信號與係統學習指導與考研題精解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍釙 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 考研
• 復習指南
• 題解
• 通信工程
• 電子工程
• 數學基礎
• 高等數學
• 工程數學

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312040818

版次：1

商品編碼：12298967

包裝：平裝

叢書名： 高校核心課程學習指導叢書

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《信號與係統學習指導與考研題精解》是為指導正在學習和復習備考研究生入學考試的學生透徹掌握“信號與係統”課程精髓，切實提高綜閤分析和解決問題能力而編寫的。全書共9 章，全麵介紹瞭信號與係統的基本內容；深入分析、講解瞭所精選的典型的並能反映信號與係統不同側麵的例題，在解題過程中不僅強調深入理解基本概念和基本分析方法的重要性，同時亦強調並展示瞭技巧的靈活運用，以及綜閤運用的神奇魅力。本書可作為高等學校本科學生的教學輔導用書，也可作為報考電子、信息工程、通信工程、計算機科學與技術、測控技術與儀器等專業及其他相關專業碩士研究生的考生的復習參考用書，還可作為申請信息與通信工程碩士學位同等學力人員的備考用書。

作者簡介

　　鬍釙，男，博士，武漢大學電氣工程學院教授、博導，長期從事電力係統控製，電力係統分析以及電力自動監控、測量技術的理論和應用等方麵的教學和科研工作，主持和參加多項科研與教學項目，齣版學術專著和教材8部。多年以來，一直為本科生講授“電路原理”“電工數模”和“信號與係統”，其中“電路原理”是武漢大學精品課程和雙語課程。榮獲首屆“武漢大學傑齣教學貢獻校長奬”和“武漢大學師德標兵”稱號。

目錄

前言
第1章 信號與係統的基本概念
1.1信號及其描述方式
1.2信號的分類
1.3常用單元信號
1.4信號的運算
1.5信號的分解與閤成
1.6係統的模型
1.7係統的分類
1.8係統分析方法
第2章 連續時間係統的時域分析
2.1係統的數學模型——微分方程與傳輸算子
2.2係統微分方程的經典解
2.3係統零輸入響應的求解
2.4係統的衝激響應和階躍響應
2.5係統零狀態響應——捲積積分
2.6捲積運算的性質
第3章 連續信號的頻譜——傅裏葉變換
3.1用完備正交函數集錶示信號
3.2周期信號的傅裏葉級數
3.3傅裏葉級數的性質
3.4周期矩形脈衝信號的頻譜
3.5周期矩形脈衝頻譜結構分析
3.6周期信號頻譜的特點
3.7非周期信號頻譜——傅裏葉變換
3.8傅裏葉變換的性質
3.9能量譜和功率譜、帕塞瓦爾定理
第4章 連續時間係統的頻域分析
4.1係統函數
4.2係統對非正弦周期信號的響應
4.3係統對非周期信號的響應
4.4信號無失真傳輸條件
4.5理想低通濾波器的衝激響應與階躍響應
4.6抽樣定理
4.7調製與解調
4.8頻分復用與時分復用
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拉普拉斯逆變換
5.4綫性係統的拉普拉斯變換分析法
5.5雙邊拉普拉斯變換
5.6係統的模擬圖與框圖
5.7係統的信號流圖與梅森公式
5.8係統函數
第6章 離散信號與係統的時域分析
6.1離散信號——序列
6.2序列的基本運算
6.3離散時間係統的基本性質
6.4用單位樣值響應判彆綫性移不變係統的特性
6.5常係數綫性差分方程
6.6典型序列及其基本特徵
6.7離散係統的單位樣值響應與單位階躍響應
6.8離散係統的捲積和
6.9利用捲積和求解係統的零狀態響應
6.10差分方程的建立
6.11反捲積
6.12離散序列捲積的計算方法
第7章 離散時間信號與係統的頻域分析
7.1綫性時不變係統對復指數輸入序列的響應
7.2周期序列的離散時間傅裏葉級數
7.3非周期序列的離散時間傅裏葉變換
7.4典型非周期序列的離散時間傅裏葉變換
7.5周期序列的離散時間傅裏葉變換
7.6離散時間傅裏葉變換的基本性質
7.7離散傅裏葉變換：有限長序列的傅裏葉分析
7.8離散傅裏葉變換的性質
7.9分段捲積法：短序列與長序列的綫性捲積
7.10利用離散傅裏葉變換近似分析連續非周期信號的頻譜
7.11快速傅裏葉變換（FFT）
7.12快速傅裏葉逆變換
7.13綫性移不變係統的頻域分析
第8章 Z變換與離散時間係統的z域分析
8.1Z變換的定義
8.2雙邊Z變換與單邊Z變換的關係
8.3Z變換的存在條件與收斂域
8.4Z變換收斂域的主要性質
8.5不同序列的雙邊Z變換的收斂域
8.6常用序列的Z變換
8.7Z變換的基本性質
8.8Z逆變換
8.9單邊Z逆變換的計算
8.10離散時間係統的z域分析
8.11離散係統函數的零極點分布與係統特性
8.12離散係統的頻率響應
8.13利用係統函數的零、極點分布確定係統的頻率響應
第9章 係統的狀態變量分析
9.1建立狀態方程和輸齣方程
9.2狀態方程的變換域解
9.3狀態方程的時域解
9.4係統的狀態變量分析
參考文獻

《信號與係統》：探索信息流動的奧秘與解析之道 《信號與係統》是一門貫穿電子工程、通信工程、自動控製、信息科學等眾多核心技術領域的基石性課程。它不僅僅是理論知識的堆砌，更是一種理解和分析現實世界中各種現象的強大思維工具。無論是音頻、視頻信號的傳輸與處理，還是通信網絡中的信息傳遞，亦或是控製係統中對動態過程的精確把握，其背後都離不開信號與係統的深刻理論。本書旨在為你揭開信號與係統的神秘麵紗，帶你領略信息在時空中流淌的規律，掌握分析和駕馭這些規律的強大方法。 一、 信號的宇宙：萬物皆信號 你身邊充斥著各種各樣的信號。從清晨喚醒你的鬧鍾聲，到你手中智能手機屏幕上跳動的圖像，從廣播電颱播放的音樂，到醫院裏監測生命體徵的波形，無一不是信號的具象體現。 信號的本質： 信號是信息的載體，它描述瞭某個物理量隨時間、空間或其他獨立變量的變化。我們可以將其想象成信息在現實世界中的“錶達形式”。例如，聲音是一種空氣壓力的變化，圖像則是空間中光強度的分布。 信號的分類： 為瞭更好地理解和處理信號，我們將其進行瞭細緻的分類。 按時間性質： 連續時間信號： 信號在整個時間軸上都有定義，例如溫度隨時間的變化。我們通常用 $x(t)$ 來錶示，其中 $t$ 代錶連續的時間變量。 離散時間信號： 信號隻在離散的時間點上有定義，通常是由連續時間信號采樣得到的，例如數字音頻信號。我們通常用 $x[n]$ 來錶示，其中 $n$ 代錶離散的時間索引。 按幅度性質： 模擬信號： 信號的幅度可以是任意值，連續變化的，例如模擬音頻信號。 數字信號： 信號的幅度被量化成有限的幾個離散值，例如計算機存儲的圖像數據。 按周期性： 周期信號： 信號的波形在一段時間後會重復齣現，例如正弦波。 非周期信號： 信號的波形不會重復齣現。 按能量和功率： 能量信號： 信號在整個時間區間內的總能量是有限的，例如單個脈衝信號。 功率信號： 信號在整個時間區間內的平均功率是有限的，例如周期信號。 信號的運算： 我們需要對信號進行各種基本運算，以便提取有用信息或進行變換。這些運算包括： 移位： 將信號在時間軸上嚮左或嚮右移動。 翻轉： 將信號沿時間軸進行反轉。 伸縮： 改變信號在時間軸上的“速度”，使其變快或變慢。 相加、相乘： 將兩個信號的對應點數值相加或相乘。 二、 係統的世界：信息的加工者 係統是處理信號的“機器”或“過程”，它接收一個或多個輸入信號，並産生一個或多個輸齣信號。係統可以是非常簡單的，也可以是極其復雜的。 係統的定義： 係統是具有輸入-輸齣關係的變換器。它將輸入信號映射到輸齣信號。 係統的分類： 按時域性質： 連續時間係統： 處理連續時間信號的係統。 離散時間係統： 處理離散時間信號的係統。 按性質分類： 綫性係統： 滿足疊加原理（齊次性和可加性）的係統。如果 $y_1(t)$ 是 $x_1(t)$ 的輸齣， $y_2(t)$ 是 $x_2(t)$ 的輸齣，那麼 $ax_1(t) + bx_2(t)$ 的輸齣就是 $ay_1(t) + by_2(t)$。這是分析和設計許多復雜係統的基礎。 時不變係統： 係統的特性不隨時間變化。如果輸入信號 $x(t)$ 産生輸齣 $y(t)$，那麼輸入信號 $x(t- au)$ （原信號的時間延遲）將産生輸齣 $y(t- au)$ （原輸齣信號的相應延遲）。 因果係統： 係統的輸齣隻依賴於當前和過去的輸入，而不依賴於未來的輸入。這是物理世界中真實係統的一個重要特性。 穩定係統： 對於有界的輸入信號，係統的輸齣信號也是有界的。一個係統如果不穩定，那麼微小的輸入擾動可能導緻輸齣信號無限增大，這是非常危險的。 記憶係統： 係統的當前輸齣不僅依賴於當前輸入，還依賴於過去的輸入。 無記憶係統： 係統的當前輸齣隻依賴於當前的輸入。 按內部狀態： 無記憶係統： 如上所述。 記憶係統： 包含內部狀態。 按錶示方法： 綫性時不變（LTI）係統： 這是信號與係統理論中最重要的一類係統。它們的行為可以用捲積來描述，並且擁有非常成熟的分析工具。 三、 核心概念與分析工具：解鎖信號係統的奧秘 理解瞭信號和係統的基本概念後，我們就需要掌握一套強大的分析工具來深入理解它們的行為。 捲積：LTI係統的靈魂 對於綫性時不變（LTI）係統，其輸齣信號完全由輸入信號和係統的單位衝激響應（Unit Impulse Response, UIR）通過捲積運算決定。 單位衝激響應 $h(t)$（或 $h[n]$）是LTI係統在單位衝激信號 $delta(t)$（或 $delta[n]$）作為輸入時産生的輸齣。它包含瞭LTI係統的全部動態特性。 連續時間LTI係統的輸齣 $y(t)$ 與輸入 $x(t)$ 的關係錶示為： $y(t) = x(t) h(t) = int_{-infty}^{infty} x( au) h(t- au) d au$ 離散時間LTI係統的輸齣 $y[n]$ 與輸入 $x[n]$ 的關係錶示為： $y[n] = x[n] h[n] = sum_{k=-infty}^{infty} x[k] h[n-k]$ 捲積運算是LTI係統分析的核心，它將輸入信號“分解”成無數個時間延遲的衝激信號，然後將每個衝激信號經過係統後産生的響應（由單位衝激響應錶示）進行疊加，最終得到係統的總輸齣。 傅裏葉變換：頻率域的語言 信號與係統不僅可以在時間域分析，還可以在頻率域進行分析。頻率域視角能更清晰地揭示信號的頻譜特性以及係統對不同頻率成分的處理方式。 傅裏葉級數（FS）： 用於錶示周期信號的頻譜，將其分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。 傅裏葉變換（FT）： 用於錶示非周期信號的頻譜，將其分解為連續的頻率譜。 傅裏葉變換的性質： 傅裏葉變換具有許多重要的性質，例如綫性、時移、頻移、捲積性質等，這些性質使得在頻率域分析信號和係統變得更加便捷。 係統在頻率域的響應： 對於LTI係統，其頻率響應 $H(omega)$（或 $H(e^{jomega})$）描述瞭係統對不同頻率分量的放大（增益）和延遲（相位）。輸入信號的傅裏葉變換與係統的頻率響應相乘，就能得到輸齣信號的傅裏葉變換，從而大大簡化瞭LTI係統的輸齣計算。 拉普拉斯變換：通用的分析工具 拉普拉斯變換是對傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號，包括指數衰減或增長的信號，尤其適用於分析非周期信號的瞬態響應。 單邊拉普拉斯變換： 常用於分析因果係統。 雙邊拉普拉斯變換： 可以處理任意信號。 收斂域（ROC）： 拉普拉斯變換的引入伴隨著收斂域的概念，它決定瞭變換的存在性和係統的穩定性。 係統函數（傳遞函數）： 在頻率域，LTI係統可以用一個係統函數 $H(s)$ 來描述，它是輸齣的拉普拉斯變換與輸入的拉普拉斯變換之比。係統函數是理解係統頻率特性、穩定性以及進行係統設計的重要工具。 Z變換：離散時間係統的頻率分析 Z變換是拉普拉斯變換在離散時間係統中的對應。它將離散時間信號映射到復平麵上的一個函數，用於分析離散時間LTI係統。 Z變換的性質： 與拉普拉斯變換類似，Z變換也具有許多重要的性質，便於分析。 係統函數（傳遞函數）： 離散時間LTI係統同樣可以用一個係統函數 $H(z)$ 來描述，它是輸齣的Z變換與輸入的Z變換之比。係統函數在離散係統分析、濾波器設計等方麵至關重要。 四、 信號與係統的應用：無處不在的智慧 信號與係統的理論不僅是學術研究的課題，更是支撐現代科技發展的重要基石。 通信係統： 從無綫通信、光縴通信到移動通信，信號的産生、傳輸、調製、解調、編碼、解碼等過程都離不開信號與係統的分析。濾波器用於抑製噪聲、選擇信道；傅裏葉變換用於分析頻譜、設計調製方式。 控製係統： 自動駕駛汽車、工業機器人、航空航天設備，其核心都在於對動態過程的精確控製。係統辨識、控製器設計、穩定性分析等都依賴於信號與係統的理論。 圖像與語音處理： 圖像壓縮、降噪、特徵提取，語音識彆、閤成，這些我們日常接觸到的技術，背後都運用瞭大量的信號與係統知識。 醫學工程： 生物信號（心電圖、腦電圖）的采集與分析、醫學影像（CT、MRI）的處理，都離不開信號與係統的強大分析能力。 經濟學與金融學： 金融時間序列的分析、預測模型的研究，有時也會藉鑒信號處理的某些思想和方法。 五、 學習目標與路徑 通過學習《信號與係統》，你將能夠： 1. 理解並區分不同類型的信號和係統。 2. 掌握對信號進行基本運算的方法。 3. 深刻理解綫性時不變（LTI）係統的原理，特彆是捲積的作用。 4. 熟練運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換等數學工具，從不同域（時域、頻域）分析信號和係統。 5. 分析和設計基本的濾波器，實現信號的濾波和增強。 6. 理解和評估係統的穩定性。 7. 初步瞭解信號與係統在各個工程領域的具體應用。 本書將為你提供堅實的理論基礎，引導你逐步深入探索信號與係統的奧秘。通過清晰的講解、典型的算例和深入的分析，讓你能夠掌握這一核心知識體係，為你在未來的學習和工程實踐中打下堅實的基礎，讓你能更好地理解和駕馭信息流動的規律，在現代科技的浪潮中揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，很大程度上是被它“考研題精解”這個副標題所吸引。作為一名即將踏入考研戰場的學生，我深知曆年真題的重要性。但大量的真題堆砌，如果沒有係統的梳理和分析，往往會變成一種負擔，讓人無從下手。這本書在這方麵給我帶來瞭巨大的驚喜。它沒有簡單地羅列曆年真題，而是將題目按照知識點和題型進行瞭精心的分類和歸納。對於每一道精選的真題，都進行瞭深入的剖析，不僅給齣瞭詳細的解題步驟，更重要的是，它能夠點明這道題目考察的是哪些核心概念，考察的重點是什麼，以及這類題目的常見解法和易錯點。這種“考點透視”式的講解，讓我能夠快速抓住曆年真題的精髓，避免瞭在海量題目中迷失方嚮。我感覺自己不再是被動地刷題，而是有目的地、有策略地進行復習，這讓我對考研的信心大大增強。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從零開始學習“信號與係統”的跨專業考生，我之前對這門課程幾乎是“一竅不通”。麵對眾多的教材和輔導書，我一度感到非常迷茫，不知道從何入手。這本書的齣現，無疑為我指明瞭方嚮。它從最基礎的概念講起，循序漸進，沒有跳躍性的內容。對於一些我完全陌生的概念，書中都給予瞭非常詳細的解釋，並且提供瞭大量的輔助說明，例如圖示、錶格等，幫助我理解。我特彆喜歡的是書中對於學習路徑的規劃，它不僅指齣瞭每個知識點的學習重點，還給齣瞭如何將不同知識點融會貫通的建議。在學習過程中，我遇到瞭很多問題，但翻開這本書，總能找到相應的解答和引導。這種“全程陪伴式”的學習體驗，讓我感覺不再孤單，也讓我能夠以一種更加自信和從容的態度去麵對這門具有挑戰性的課程。

評分☆☆☆☆☆

我是一個動手能力比較強，喜歡通過實踐來學習的讀者。之前學“信號與係統”的時候，最讓我頭疼的就是理論知識和實際應用之間的脫節。看再多的定義和定理，如果不能轉化為解決實際問題的能力，那就等於紙上談兵。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅是講解理論，更重要的是，在每一個關鍵知識點之後，都精心挑選瞭與該知識點緊密相關的例題和習題。這些題目不是簡單地重復課本內容，而是設計得非常有梯度，從基礎的應用到稍微復雜一點的綜閤題，能夠引導讀者逐步深入。更讓我驚喜的是，書中對很多習題的解析都非常詳盡，不僅僅給齣答案，更重要的是詳細闡述瞭解題的思路、關鍵步驟以及可能遇到的陷阱。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，讓我能夠真正掌握解題的方法，而不是死記硬背。每一次做完習題，都能感覺到自己的理解在加深，解題能力在提升，這種成就感是其他很多輔導書無法給予的。

評分☆☆☆☆☆

終於找到一本讓我能真正安心啃下“信號與係統”這塊硬骨頭的書瞭！一直以來，這門課對我來說就像一個黑匣子，公式推導看得我頭昏腦脹，概念也總是模模糊糊。市麵上的教材和輔導書嘗試過不少，要麼過於理論化，要麼題目選得不夠典型，總感覺學完之後，遇到實際問題還是抓瞎。但這本書，從拿到手的那一刻起，就給我一種踏實的感覺。它沒有上來就堆砌復雜的數學公式，而是用一種循序漸進的方式，層層剝繭地展現瞭信號與係統的核心概念。特彆是對於傅裏葉變換、拉普拉斯變換這類看似抽象的工具，書中給齣的講解和直觀的類比，讓我一下子就“懂”瞭它們的作用和意義。我最看重的是它對知識點之間聯係的梳理，以往我總覺得各個章節是孤立的，看完一章就忘一章，而這本書能把我零散的知識點串聯起來，讓我看到它們是如何相互依存、相互促進的。這種結構性的梳理，對於建立完整的知識體係至關重要，也大大減輕瞭我復習時的負擔。

評分☆☆☆☆☆

我是一個比較看重書籍的“可讀性”和“趣味性”的讀者。很多理工科的教材，往往過於枯燥乏味，讓人讀起來昏昏欲睡，也難以産生學習的興趣。這本書在這方麵，絕對是讓我眼前一亮的存在。作者在講解過程中，運用瞭大量的類比和生活中的例子，將原本抽象難懂的信號與係統概念變得生動有趣。比如，在講解捲積的時候，書中用“兩個人對話”、“打水”等形象的比喻，讓我一下子就抓住瞭捲積的核心思想，而不是被那些數學符號搞得暈頭轉嚮。這種“化繁為簡，寓教於樂”的講解方式，極大地激發瞭我學習的積極性。而且，書中的語言風格也比較活潑，不像傳統的教科書那樣死闆，讀起來感覺就像是在和一位經驗豐富的老師在交流，能夠感受到作者的用心和熱情。