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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030269638

商品编码：29432810921

包装：01

开本：04

基本信息  

书名:信号与(版)

定价：68.00元

作者:马金龙

出版社：科学出版社

出版日期：2017/4/17

ISBN：9787030269638

字数：593000

页码：368

版次：2

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：

内容介绍

内容提要

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媒体评论

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目录

版前言 
版前言 
章信号概述 
1.1信号的定义和分类 
1.2典型连续时间信号 
1.3典型离散时间信号 
1.4信号的基本运算 
1.5因果信号的算子表示 
1.6信号的卷积运算版前言
版前言
章信号概述
1.1信号的定义和分类
1.2典型连续时间信号
1.3典型离散时间信号
1.4信号的基本运算
1.5因果信号的算子表示
1.6信号的卷积运算
1.7信号的分解
习题一
章概述
2.1的定义
2.2的分类及性质
2.3的分析方法
2.4 LTI连续时间的输入输出方程
2.5 LTI离散时间的输入输出方程
2.6 LTI的模拟
2.7信号流图
2.8梅森公式
习题二
第3章LTI的时域分析
3.1引言
3.2时域经典法求解LTI
3.3冲激平衡法求连续的响应
3.4零输人响应的计算
3.5零状态响应的计算
3.6时域分析法举例
习题三
第4章连续时间信号和连续时间的频域分析
4.1周期信号的傅里叶级数
4.2周期信号的频谱
4.3傅里叶变换
4.4傅里叶变换的性质
4.5周期信号的傅里叶变换
4.6频域函数
4.7周期信号对LTI的响应
4.8周期信号对LTI的响应
4.9信号的无失真传输
4.理想滤波器
4.11幅度调制与解调
4.12信号的抽样与恢复
习题四
第5章连续时间的复频域分析
5.1拉普拉斯变换
5.2拉普拉斯变换的性质
5.3拉普拉斯反变换
5.4拉普拉斯变换求解微分方程
5.5拉普拉斯变换分析电路
5.6函数
5.7的频率响应
习题五
第6章离散时间的2域分析
6.1 z变换
6.2 z变换的性质
6.3 z反变换
6.4离散的z域分析
6.5函数
6.6离散频率响应特性
习题六
第7章状态变量分析法
7.1状态变量分析法的有关概念
7.2 LTI连续时间状态方程的建立
7.3 LTI离散时问状态方程的建立
7.4状态转移矩阵
7.5 LTI连续时间状态方程的求解
7.6 LTI离散时间状态方程的求解
7.7状态矢量的线性变换
7.8的可控性和可观性
习题七
第8章MATLAB在信号与中的应用
8.1信号的时域分析
8.2 LTl的时域分析
8.3连续信号及的频域分析
8.4连续信号及的S域分析
8.5离散信号及离散的z域分析
8.6 LTI的状态变量分析
习题八
习题答案
附录
附录A部分分式展开
附录B常用的数学公式
附录C劳斯判据
附录D朱利判据
参考文献

信号的海洋：探索现代信息科学的基石 在信息爆炸的时代，我们身处一个由无形信号编织而成的巨大网络之中。从广播电视的无线传输，到互联网上的海量数据交换，再到手机通信的实时互动，所有这些现代文明的奇迹，都离不开一个核心概念——信号。信号，作为信息传递和处理的载体，其科学理论的研究，是理解和掌握现代信息科学的关键。 本书，并非一本关于特定教材的介绍，而是旨在引领读者深入探究信号与系统这一现代科学领域的核心原理与应用。我们将一同踏上一段严谨而引人入胜的探索之旅，揭示信号的本质，理解它们是如何产生、传播、变换以及最终被解读的。这是一门跨越多个学科边界的科学，其影响渗透到通信工程、自动控制、数字信号处理、图像识别、语音合成等几乎所有与信息技术相关的领域。 信号的宇宙：多元化的表现形式 首先，我们需要认识到信号的多样性。信号并非只是抽象的数学模型，它们在我们周围以各种形式存在。 模拟信号 (Analog Signals): 这是最直观的信号形式，它们随时间连续变化，其幅值或相位可以取任意值。例如，人声的声波，温度计随环境变化的示数，麦克风捕捉到的原始音频，或者摄像机传感器接收到的光强度变化。模拟信号拥有无限的精度，能够精确地反映物理世界的连续变化。然而，其处理和传输也面临着噪声干扰、失真和难以精确复制等挑战。 数字信号 (Digital Signals): 与模拟信号相对，数字信号是离散的，它们在时间和幅值上都被量化。这意味着数字信号只能取一系列预设的数值，并且这些数值的变化也是跳跃式的，发生在离散的时间点上。我们日常接触到的绝大多数信息，如计算机数据、CD/DVD中的音频、数码照片和视频，都以数字信号的形式存在。数字信号的关键优势在于其抗干扰能力强、易于存储、处理和传输，并且可以精确复制，这使得它成为现代信息技术的基础。 周期信号 (Periodic Signals): 如果一个信号会重复出现相同的模式，那么它就是周期信号。正弦波、方波、锯齿波等都是常见的周期信号。周期的概念在信号分析中至关重要，因为它允许我们将其分解为更简单的基本成分，从而简化分析和处理。 非周期信号 (Aperiodic Signals): 与周期信号相对，非周期信号在整个时间轴上都不会重复其模式。例如，一段随机噪声，或者一次非重复性的语音信号。分析非周期信号通常需要借助积分运算，而非简单的求和。 能量信号 (Energy Signals): 对于那些在整个时间段内总能量有限的信号，我们称之为能量信号。通常，衰减的信号或持续时间有限的信号属于能量信号。 功率信号 (Power Signals): 如果一个信号的总能量是无限的，但其平均功率是有限的，那么它就是功率信号。例如，连续的正弦波或者一些稳态的随机过程。 理解这些信号的分类，是后续深入学习信号处理的基础。它们如同组成宇宙的不同元素，各自拥有独特的属性和行为模式。 系统：信号的transformator 信号的价值体现在它们承载的信息，而系统的作用，就是对这些信号进行处理、变换，以提取有用的信息，或者改变其形式以适应特定的需求。系统可以是物理设备，也可以是数学模型。 线性系统 (Linear Systems): 线性系统遵循叠加原理和齐次性原理。叠加原理意味着，对于多个输入信号的组合，系统的响应是各个输入信号单独作用时响应的组合。齐次性原理则表明，如果输入信号被缩放，其输出信号也会相应地被缩放。线性系统因其良好的数学性质，是信号处理中最常被研究和应用的系统类型。 时不变系统 (Time-Invariant Systems): 时不变系统意味着系统的特性不随时间变化。换句话说，无论何时输入一个特定的信号，系统的响应模式都是相同的。 因果系统 (Causal Systems): 因果系统要求系统的输出只取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。在许多实际应用中，尤其是在实时系统中，因果性是一个非常重要的约束。 稳定系统 (Stable Systems): 稳定系统指的是，当输入信号有界时，系统的输出信号也保持有界。一个不稳定的系统可能会产生无限大的输出，从而导致系统崩溃或产生不可接受的结果。 系统分析方法: 时域分析 (Time-Domain Analysis): 在时域中，我们直接分析信号与系统在时间上的关系。对于线性时不变系统，卷积运算是描述输入信号与系统脉冲响应之间关系的数学工具。脉冲响应，即系统对单位冲激信号（一个在零点为无穷大，其他点为零的信号）的响应，包含了系统的一切信息。 频域分析 (Frequency-Domain Analysis): 频域分析将信号和系统从时间域转换到频率域进行分析。傅里叶变换是实现这一转换的关键工具。它能够揭示信号的频率成分，以及系统如何影响这些频率成分。通过频域分析，我们可以直观地理解信号的“颜色”和系统的“滤波器”特性。例如，我们可以看到一个音频信号中包含哪些频率的声波，或者一个滤波器是如何衰减高频信号而保留低频信号的。 复频域分析 (Complex Frequency-Domain Analysis): 拉普拉斯变换将信号和系统从时域扩展到复频域，为分析非周期信号和更广泛的系统提供了强大的工具。它能够统一处理瞬态响应和稳态响应，并且在分析系统的稳定性方面具有独特的优势。 信号与系统的核心理论工具 要深入理解信号与系统的奥秘，掌握一系列强大的数学工具是必不可少的。 傅里叶级数 (Fourier Series): 傅里叶级数允许我们将任何周期信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加。这就像将一个复杂的乐曲分解成各个单独的音符，极大地简化了对周期信号的分析。 傅里叶变换 (Fourier Transform): 傅里叶变换是傅里叶级数的推广，它可以将非周期信号也分解成连续的频率成分。这使得我们可以分析任何信号的频谱，理解其频率构成。 拉普拉斯变换 (Laplace Transform): 拉普拉斯变换是一种更通用的变换，它可以将时域信号映射到复频域。它特别适用于分析线性时不变系统的瞬态响应，并且与微分方程的求解密切相关。 Z变换 (Z-Transform): Z变换是离散时间信号处理的核心工具，它是拉普拉斯变换在离散时间领域的对应。它使得我们能够方便地分析和设计离散时间系统，如数字滤波器。 信号处理的应用：改变世界的力量 信号与系统的理论，并非孤立的学术研究，而是驱动现代科技发展的强大引擎。 通信系统: 从手机通信到卫星通信，再到无线网络，信号的调制、解调、编码、解码是实现信息可靠传输的关键。傅里叶变换和Z变换在设计高效的通信调制解调方案和信道编码方案中发挥着至关重要的作用。 自动控制系统: 在工业自动化、机器人、航空航天等领域，控制系统通过监测和调整信号来维持系统的稳定和达到期望的状态。系统稳定性分析是控制理论的核心，而拉普拉斯变换和Z变换提供了强大的分析工具。 数字信号处理 (DSP): DSP是现代信息处理的核心技术。包括音频处理（降噪、回声消除、语音识别）、图像处理（滤波、增强、压缩、目标识别）、视频处理等。数字滤波器的设计是DSP的重要组成部分，而Z变换和离散傅里叶变换（DFT）是设计数字滤波器的基础。 医学成像: CT扫描、MRI、超声波成像等医学诊断技术，都离不开复杂的信号处理算法来重建清晰的图像。 金融建模: 金融市场数据的分析和预测，也广泛应用信号处理的技术来识别趋势、过滤噪声。 生物信号分析: 心电图 (ECG)、脑电图 (EEG) 等生物信号的分析，有助于诊断疾病和研究人体生理活动。 学习的进阶之路 本书所探讨的信号与系统知识，构成了一个庞大而迷人的学科体系。初学者可以从理解信号的基本概念和时域分析入手，逐步掌握傅里叶变换，理解其在频域分析中的威力。随后，通过学习拉普拉斯变换和Z变换，将分析能力扩展到更广泛的系统和离散时间领域。 掌握这些理论，仅仅是开启了通往信息科学殿堂的大门。真正的力量在于将这些理论应用于解决实际问题。通过大量的实例分析和练习，读者将能够： 理解不同类型信号的特性及其在现实世界中的体现。 学会分析线性时不变系统的行为，预测其对不同信号的响应。 掌握时域、频域和复频域等多种分析方法，并根据问题选择最合适的工具。 理解各种信号处理技术的工作原理，并能初步设计简单的信号处理系统。 为进一步深入学习通信原理、控制理论、模式识别、人工智能等相关领域打下坚实的基础。 信号与系统，是理解我们所处的这个信息时代不可或缺的基石。它不仅是理论知识的海洋，更是赋能创新、驱动科技进步的强大工具。希望这份对信号与系统领域探索的概览，能够激发您对这个精彩学科的兴趣，并指引您在知识的海洋中扬帆远航。

评分☆☆☆☆☆

作为一名科研工作者，我深知一套好的参考书对于研究方向选择的重要性。这本书在深入探讨经典理论的同时，对新兴领域也有着前瞻性的介绍，这无疑为我们后续的学术探索指明了方向。我特别关注了其中关于非平稳信号分析的那一章，内容详实且逻辑清晰，它没有停留在传统的短时傅里叶分析的局限性上，而是详细介绍了小波变换以及稀疏表示理论在现代通信和雷达信号处理中的应用前景。这些前沿内容的加入，使得这本书的生命力大大延长，它不是一本“时效性”很短的工具书，而是一部具有长期参考价值的经典著作。很多我们课题组正在攻克的技术难题，都能在这本书的字里行间找到理论基础的支撑点。每一次当我陷入困境时，重新翻阅这本书的特定章节，总能从中汲取到新的灵感，仿佛作者是一位跨越时空的智者，在默默地引导着我的研究路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是视觉的盛宴，那种深邃的蓝色调搭配着精密的电路图纹理，一下子就把人带入了一种严谨而又充满探索欲的氛围中。我记得我第一次拿起它的时候，就被那种厚重感和油墨的清香所吸引，这绝对不是那种轻飘飘的、可以随便翻阅的读物，它散发着一种“干货”的气息。装帧工艺也十分考究，即使是经常翻阅，书页的边缘也没有出现明显的磨损，这对于需要长期使用的教材来说，简直是福音。内页的排版更是值得称赞，字号和行距的把握恰到好处，即使是面对那些复杂的傅里叶变换和拉普拉斯变换的公式，眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏作者在章节过渡时采用的那些留白设计，它们像一个个小小的喘息空间，让读者在消化完一个复杂的概念后，能有一个短暂的缓冲，准备迎接下一个挑战。这种对细节的关注，充分体现了出版社和作者对于知识传播的敬畏之心。拿到手的瞬间，我就知道，这不是一本凑数的教材，而是一部可以伴随我度过无数个挑灯夜读的良伴。它不仅仅是知识的载体，更像是一件艺术品，摆在书架上都觉得有种专业人士的格调。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格，有一种独特的、近乎学术散文的魅力。它没有采用那种冷冰冰、只注重信息传递的教科书腔调，而是充满了作者对这个学科的热情和思考的痕迹。行文流畅自然，即便是描述非常抽象的概念，也能用非常精炼且富有逻辑性的语言将其描绘出来，读起来几乎不会产生“阅读障碍”。我甚至会不自觉地去品味某些段落的措辞，比如某处对“采样定理”的精妙总结，那种精确到位的表达，体现了作者深厚的文字功底。这使得学习过程不再是一种痛苦的记忆过程，而更像是一次与领域内顶尖专家进行深度对话的体验。更难能可贵的是，书中对历史背景和关键人物的穿插介绍，让冰冷的公式背后有了鲜活的人文色彩，理解理论的产生过程，有助于更好地把握其适用边界，这对于培养一个全面发展的工科人才至关重要。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在接触这本书之前，我对信号处理的学习一直抱着一种“应付考试”的心态。然而，这本教材彻底改变了我的态度。它最大的价值，也许不在于教会你如何解一道题，而在于培养你一套科学的、系统的、深入的分析问题的思维框架。书中对概念的界定极其清晰，没有模棱两可的描述，这对于建立正确的知识体系至关重要。例如，它对“带宽”和“有效带宽”的区分，以及对“白噪声”在不同系统中的实际意义的讨论，都展现了极高的专业水准。每一次学习完一个章节，我都会有一种自信心油然而生——不是那种盲目的自信，而是对所学知识的扎实掌握所带来的底气。这本书，与其说是一本教材，不如说是一套严谨的认知训练体系，它要求你不仅要“知道”，更要“理解”和“应用”，这种高标准的学习体验，是任何其他资料都无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度，绝对是超乎预期的，它巧妙地平衡了理论的严谨性与工程实践的贴合度。很多其他教材在讲解基础原理时，往往会为了追求形式上的完备性，而把一些关键的物理意义给淹没在无穷的数学推导中，读完后感觉像是在啃一本高等数学的习题集。然而，这本教材的处理方式则完全不同，作者仿佛是一位经验老道的导师，他会先用极其直观的方式勾勒出信号在时域和频域中“真正长什么样”，然后再循序渐进地引入必要的数学工具。比如在讲解卷积定理时，它不仅仅给出了公式，还结合了实际的滤波案例，让我瞬间明白了为什么频域的乘法对应于时域的卷积——那种“豁然开朗”的感觉，是其他任何资料都没能带给我的。而且，书中大量的习题设计，也体现了作者的匠心。它们不是那种单纯的计算题，而是很多带有启发性的思考题，逼迫你去打破常规的思维定势，真正去理解信号处理的底层逻辑，这对研究生阶段的创新性研究至关重要。