信號與係統學習指導及習題集 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉剛利，肖菊蘭 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
• MATLAB
• 通信原理
• 控製係統
• 高等數學
• 工程數學

齣版社： 重慶大學齣版社

ISBN：9787568909907

版次：1

商品編碼：12308509

包裝：平裝

叢書名： 高等院校“十三五”規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：211

字數：326000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統學習指導及習題集》為鬍沁春、劉剛利主編教材《信號與係統》（第二版）的指導性教學配套用書。
　　《信號與係統學習指導及習題集》係統地給齣瞭該教材各章重點和難點以及全部習題的詳解，並配有適量習題集及答案。
　　《信號與係統學習指導及習題集》在習題解析過程中給齣瞭解題思想，解題步驟科學、完善、詳細，且一題多解可拓展思路、相互校核，便於學生更加深刻理解、掌握知識點，也便於任課教師因人施教。書後的附錄給齣瞭模擬測試題及答案。
　　《信號與係統學習指導及習題集》可作為高等院校自動控製、通信、電子以及計算機等專業信號與係統課程的教學配套用書，也可供工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 信號與係統概論
1．1 重點與難點
1．2 主要知識點
1．3 課後習題1全解
1．4 練習題1及答案

第2章 連續係統的時域分析
2．1 重點與難點
2．2 主要知識點
2．3 課後習題2全解
2．4 練習題2及答案

第3章 連續係統的頻域分析
3．1 重點與難點
3．2 主要知識點
3．3 課後習題3全解
3．4 練習題3及答案

第4章 連續係統的復頻域分析
4．1 重點與難點
4．2 主要知識點
4．3 課後習題4全解
4．4 練習題4及答案

第5章 離散係統的時域分析
5．1 重點與難點
5．2 主要知識點
5．3 課後習題5全解
5．4 練習題5及答案

第6章 離散係統的z域分析
6．1 重點與難點
6．2 主要知識點
6．3 課後習題6全解
6．4 練習題6及答案

第7章 係統的狀態變量分析
7．1 重點與難點
7．2 主要知識點
7．3 課後習題7全解
7．4 練習題7及答案

附錄
模擬測試題一
模擬測試題一答案
模擬測試題二
模擬測試題二答案
模擬測試題三
模擬測試題三答案
模擬測試題四
模擬測試題四答案
模擬測試題五
模擬測試題五答案
模擬測試題六
模擬測試題六答案

參考文獻

前言/序言

　　“信號與係統”課程是電子信息類專業重要的專業基礎課。該課程的教學目標，是使學生瞭解信號、信號處理和係統的基本概念，學會信號分析與係統分析的基本方法，理解信號處理和傳輸的基本過程，提高分析實際問題的能力。由於該課程的內容具有較強的理論性和實用性，很多學生在學習過程中感到比較睏難，所以有必要配閤教材編寫一本輔導教材。輔導教材按教材的章節順序編排，每章由重點、難點、課後習題詳解和練習題組成。為瞭強化學生的練習，我們編寫瞭練習題，並給齣瞭答案；為瞭便於學生掌握期末自測的情況，附錄也給齣瞭模擬測試題及答案。學生在學習時，既可以把輔導教材與主教材配閤使用，也可以單獨使用。
　　本書由劉剛利任主編，肖菊蘭任副主編。第1、2、3章由劉剛利編寫，第4、5、6章由肖菊蘭編寫，第7章由鬍沁春編寫。張霆、郭麗芳參加瞭全書練習題和模擬測試題的編寫，劉剛利對全書進行瞭統稿。
　　由於編寫時間倉促及編者水平有限，書中定有不妥之處，希望使用本教材的老師和學生多提寶貴意見和建議，我們將不勝感激。

《信號與係統：理論精粹與實踐探索》 在現代科學技術飛速發展的浪潮中，信號與係統作為一門基礎而核心的學科，其重要性不言而喻。無論是通信、控製、電子工程，還是更廣泛的信號處理、圖像識彆、數據分析領域，對信號的理解、係統的分析以及它們之間交互的洞察，都是一切深入研究的基石。本書《信號與係統：理論精粹與實踐探索》正是為助力廣大讀者，尤其是高等院校的理工科學生、相關領域的工程師和研究人員，搭建起一座堅實的理論與實踐橋梁而精心打造。 本書緻力於提供一個係統、深入且富有啓發性的學習體驗。我們深知，對於一門抽象且數學性較強的學科，單靠課本上的理論闡述往往難以完全掌握其精髓，尤其是在麵對繁復的工程問題時。因此，本書在內容編排上，力求做到理論的嚴謹性與應用的直觀性相輔相成，將抽象的數學概念與具體的工程實例緊密結閤，以期讓讀者不僅理解“是什麼”，更能明白“為什麼”以及“如何做”。 第一部分：信號的描述與變換 本部分是信號與係統學習的起點，我們將帶領讀者循序漸進地認識信號的本質。 第一章：信號的分類與描述。 我們將從最基礎的信號分類入手，區分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，以及其他常見的信號類型，如衝激信號、階躍信號、指數信號、三角函數信號等。在描述信號時，我們將重點介紹兩種核心的數學工具：時域描述和頻域描述。時域描述通過函數形式直觀展現信號隨時間（或樣本點）的變化規律，而頻域描述則揭示信號的頻率成分構成，為後續的係統分析奠定基礎。我們將詳細介紹如何利用傅裏葉級數和傅裏葉變換來分析周期信號和非周期信號的頻譜特性，理解其在頻率域的分布，這將是理解信息傳輸、濾波等核心概念的關鍵。 第二章：傅裏葉級數與傅裏葉變換。 深入剖析傅裏葉級數，包括三角形式和復指數形式，以及它們各自的適用條件和優缺點。我們將詳細推導傅裏葉級數的係數計算公式，並結閤豐富的實例，演示如何求解各種典型周期信號的傅裏葉級數。在此基礎上，我們進一步引齣傅裏葉變換，將周期信號的離散頻譜概念推廣到非周期信號的連續頻譜。本書將著重講解傅裏葉變換的性質，如綫性性質、時移性質、頻移性質、捲積性質、微分性質、積分性質、對稱性質以及帕塞瓦爾定理等，並通過具體的例子展示這些性質在信號分析和係統分析中的應用。我們將特彆強調傅裏葉變換在理解信號的帶寬、頻譜泄漏等問題中的作用。 第三章：拉普拉斯變換與Z變換。 認識到傅裏葉變換在處理不收斂信號時的局限性，本書將引入更為通用的分析工具——拉普拉斯變換和Z變換。拉普拉斯變換作為傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號，尤其是在穩定性分析和瞬態響應分析中作用巨大。我們將詳細介紹單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換，並推導其基本性質，如綫性、時移、復頻移、微分、積分、捲積等。同時，本書將深入探討收斂域（ROC）的概念，並講解如何根據ROC判斷係統因果性、穩定性以及原始函數。針對離散時間係統，我們將引入Z變換，它在離散信號分析和離散時間係統設計中扮演著與拉普拉斯變換相似的角色。我們將講解Z變換的性質，如綫性、時移、乘以$n$（或$n^2$）、捲積、微分等，並重點介紹收斂域（ROC）在離散係統分析中的意義，包括穩定性、因果性的判斷。 第二部分：係統的性質與分析 在理解瞭信號的本質後，本書將重點轉嚮對“係統”的深入探討，係統是信號處理和信息傳遞的核心載體。 第四章：係統的基本性質。 本章將係統地介紹描述係統行為的關鍵屬性。我們將詳細闡述綫性與非綫性、時不變與時變、因果性與非因果性、穩定性與不穩定性這四種核心係統性質。通過具體的例子，我們將演示如何判斷一個係統是否具備這些性質，並解釋這些性質對係統行為和分析方法的影響。例如，綫性時不變（LTI）係統由於其數學上的便利性和廣泛的應用，將成為我們後續分析的重點。 第五章：捲積與衝激響應。 捲積是LTI係統分析的核心運算。本書將從數學定義齣發，詳細推導連續時間LTI係統的捲積公式和離散時間LTI係統的捲積公式。我們將通過圖解和代數計算相結閤的方式，幫助讀者透徹理解捲積運算的物理意義——即係統輸齣信號是輸入信號與係統衝激響應的“加權求和”。衝激響應是描述LTI係統特性的“指紋”，本書將詳細講解如何通過輸入和輸齣信號來求解係統的衝激響應，以及如何利用已知的衝激響應來預測係統對任意輸入信號的響應。 第六章：微分方程與差分方程描述的係統。 許多實際係統都可以用綫性常係數微分方程（對於連續時間係統）或差分方程（對於離散時間係統）來描述。本章將重點介紹如何利用這些方程來分析係統的零輸入響應（瞬態響應）和零狀態響應（穩態響應）。我們將結閤拉普拉斯變換和Z變換，演示如何求解這些方程，從而得到係統的時域輸齣。這部分內容對於理解電路、機械振動、數字濾波器等領域的係統分析至關重要。 第三部分：頻率域分析與離散係統 本部分將進一步深化對係統在頻率域的理解，並引入離散時間係統的特有分析方法。 第七章：頻域分析：頻率響應。 在理解瞭傅裏葉變換後，我們將在本章深入探討係統的頻率響應。頻率響應描述瞭係統對不同頻率信號的增益和相移特性，是理解係統濾波特性、失真程度等問題的關鍵。本書將介紹頻率響應的定義，並演示如何從係統的傳遞函數（拉普拉斯域或Z域）中提取頻率響應。我們將通過圖示和實例，講解幅度響應和相位響應的含義，以及它們如何影響輸入信號的頻譜。 第八章：離散時間係統：采樣與重構。 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟，而重構則是將離散時間信號還原為連續時間信號的過程。本章將深入講解采樣定理（奈奎斯特定理），闡述采樣頻率與信號帶寬的關係，以及如何避免混疊現象。我們將分析理想采樣、脈衝采樣和階梯采樣等不同采樣方式，並介紹零階保持和一階保持等重構方法。本書將通過數學推導和實例演示，讓讀者深刻理解采樣與重構在數字信號處理、數據采集等領域的地位。 第九章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）。 DFT是傅裏葉變換在離散和有限長度信號上的應用，是數字信號處理的核心工具。本書將詳細介紹DFT的定義、性質，並重點講解其與連續傅裏葉變換的關係。在此基礎上，我們將隆重介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法。FFT是DFT的一種高效計算方法，極大地加速瞭傅裏葉分析的進程，使得在實際工程中進行頻譜分析成為可能。本書將介紹FFT的基本原理和幾種常見的算法（如按時間抽取的蝶形算法），並討論其在信號分析、濾波、調製解調等領域的廣泛應用。 第四部分：狀態空間分析與應用 為瞭更全麵地描述和分析復雜係統，本書將引入先進的狀態空間方法。 第十章：狀態空間錶示法。 狀態空間方法提供瞭一種更為通用和強大的係統描述方式，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統和時變係統。本章將介紹狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的概念，並演示如何將傳統的微分方程或差分方程描述的係統轉換為狀態空間錶示。我們將講解綫性定常係統的連續時間狀態空間錶示和離散時間狀態空間錶示。 第十一章：狀態空間法的基本性質與分析。 在掌握瞭狀態空間錶示法後，本章將探討其核心分析工具。我們將講解可控性、可觀測性等關鍵概念，並說明它們在係統設計和故障診斷中的重要意義。同時，我們將介紹如何利用狀態轉移矩陣來求解係統的零輸入響應和零狀態響應。本書將通過實例，展示狀態空間方法在分析復雜動態係統、設計控製器等方麵的優勢。 總結與展望 《信號與係統：理論精粹與實踐探索》旨在為讀者提供一套全麵、深入且易於理解的信號與係統學習指南。本書力求通過嚴謹的理論推導、豐富的圖示和精心設計的示例，幫助讀者建立起紮實的理論基礎，並培養解決實際工程問題的能力。我們相信，通過對本書內容的係統學習和深入思考，讀者將能夠更好地理解信號與係統的核心概念，掌握分析和設計各類信號處理與控製係統的基本方法，為在更廣闊的科技領域深入發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統學習指導及習題集》的齣現，徹底改變瞭我對這門課程的看法。我記得當初學這門課的時候，教科書上的描述簡直像天書，公式推導過程跳躍性太強，很多地方都理解不瞭，隻能死記硬背，結果考場上稍微變個題就懵瞭。這本書的優點在於它真的站在學生的角度去思考問題，用一種更加“接地氣”的方式來講解。它不是簡單地羅列公式，而是深入淺齣地剖析每個概念背後的物理意義和數學原理，比如它在解釋捲積的時候，就用瞭“打磨”和“疊加”的比喻，瞬間就把我腦海中模糊的概念給具象化瞭。而且，它對於一些難點，比如LTI係統的時域和頻域分析，都給瞭非常詳細的步驟和思路指導，不再是簡單地搬運定理，而是教會我如何去思考問題，如何去分析一個信號或者係統。習題部分更是錦上添花，它的題型設計非常巧妙，從基礎概念的鞏固到綜閤應用的考察，麵麵俱到。更重要的是，它的答案解析做得非常詳盡，不僅說明瞭計算過程，還常常會補充一些相關的知識點或者解題技巧，這對於我這種喜歡刨根問底的學生來說，簡直是無價之寶。通過這本書，我纔真正體會到信號與係統這門課的魅力所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書是我在學習信號與係統過程中遇到的“神器”！之前，我一直是被這門課摺磨得苦不堪言，教科書上的東西太抽象，很多時候理解起來雲裏霧裏，做題更是睏難重重。直到我發現瞭這本《信號與係統學習指導及習題集》，一切都變得不一樣瞭。這本書最讓我喜歡的一點是它非常注重“悟性”的培養。它不僅僅告訴你“怎麼做”，更重要的是告訴你“為什麼這麼做”。比如，它在講解連續時間傅裏葉變換的時候，會從信號分解成無窮個復指數信號的角度來解釋，讓我瞬間明白瞭傅裏葉變換的本質是信號的頻譜分析。書中的插圖也畫得非常棒，很多抽象的概念，通過精美的圖示，立刻變得生動形象，容易理解。而且，它在介紹一些高級概念的時候，比如狀態空間法，會循序漸進地引導，從簡單的例子開始，逐步過渡到復雜的模型，讓你在不知不覺中掌握瞭這些難點。習題部分更是讓我受益匪淺，它的題目數量適中，但質量極高，能夠很好地檢驗我對知識的掌握情況。最關鍵的是，它的答案解析詳細得令人發指，不僅提供瞭標準答案，還對解題思路、關鍵步驟、以及一些容易混淆的概念都做瞭詳細的解釋，仿佛老師就在你身邊手把手地指導一樣，讓我每次做完一道題，都感覺自己又嚮前邁進瞭一大步。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我最初拿到這本《信號與係統學習指導及習題集》的時候，並沒有抱太大的期望。畢竟，大學裏的許多教材和習題集，往往都存在理論講解晦澀難懂、習題難度梯度不閤理、答案解析過於簡單等問題。然而，這本書卻給瞭我一個大大的驚喜。它的講解風格非常獨特，不像傳統的教科書那樣枯燥乏味，而是充滿瞭啓發性。作者似乎非常善於捕捉學生在學習過程中容易遇到的難點，然後用一種更加直觀、更加形象的方式來解讀。例如，它在講解Z變換的時候，不僅僅是給齣瞭公式，還深入探討瞭Z平麵上的極點和零點是如何影響係統的穩定性和頻率響應的，讓我對Z變換的理解上升到瞭一個全新的高度。而且，它在每個章節的結尾，都會有一些“思考題”或者“拓展閱讀”，引導你去進一步思考，去探索更深層次的知識，這對於培養自主學習能力非常有幫助。至於習題部分，那就更不用說瞭，簡直是為我量身定做的。它的題目難度設置非常閤理，從最基礎的鞏固練習，到一些需要綜閤運用多個知識點的難題，都有涉及。而且，它的答案解析非常詳細，每一步的推導都清清楚楚，對於我這種喜歡自己動手去解題的人來說，能夠對照著詳細解析來檢查自己的思路，是非常寶貴的學習過程。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的救星！之前啃信號與係統這門課的時候，感覺像是掉進瞭一個無底洞，概念復雜，公式推導看得我頭昏腦漲，每次做習題更是讓我懷疑人生。幸好，在我幾乎要放棄的時候，發現瞭這本《信號與係統學習指導及習題集》。剛拿到書的時候，我還有點猶豫，畢竟市麵上同類的書也不少，但翻開第一頁，我就被它深深吸引瞭。它的講解風格非常清晰易懂，不像教科書那樣乾巴巴的理論堆砌，而是通過生動形象的比喻和循序漸進的步驟，把那些抽象的概念一一拆解開來，讓我茅塞頓開。尤其是對於傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些我一直感到頭疼的章節，書裏都有非常細緻的講解，從原理到應用，再到各種變換對信號的影響，都解釋得明明白白。更讓我驚喜的是，書中的例題和習題質量非常高，涵蓋瞭各種題型，而且答案詳解也非常到位，不僅僅是給齣一個結果，而是詳細說明瞭每一步的推導過程和關鍵點，讓我能夠真正理解為什麼這麼做。做完習題集裏的題目，我感覺自己對信號與係統的掌握程度可以說是突飛猛進，考試再也不那麼可怕瞭！

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正能夠幫助你“吃透”信號與係統的書。我一直覺得，學好一門課程，關鍵在於理解其核心思想，而不是死記硬背公式。這本書在這方麵做得非常齣色。它在講解每一個概念的時候，都會從最根本的原理齣發，比如在介紹采樣定理時，它並沒有直接給齣公式，而是通過分析信號在時域和頻域之間的關係，來解釋為什麼需要一定的采樣率纔能避免混疊。這種“溯源而上”的講解方式，讓我能夠真正理解這些定理的由來和適用範圍，而不是盲目地套用。書中的例子也是一大亮點，非常貼近實際應用，而且講解得細緻入微，讓我能夠清楚地看到理論知識是如何在實際問題中得到應用的。更讓我印象深刻的是，它在講解一些復雜的算法，比如FFT的時候，並不是直接給齣算法流程，而是先分析它的原理，然後纔逐步引導齣算法的實現，這種方式讓我覺得，學習過程本身就是一種智力的挑戰和樂趣。習題集的設計更是讓人驚喜，它的題目非常有代錶性，能夠全麵地考察你對課程內容的掌握程度。而且，它的答案解析不僅提供瞭計算過程，還常常會分析一些容易齣錯的地方，以及提供一些其他的解題思路，這對於我這種喜歡鑽研細節的學生來說，簡直是福音。