可避免的問題，我們將介紹不同類型的噪聲模型（如加性高斯白噪聲），並探討如何通過濾波、平滑等技術來抑製噪聲，提高信號的信噪比。 第四部分：現代信號處理的應用與進階 本部分將把前三部分所學的理論知識應用於實際問題，並介紹一些現代信號處理領域的前沿技術和發展方嚮。 首先，我們將深入探討數字濾波器設計。本書將詳細介紹FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器的設計方法，包括窗函數法、頻率采樣法、Parks-McClellan算法等，並講解如何在時域和頻域上對濾波器性能進行評估。 接著，我們將重點介紹采樣理論和量化。奈奎斯特采樣定理是數字信號處理的基石，本書將詳細闡述其原理，並討論過采樣、欠采樣等概念。同時，量化誤差的産生與控製也是數字信號處理的關鍵問題，本書將對量化過程進行深入分析。 本部分還將涵蓋一些重要的信號處理算法，如傅裏葉變換在信號分析中的具體應用、短時傅裏葉變換（STFT）及其在時頻分析中的作用、小波變換及其在信號去噪、特徵提取等方麵的優勢。 最後，本書將展望信號處理領域的未來發展，包括自適應濾波、盲信號分離、多速率信號處理、譜估計的高級技術等。我們將簡要介紹這些技術的原理和潛在應用，以激發讀者對更深入學習的興趣。 全書特點： 理論與實踐相結閤： 本書在講解理論知識的同時，注重與實際應用相結閤，通過大量的實例分析和數學推導，幫助讀者深刻理解信號處理的原理。 循序漸進的教學方法： 內容組織結構清晰，從基礎概念到復雜係統，層層遞進，適閤不同層次的讀者。 豐富的數學工具： 涉及瞭綫性代數、微積分、概率論等重要的數學工具，並詳細講解瞭傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等信號處理特有的數學方法。 強調理解與應用： 旨在培養讀者分析和解決實際信號處理問題的能力，而不僅僅是記憶公式。 適用讀者： 本書適閤作為高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等專業本科生的教材或參考書。同時，也適閤從事信號處理相關工作的工程師和研究人員進行知識更新和深入學習。通過對本書的學習，讀者將能夠掌握信號處理的基本原理和方法，為進一步深入學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這套教材在內容深度和廣度上都達到瞭一個相當高的水準，對於想要深入理解信號與係統理論的讀者來說，絕對是一份厚禮。作者在章節編排上非常有條理，從離散時間信號與係統到連續時間信號與係統，再到各種變換的詳細介紹，邏輯清晰，銜接自然。我特彆欣賞書中對於每一個理論的引入，都做瞭充分的背景鋪墊和動機闡述，讓你明白為什麼需要學習這個概念，它解決瞭什麼問題。書中的例題和習題設計也相當精妙，既有鞏固基礎的簡單題，也有挑戰思維的難題，很多習題的解答過程都能教會你一些解題技巧和思路。我曾花費大量時間去鑽研那些難題，雖然過程艱辛，但解決後的成就感無與倫比。更重要的是，書中引用的參考文獻和相關的延伸閱讀材料，為我打開瞭新的視野，讓我意識到信號與係統在通信、控製、圖像處理等眾多領域都扮演著至關重要的角色。這本書給我最深的感受是，它鼓勵你去質疑，去思考，去探索，而不是僅僅滿足於機械的記憶。每一次閱讀，都能從中獲得新的啓發，發現之前忽略的細節，這正是經典教材的魅力所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我印象深刻的，是它在理論深度與教學易懂性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。對於初學者而言，很多信號與係統的概念可能顯得抽象且難以捉摸，但這本書通過大量圖示和直觀的類比，有效地將這些抽象概念具象化。例如，在講解捲積時，作者不僅給齣瞭數學公式，還通過“滑動窗口”的比喻，以及配閤生動的時域圖示，讓讀者能夠清晰地理解兩個信號的“交互”過程是如何産生係統輸齣的。同樣，在介紹Z變換時，書中也巧妙地將復數域的概念與離散時間信號的頻率特性聯係起來，幫助讀者理解為何需要引入Z變換以及它在分析離散係統中的優勢。我特彆贊賞書中對“頻率域”和“時域”相互關係的反復強調，並貫穿於整本書的講解之中，這使得我在處理問題時，能夠靈活地在兩個域之間切換，從不同的角度去理解和解決問題。此外，書中還穿插瞭一些與現代通信、控製係統相關的應用背景介紹，這極大地激發瞭我學習的興趣，讓我看到瞭理論知識的實際價值，也為我後續的學習方嚮指明瞭道路。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像是一次深入人心的思維探險，它不僅僅是知識的傳授，更是一種解決問題方法論的塑造。作者在講解過程中，不遺餘力地引導讀者去思考“為什麼”。比如，在解釋瞭LTI係統的基本性質後，他會引導你去思考，為什麼這些性質對於分析係統如此重要，它們如何簡化瞭我們對復雜係統的理解。在引入瞭傅裏葉變換之後，他又會讓你去思考，為什麼我們一定要將信號分解成不同頻率的正弦波，這樣做的好處在哪裏，它又如何幫助我們分析信號的頻譜特性。我發現，這本書最大的價值在於它培養瞭我一種“追根溯源”的學習習慣。當我遇到一個新概念時，我不再僅僅滿足於記住它的定義和公式，而是會去探究它的由來，它的物理意義，它與其他概念的聯係。書中大量的推導過程，作者並沒有省略關鍵步驟，而是詳細地展示瞭每一步是如何得齣的，這讓我能夠真正理解公式背後的邏輯。我曾嘗試將書中介紹的一些係統辨識方法應用到實際的傳感器數據處理中，效果顯著，這讓我深刻體會到理論的強大生命力。這本書不僅僅教會瞭我信號與係統的知識，更教會瞭我如何去學習，如何去思考，如何去解決工程問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直觀的感受是它在知識的係統性和嚴謹性上做到瞭極緻。作為一名工程專業的學生，我深知紮實的理論基礎對於未來職業發展的重要性。而這本書恰恰滿足瞭這一需求。從最基礎的信號分類、係統性質（綫性、時不變、因果性、穩定性）的定義和判斷，到捲積、差分方程、微分方程等核心概念的深入剖析，作者都力求做到一絲不苟。每一個定理的證明都清晰完整，每一個公式的推導都有詳實的邏輯依據。我尤其喜歡書中關於“係統響應”的講解，通過各種輸入信號（衝激信號、階躍信號、指數信號等）對不同係統（LTI係統）的響應分析，讓我對係統的行為模式有瞭深刻的理解。書中對於傅裏葉級數和傅裏葉變換的講解更是深入淺齣，從周期信號的頻譜分析到非周期信號的頻譜錶示，再到傅裏葉變換的性質和應用，層層遞進，讓復雜的概念變得易於掌握。我曾多次將書中的公式與實際工程中的濾波器設計、係統分析聯係起來，發現理論的強大之處。這本書不僅僅是教科書，更像是一本指導我進行工程思維訓練的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像是我大學時期的燈塔，引領我穿梭在那些令人暈頭轉嚮的信號與係統概念之中。我清楚地記得，當第一次翻開這本書的時候，我的腦子裏還在迴響著那些關於傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換的晦澀定義。然而，這本書的魅力在於它循序漸進的講解方式。作者並沒有一開始就拋齣復雜的數學公式，而是從最基礎的概念入手，一步步構建起信號與係統的知識體係。那些抽象的概念，通過作者巧妙的比喻和豐富的圖示，變得生動形象起來。尤其是一些關鍵性的推導過程，作者都給齣瞭非常詳盡的步驟和解釋，讓我能夠跟得上思路，而不是被一堆符號淹沒。讀這本書的時候，我感覺自己不再是被動地接受知識，而是在與作者進行一場思想的對話。很多時候，我會在一個章節讀完後，閤上書本，嘗試自己去復現那些推導，或者思考作者在某些地方留下的“陷阱”，這讓我對知識的掌握更加牢固。這本書不僅僅是理論的堆砌，它還包含瞭很多實際應用的例子，這讓我看到瞭理論與實踐的結閤，也激發瞭我進一步探索相關領域的熱情。可以說，這本書為我打下瞭堅實的專業基礎，是我學習生涯中不可多得的寶貴財富。