信号与系统辅导与题解(宋琪)(与美国MIT麻省理工本科教材配套) 宋琪,陆三兰 97875 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋琪，陆三兰 著

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出版社： 华中科技大学出版社

ISBN：9787560979595

商品编码：29389876360

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：信号与系统辅导与题解(宋琪)(与美国MIT麻省理工本科教材配套)

定价：23.00元

作者：宋琪,陆三兰

出版社：华中科技大学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787560979595

字数：346000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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　　本书很经典，不仅内容丰富，条理清楚，习题数量多，而且实际应用介绍得多，习题按照由易到难，由理论到实际，有层次地合理地安排。不仅有利于教师教学，也有利于学生自学。

内容提要

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　　本书是奥本海姆教授主编的、电子工业出版社引进出版的《信号与系统》(第2版)一书的配套的部分习题解答和学习指导。针对原教材中～5章、第7章、第9章和0章后的基础题，将有答案的基础题作为例题，没有答案的基础题作为习题，并给出了详细的分析和解答过程，少数题目甚至给出了多种解法。为了方便学生对知识点的掌握，每章开始均有本章内容小结。《信号与系统辅导与题解(信号与系统奥本海姆第2版经典教材辅导用书)》可作为高等学校学生的学习辅导教材，也可作为报考电子信息、通信类专业及其他相关专业硕士研究生的考生的复习参考书。

目录

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章 信号与系统 1.1 学习要点 1.1.1 信号 1.1.2 几种基本信号 1.1.3 系统 1.1.4 系统的性质 1.2 典型例题 1.3 习题解答第2章 线性时不变系统 2.1 学习要点 2.1.1 离散时间LTI系统 2.1.2 连续时间LTI系统 2.1.3 线性时不变系统的性质 2.1.4 用微分方程描述的LTI系统 2.1.5 用差分方程描述的LTI系统 2.1.6 奇异函数 2.2 典型例题 2.3 习题解答第3章 周期信号的傅里叶级数表示 3.1 学习要点 3.1.1 LTI系统对复指数信号的响应 3.1.2 毛续时间周期信号的傅里叶级数表示 3.1.3 连续时间傅里叶级数(FS)性质 3.1.4 离散时间周期信号的傅里叶级数表示 3.1.5 离散时间傅里叶级数性质 3.1.6 傅里叶级数与LTI系统 3.2 典型例题 3.3 习题解答第4章 连续时间傅里叶变换 4.1 学习要点 4.1.1 非周期信号的表示：连续时间傅里叶变换 4.1.2 周期信号的傅里叶变换 4.1.3 连续时间傅里叶变换(FT)的性质 4.1.4 连续时间LTI系统的频率响应 4.1.5 滤波 4.1.6 带宽 4.2 典型例题 4.3 习题解答第5章 离散时间傅里叶变换 5.1 学习要点 5.1.1 离散时间傅里叶变换对 5.1.2 离散时间傅里叶变换与连续时间傅里叶变换的区别 5.1.3 离散时间傅里叶变换的收敛性 5.1.4 周期序列的傅里叶变换 5.1.5 离散时间傅里叶变换的性质 5.1.6 由线性常系数差分方程所描述的离散LTI系统 5.2 典型例题 5.3 习题解答第6章 采样 6.1 学习要点 6.1.1 冲激串采样 6.1.2 采样定理 6.1.3 利用内插由采样点重建信号 6.1.4 连续信号的离散处理 6.2 典型例题 6.3 习题解答第7章 拉普拉斯变换 7.1 学习要点 7.1.1 拉普拉斯变换及其与CTFT的关系 7.1.2 拉普拉斯变换的收敛域(ROC) 7.1.3 拉普拉斯逆变换 7.1.4 拉普拉斯变换的性质 7.1.5 用几何作图法由极一零点分布图求傅里叶变换 7.1.6 用拉普拉斯变换来表征和分析LTI系统 7.1.7 连续时间系统的方框图表示 7.1.8 单边拉普拉斯变换 7.2 典型例题 7.3 习题解答第8章 z变换 8.1 学习要点 8.1.1 z变换及其与DTFT的关系 8.1.2 z变换的收敛域(ROC) 8.1.3 逆z变换 8.1.4 z变换的性质 8.1.5 用几何作图法由极-零点分布图求傅里叶变换 8.1.6 用z变换来表征和分析LTI系统 8.1.7 离散时间系统的方框图表示 8.1.8 单边z变换 8.2 典型例题 8.3 习题解答参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号与系统：理论精要与应用探索》 一、 理论基石：穿越信号的海洋 信号与系统是电子工程、通信工程、自动控制、信息科学等众多理工科领域不可或缺的基础课程。它如同抽象世界的语言，使我们能够描述、分析和理解各种动态现象。本书旨在构建一个扎实而全面的理论框架，引导读者深入理解信号与系统的核心概念，掌握分析工具，并为进一步的专业学习打下坚实基础。 1. 信号的本质与分类：万象的起点 我们从信号最根本的定义出发，探讨其物理意义和数学表示。连续时间信号与离散时间信号是两种最基本的信号类型，它们在性质、表示方法和分析工具上各有特点。本书将详细阐述它们的区别与联系，并通过丰富的实例，帮助读者建立直观的认识。 连续时间信号 (Continuous-Time Signals): 信号值在时间上连续取值，例如模拟语音信号、温度随时间变化的曲线。我们将探讨其常见的数学形式，如指数信号、正弦信号、冲激信号（Dirac Delta function）、单位阶跃信号（Heaviside step function）等，并深入理解这些基本信号的特性以及它们如何构成更复杂的信号。 离散时间信号 (Discrete-Time Signals): 信号值在时间上是离散的，通常由采样得到，例如数字音频信号、股票价格的日收盘价。我们将重点介绍序列（sequences）的概念，以及如何用数学公式表示离散时间信号。 其他重要信号分类: 除了连续与离散，信号还可以根据其性质进一步分类： 周期信号与非周期信号: 周期信号在时间上具有重复性，而非周期信号则不然。理解周期性对于信号的频谱分析至关重要。 能量信号与功率信号: 能量信号的整体能量是有限的，而功率信号的平均功率是有限的。这一区分在信号处理中具有实际意义。 偶信号与奇信号: 信号的对称性在分析和简化计算中能起到重要作用。 确定性信号与随机信号: 确定性信号的取值可以精确预测，而随机信号则具有不确定性。本书将主要聚焦于确定性信号的分析，为理解随机信号处理打下基础。 2. 系统的概念与特性：动态世界的法则 系统是对输入信号进行处理并产生输出信号的实体。理解系统的特性是分析信号如何被改变、转换的关键。本书将系统抽象为数学模型，引导读者掌握分析系统行为的通用方法。 系统的定义与建模: 我们将从宏观上理解系统，然后深入到其数学描述。输入-输出关系是描述系统的核心，我们将通过函数、方程等数学工具来刻画这种关系。 系统的基本性质: 因果性 (Causality): 输出信号仅依赖于当前和过去的输入，而不依赖于未来的输入。这是许多实际系统（如实时控制系统）的基本要求。 稳定性 (Stability): 系统在有界输入下产生有界输出。稳定是系统正常工作的必要条件，我们将学习如何判断系统的稳定性。 线性性 (Linearity): 系统满足叠加原理（齐次性和可加性）。线性系统是信号与系统理论研究的重点，许多非线性系统也可以通过近似线性化或分段线性化来处理。 时不变性 (Time-Invariance): 系统的特性不随时间变化。对于时不变系统，输入信号的延迟会导致输出信号的相同延迟。 系统模型的分类: 线性时不变 (LTI) 系统: 这是信号与系统理论中最重要、也是研究最广泛的一类系统。LTI系统的性质可以通过其冲激响应（impulse response）完全表征。 非线性系统: 现实世界中许多重要的系统是非线性的，它们的分析通常更为复杂。 时变系统: 系统的参数随时间变化，这增加了分析的难度。 3. 卷积：连接输入与输出的桥梁 卷积是信号与系统理论的核心运算之一，它深刻地揭示了线性时不变系统如何响应输入信号。理解卷积的原理和计算方法，是掌握LTI系统分析的关键。 连续时间卷积: 我们将详细介绍连续时间卷积的定义、几何意义以及计算方法。通过对两个信号的翻转、平移和积分，直观地理解输出信号是如何由输入信号和系统冲激响应组合而成。 离散时间卷积: 类似地，我们将探讨离散时间卷积的定义、求和运算以及计算技巧。 卷积的性质: 交换律、结合律、分配律等，这些性质简化了复杂的卷积运算，并有助于我们理解系统的组合。 卷积与LTI系统: 冲激响应是LTI系统的“指纹”，任何LTI系统的输出都可以通过输入信号与冲激响应的卷积来获得。我们将通过大量实例，巩固卷积在系统分析中的应用。 4. 傅里叶分析：揭示信号的频率构成 傅里叶分析是一套强大的数学工具，它允许我们将信号分解成不同频率的正弦和余弦分量的叠加。这使得我们能够从频率域的角度来理解信号的特性和系统的行为。 傅里叶级数 (Fourier Series): 用于表示周期信号的频谱，揭示其包含的离散频率分量及其幅度和相位。我们将学习指数形式和三角形式的傅里叶级数。 傅里叶变换 (Fourier Transform): 用于表示非周期信号的频谱，将其分解为连续的频率分量。傅里叶变换是信号与系统分析的核心工具之一，它将时域信号映射到频域。 傅里叶变换的性质: 线性、时移、频移、尺度变换、微分、积分、卷积定理等，这些性质极大地便利了傅里叶变换的应用。 帕塞瓦尔定理 (Parseval's Theorem): 揭示了信号在时域的能量与其在频域的能量之间的关系。 应用: 傅里叶分析在通信系统（调制解调）、音频处理（均衡器）、图像处理（滤波）等领域有着广泛的应用。 5. 拉普拉斯变换：统一连续与离散信号分析的利器 拉普拉斯变换是对傅里叶变换的推广，它能够处理更广泛的信号，尤其是那些指数增长的信号。它在分析线性常系数微分方程描述的连续时间LTI系统方面尤为强大，并且为离散时间系统的Z变换奠定了基础。 拉普拉斯变换的定义与收敛域 (Region of Convergence, ROC): 我们将学习拉普拉斯变换的定义，并重点理解收敛域的概念，它是判断变换是否存在的关键。 拉普拉斯变换的性质: 线性、时移、频移、尺度变换、微分、积分、初值定理、终值定理等。 系统分析: 利用拉普拉斯变换，我们可以将描述LTI系统的微分方程转化为代数方程，大大简化了系统的求解过程。 系统函数 (System Function): 拉普拉斯变换后的系统传递函数，它集中体现了系统的频率响应和稳定性信息。 部分分式展开 (Partial Fraction Expansion): 用于将复杂的系统函数分解为更简单的部分，以便进行逆拉普拉斯变换，得到时域响应。 6. Z变换：离散时间系统的频域分析 Z变换是离散时间信号与系统分析的“傅里叶变换”和“拉普拉斯变换”的对应工具。它使得我们能够方便地分析和处理由采样得到的离散时间信号，以及由差分方程描述的离散时间LTI系统。 Z变换的定义与收敛域: 类似于拉普拉斯变换，我们将学习Z变换的定义和收敛域的概念。 Z变换的性质: 线性、时移（延迟与超前）、乘以$n$、微分、卷积定理等。 系统函数: 离散时间LTI系统的传递函数，它描述了系统在Z域的行为。 逆Z变换: 将Z域的序列变换回时域。我们将学习常用的逆Z变换方法，如长除法、部分分式展开和留数定理。 离散时间系统分析: 利用Z变换，可以方便地求解由差分方程描述的离散时间LTI系统的零输入响应和零状态响应。 二、 理论精要：深入理解的钥匙 本书不仅仅是概念的罗列，更注重引导读者形成深刻的理论理解。我们将通过清晰的逻辑链条，层层递进地揭示信号与系统背后的数学原理和物理意义。 数学严谨性与直观性并重: 我们力求在数学推导严谨的同时，用形象的比喻和直观的解释来阐述抽象的概念，帮助读者建立深刻的物理理解。 概念的内在联系: 强调傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等工具之间的相互关系，以及它们如何服务于统一的信号与系统分析目标。 核心概念的深度剖析: 例如，对“系统”的定义，我们不仅给出形式化的数学描述，还会探讨其在不同工程领域中的具体体现；对“卷积”的理解，不仅停留在计算层面，更深入挖掘其在时间域和频率域的物理含义。 三、 应用探索：理论付诸实践的桥梁 理论知识最终需要应用于解决实际问题。本书将通过精心设计的算例和应用场景，展示信号与系统理论在各个工程领域中的强大威力。 典型系统分析: 滤波器设计: 如何设计低通、高通、带通、带阻滤波器，以达到特定的信号选择或抑制目的。 振荡器与信号发生器: 理解周期信号的产生机制。 控制系统: 分析反馈控制系统的稳定性与响应特性。 通信系统: 信号的调制、解调、信道传输等。 问题解决的通用方法: 引导读者掌握一套分析各种信号与系统问题的通用框架和方法论。 启发式思考: 鼓励读者将所学知识灵活运用，解决工程实践中遇到的具体问题，培养分析和解决问题的能力。 本书的目标读者: 本书适合高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机科学、应用物理等专业的本科生，以及对信号与系统理论感兴趣的广大工程技术人员和研究生。通过系统学习本书，读者将能够： 建立坚实的信号与系统理论基础。 掌握分析和处理连续时间与离散时间信号的数学工具。 深刻理解线性时不变系统的特性和工作原理。 具备分析和设计基本信号处理系统和控制系统的能力。 为学习更高级的专业课程（如数字信号处理、控制理论、通信原理等）打下坚实基础。 结语: 信号与系统是通向更广阔工程世界的基石。掌握好这门课程，意味着掌握了理解和改造动态世界的钥匙。本书希望能成为您学习道路上可靠的向导，伴您一同穿越信号的海洋，领略系统的奥秘，开启工程探索的精彩旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量也值得称赞，这一点在厚厚的理工科辅导书中往往容易被忽视。纸张的质地很适合长时间阅读，光线不刺眼，即使用荧光笔做了大量标记，文字也不会晕染。更重要的是，整个内容的逻辑流非常顺畅，章节之间的过渡自然，几乎没有出现那种“为了凑字数而硬生生塞入的冗余内容”。每一个图表都清晰锐利，特别是那些表示时域卷积的动态过程图，线条干净利落，没有丝毫含糊不清的地方。这对于需要反复翻阅和比对公式的读者来说，是一个非常舒适的阅读体验，体现了编著者对学习者需求的深切体贴和专业态度。一本好的教材，阅读体验本身就是成功的一半。

评分☆☆☆☆☆

我个人对那些只停留在理论层面的教材非常反感，毕竟信号与系统这门课的价值最终还是要体现在工程实践中。这本书的妙处就在于，它始终没有脱离“信号”和“系统”这两大核心。在讲解完一个复杂的数学工具后，作者总会紧接着举出一个实际的滤波器设计案例，或者是一个通信系统中的调制解调场景来印证。这种理论与实践的紧密结合，让枯燥的数学不再是学习的负担，而变成了解决实际问题的有力武器。我尤其欣赏其中关于离散时间系统稳定性的讨论，它不仅仅停留在Routh判据上，还联系到了数字信号处理中采样频率的选择对系统响应的影响，这种宏观视野的培养，对于我未来从事相关领域的工作非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套性做得非常好，它跟MIT的经典教材搭配使用，真的起到了完美的“翻译官”和“润滑剂”作用。原版教材的语言风格有时候过于精炼，很多地方省略的推导步骤对于非母语学习者来说是个巨大的障碍。这本书像是为我们搭建了一座桥梁，将原教材中那些看似跳跃的逻辑关系一一填补完整。比如，当原教材中提到某个定理时，这本书会立刻用通俗易懂的语言重新阐述其物理意义，然后给出详细的推导过程，甚至会补充一些原教材中未提及但对理解至关重要的边界条件讨论。这种“双语对照”的学习体验，使得我在查阅原版概念的同时，能够立即获得本土化的、更符合我们认知习惯的解释，极大地提升了学习效率和吸收率。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种自学信号与系统的新手量身定做的救星！我一开始看那些厚厚的原版教材，感觉就像在啃一块又硬又干的石头，里面的概念抽象得让人抓不住头脑。但是翻开这本书，就像突然点亮了一盏明灯。作者的讲解方式非常注重直观理解，他们没有一开始就抛出一大堆复杂的数学公式，而是先用非常贴近生活和工程实际的例子来铺垫，让你先建立起一个“感觉”，知道这个系统到底是干嘛的。特别是那些傅里叶变换和拉普拉斯变换的章节，以前总觉得它们是高不可攀的数学工具，这本书里却把它们讲得像是日常交流一样自然流畅。图示的运用简直是教科书级别的，每一步推导都有清晰的图形辅助，让你在脑海中就能构建出信号在不同域中是如何变化的图像。对于基础薄弱的人来说，这种由浅入深、层层递进的教学结构，极大地降低了学习的挫败感，让我有信心一步步啃下这块硬骨头。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，这本书的习题部分简直是神来之笔，是真正区分出“看懂了”和“会做了”的关键所在。很多参考书，光有例题解析，但真正到了自己做题时就完全卡壳了，因为它们往往只展示了“标准解法”。但宋琪和陆三兰老师的这本辅导书，它厉害之处在于它覆盖了从最基础的概念检验到复杂系统分析的各种题型。更绝的是，对于那些看起来相似但考察侧重点完全不同的题目，它会给出非常精细的辨析，告诉你为什么这个地方要用Z变换而不是拉普拉斯变换，或者某个特定条件下系统的稳定性判断标准是什么。解析的深度不仅仅停留在得出正确答案，而是深入到了“为什么是这个答案”的思维过程。我感觉自己不是在做一套试卷，而是在和两位经验丰富的大牛导师进行一对一的深入探讨，每道题的解答都像是一堂微型讲座，让我对理论的掌握瞬间变得扎实和灵活起来。