基本信息
書名:信號與係統:使用變換方法和MATLAB分析(原書第2版)
定價:89.00元
作者:(美)羅伯茨
齣版社:機械工業齣版社
齣版日期:2013-06-01
ISBN:9787111421887
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.962kg
編輯推薦
內容提要
《信號與係統:使用變換方法和MATLAB分析(原書第2版)》采用從基本概念齣發、以實際應用為例子的介紹方法,遵循從模擬到離散、從信號到係統的分析思路,係統地介紹瞭連續時間和離散時間信號與係統的分析方法。《信號與係統:使用變換方法和MATLAB分析(原書第2版)》具體包括:信號與係統分析中涉及的一般性概念;連續時間信號和離散時間信號的數學描述方法;綫性時不變係統的捲積理論;連續和離散時間傅裏葉變換理論;拉普拉斯變換和z變換及其應用;采樣定理;CTFT和DTFT在頻率響應分析中的各種應用;連續時間通信係統的基本規則;模擬和數字濾波器的設計與分析;狀態空間分析法。後的附錄部分包括一些有用的數學公式、4種傅裏葉變換錶、拉普拉斯變換錶以及z變換錶。
目錄
譯者序
前言
章 概論
1.1 信號與係統的定義
1.2 信號的類型
1.3 有關係統的例子
1.3.1 一個機械係統
1.3.2 一個流體係統
1.3.3 一個離散時間係統
1.3.4 反饋係統
1.4 一個熟悉的信號與係統例子
1.5 MATLAB的使用
第2章 連續時間信號的數學描述
2.1 概述
2.2 函數符號
2.3 連續時間信號函數
2.3.1 復指數函數和諧波函數
2.3.2 不連續函數
2.4 函數的組閤
2.5 縮放和時移
2.5.1 幅度縮放
2.5.2 時移
2.5.3 時間縮放
2.5.4 同時時移和縮放
2.6 微分與積分
2.7 偶函數與奇函數
2.7.1 奇、偶函數的組閤
2.7.2 奇、偶函數的導數和積分
2.8 周期函數
2.9 信號能量和功率
2.9.1 信號能量
2.9.2 信號功率
2.10 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第3章 離散時間信號的描述
3.1 概述
3.2 采樣和離散時間
3.3 諧波函數和指數函數
3.3.1 諧波函數
3.3.2 指數函數
3.4 奇異函數
3.4.1 單位衝激函數
3.4.2 單位序列函數
3.4.3 符號函數
3.4.4 單位斜坡函數
3.4.5 單位梳狀函數或衝激序列
3.5 縮放和時移
3.5.1 幅度縮放
3.5.2 時移
3.5.3 時間縮放
3.6 差分和纍加
3.7 偶函數與奇函數
3.7.1 奇、偶函數的組閤
3.7.2 奇、偶函數的有限對稱區間纍加
3.8 周期函數
3.9 信號能量和功率
3.9.1 信號能量
3.9.2 信號功率
3.10 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第4章 係統的描述
4.1 概述
4.2 連續時間係統
4.2.1 係統建模
4.2.2 係統特性
4.2.3 二階係統的動態特性
4.2.4 復諧波激勵
4.3 離散時間係統
4.3.1 係統建模
4.3.2 係統特性
4.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第5章 係統的時域分析
5.1 概述
5.2 連續時間
5.2.1 衝激響應
5.2.2 連續時間捲積
5.3 離散時間
5.3.1 衝激響應
5.3.2 離散時間捲積
5.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第6章 連續時間傅裏葉方法
6.1 概述
6.2 連續時間傅裏葉級數
6.2.1 概念基礎
6.2.2 正交性和諧波函數
6.2.3 緊湊型三角傅裏葉級數
6.2.4 收斂性
6.2.5 傅裏葉級數部分和的小誤差
6.2.6 奇、偶周期函數的傅裏葉級數
6.2.7 傅裏葉級數錶和性質
6.2.8 傅裏葉級數的數值計算
6.3 連續時間傅裏葉變換
6.3.1 將傅裏葉級數擴展到非周期信號
6.3.2 廣義傅裏葉變換
6.3.3 傅裏葉變換性質
6.3.4 傅裏葉變換的數值計算
6.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第7章 離散時間傅裏葉方法
7.1 概述
7.2 離散時間傅裏葉級數和離散傅裏葉變換
7.2.1 綫性和復指數激勵
7.2.2 正交性和諧波函數
7.2.3 傅裏葉變換的性質
7.2.4 快速傅裏葉變換
7.3 離散時間傅裏葉變換
7.3.1 拓展到非周期信號的離散傅裏葉變換
7.3.2 推導與定義
7.3.3 廣義DTFT
7.3.4 離散時間傅裏葉變換的收斂性
7.3.5 DTFT的性質
7.3.6 離散時間傅裏葉變換的數值計算
7.4 傅裏葉方法比較
7.5 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第8章 拉普拉斯變換
8.1 概述
8.2 拉普拉斯變換的發展
8.2.1 傅裏葉變換的推廣
8.2.2 復指數激勵和響應
8.3 傳遞函數
8.4 級聯係統
8.5 直接Ⅱ型實現
8.6 拉普拉斯逆變換
8.7 拉普拉斯變換的存在性
8.7.1 時限信號
8.7.2 右邊信號與左邊信號
8.8 拉普拉斯變換對
8.9 部分分式展開
8.10 拉普拉斯變換的性質
8.11 單邊拉普拉斯變換
8.11.1 定義
8.11.2 單邊拉普拉斯變換的特有性質
8.11.3 帶有初始條件的微分方程的解
8.12 零極點圖和頻率響應
8.13 MATLAB係統對象
8.14 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
第9章 z變換
9.1 概述
9.2 離散時間傅裏葉變換的推廣
9.3 復指數函數激勵和響應
9.4 傳遞函數
9.5 級聯係統
9.6 係統的直接Ⅱ型實現
9.7 z逆變換
9.8 z變換的存在性
9.8.1 時限信號
9.8.2 右邊信號和左邊信號
9.9 z變換對
9.10 z變換的性質
9.11 z逆變換的求解方法
9.11.1 長除法
9.11.2 部分分式展開法
9.11.3 有關z正變換和z逆變換的例子
9.12 單邊z變換
9.12.1 單邊z變換的特有性質
9.12.2 差分方程的解
9.13 零極點圖和頻率響應
9.14 MATLAB係統對象
9.15 變換方法比較
9.16 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
0章 采樣和信號處理
10.1 概述
10.2 連續時間采樣
10.2.1 采樣方法
10.2.2 采樣理論
10.2.3 混疊
10.2.4 時間受限和帶寬受限的信號
10.2.5 插值
10.2.6 帶通信號的采樣
10.2.7 諧波信號的采樣
10.2.8 帶限周期信號
10.2.9 采用DFT進行信號處理
10.3 離散時間采樣
10.3.1 周期衝激采樣
10.3.2 內插
10.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
1章 頻率響應分析
11.1 概述
11.2 頻率響應
11.3 連續時間濾波器
11.3.1 濾波器的例子
11.3.2 理想濾波器
11.3.3 波特圖
11.3.4 實際濾波器
11.4 離散時間濾波器
11.4.1 符號
11.4.2 理想濾波器
11.4.3 實際濾波器
11.5 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
2章 通信係統分析
12.1 概述
12.2 連續時間通信係統
12.2.1 通信係統的需求
12.2.2 頻分復用
12.2.3 模擬調製和解調
12.3 離散時間諧波載波幅度調製
12.4 要點小結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
3章 係統的拉普拉斯變換分析
13.1 概述
13.2 係統的錶示方法
13.3 係統的穩定性
13.4 係統的連接
13.4.1 級聯與並聯
13.4.2 反饋連接
13.5 采用MATLAB進行係統分析
13.6 係統對標準信號的響應
13.6.1 單位階躍響應
13.6.2 諧波響應
13.7 係統的標準實現
13.7.1 級聯實現
13.7.2 並聯實現
13.8 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
4章 係統的z變換分析
14.1 概述
14.2 係統模型
14.2.1 差分方程
14.2.2 方框圖
14.3 係統的穩定性
14.4 係統連接
14.5 係統對標準信號的響應
14.5.1 單位序列響應
14.5.2 因果諧波響應
14.6 用離散時間係統模擬連續時間係統
14.6.1 z變換與拉普拉斯變換的關係
14.6.2 衝激不變性
14.6.3 數據采集係統
14.7 係統的標準實現
14.7.1 級聯實現
14.7.2 並聯實現
14.8 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
5章 濾波器分析與設計
15.1 概述
15.2 模擬濾波器
15.2.1 巴特沃茲濾波器
15.2.2 切比雪夫、橢圓和貝塞爾濾波器
15.3 數字濾波器
15.3.1 模擬濾波器的模擬
15.3.2 濾波器設計技術
15.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
6章 狀態空間分析
16.1 概述
16.2 連續時間係統
16.2.1 係統和輸齣方程
16.2.2 傳遞函數
16.2.3 其他狀態變量選擇
16.2.4 狀態變量變換
16.2.5 對角化
16.2.6 狀態空間分析的MATLAB工具
16.3 離散時間係統
16.3.1 係統和輸齣方程
16.3.2 傳遞函數和狀態變量的變換
16.3.3 狀態空間分析的MATLAB工具
16.4 要點總結
習題一(附答案)
習題二(無答案)
附錄A 有用的數學關係式
附錄B 連續時間傅裏葉級數對
附錄C 離散傅裏葉變換對
附錄D 連續時間傅裏葉變換對
附錄E 離散時間傅裏葉變換對
附錄F 拉普拉斯變換對
附錄G z變換對
參考文獻
作者介紹
文摘
序言
老實說,這本書的排版和閱讀體驗是我近年來接觸的工程類教材中數一數二的。很多技術書籍為瞭追求內容的密度,往往會犧牲版式設計,導緻圖文混雜,邏輯不清。但此書在這一點上做得非常齣色。章節之間的過渡自然流暢,關鍵概念和定理都有醒目的標記,使得在復習時能夠快速定位重點。更值得稱贊的是,它對數學公式的排版極為規範,公式的編號和引用邏輯清晰,即便是復雜的積分和級數錶達式,也能一目瞭然。對於我們這些經常需要查閱公式、對照定義的學習者來說,這種細節上的打磨極大地提高瞭學習效率。此外,書中穿插的“思考題”和“拓展閱讀”部分,雖然不是主乾內容,但卻極大地豐富瞭知識的維度,讓人在完成基本訓練之餘,還能對信號處理的前沿應用有所涉獵,而不是把自己局限在一個狹小的知識圈子裏。
評分這本教材的深度和廣度真的令人印象深刻。它不僅僅停留在理論的講解上,更注重將抽象的數學工具與實際的工程問題緊密結閤起來。初次接觸這門學科時,我常常覺得傅裏葉變換、拉普拉斯變換這些概念玄而又玄,難以把握其物理意義。然而,這本書通過大量的圖示和清晰的推導過程,逐步揭開瞭這些“黑箱”。尤其是對於Z變換的介紹,它不僅清晰地解釋瞭離散時間係統的穩定性判據,還巧妙地將其與連續時間係統的概念聯係起來,避免瞭學習過程中的割裂感。作者在闡述每一種變換方法時,都會首先給齣其核心的定義和性質,然後立刻跟進一個精心設計的例子,讓讀者能夠立刻體會到該工具的威力。對於那些希望打下堅實基礎,而不是僅僅會套用公式的學生來說,這本書無疑是極佳的選擇。它要求讀者投入精力去理解背後的原理,而不是簡單地記憶結論,這種循序漸進的引導方式,讓我對信號與係統的理解邁上瞭一個新的颱階。
評分我是一名偏愛“動手實踐”的學習者,對於任何理論性的課程,如果不能在實際環境中看到其運行效果,總覺得少瞭點什麼。這本書在這方麵做到瞭極大的平衡。雖然它是一本理論教材,但書中關於如何利用數值計算工具進行係統分析和仿真實驗的部分,寫得非常到位。它並沒有把MATLAB的調用當作一個獨立的附屬品,而是將仿真代碼和理論分析緊密地糅閤在一起。例如,在討論捲積和係統的頻率響應時,書中的示例代碼不僅僅是展示結果,更是引導讀者去觀察參數變化對係統輸齣的直觀影響。這種“理論指導仿真,仿真反哺理論理解”的閉環學習路徑,是我認為這本書最有價值的地方之一。它成功地架起瞭理論知識到工程實踐的橋梁,讓信號與係統不再是枯燥的紙麵數學,而是可以被直觀感知的動態過程。
評分從一個過來人的角度看,這本書對不同學習背景的讀者都有相當的包容性。盡管它是一本高階的教材,但對於那些數學基礎稍弱的讀者,它提供瞭足夠的“腳手架”。例如,在引入傅裏葉級數時,它會非常耐心地迴顧復指數函數的性質和三角函數的正交性,確保讀者不會因為初級的數學障礙而卡住。相比之下,對於已經掌握瞭較深厚數學功底的讀者,書中提供的那些關於收斂性、理想濾波器特性的深入討論,又能提供足夠的挑戰和深度挖掘空間。它沒有采用“一刀切”的教學模式,而是通過精妙的內容組織,實現瞭對不同層次讀者的兼顧。這種設計體現瞭作者對教學過程的深刻理解——教育的本質在於降低進入知識殿堂的門檻,同時又確保殿堂內部的風景足夠壯闊。
評分這本書的敘事風格非常嚴謹,帶著一股學院派特有的邏輯性。它不像某些流行的科普讀物那樣追求生動的比喻,而是力求在最小的篇幅內,用最精確的語言定義概念。這種嚴謹性對於打基礎至關重要,因為它避免瞭因過度簡化而産生的歧義。在講解係統的時域和頻域分析時,作者的邏輯鏈條幾乎是無懈可擊的,每一步推導都建立在前一步的紮實基礎上。我特彆欣賞它對“綫性時不變係統”這一核心概念的反復強調和多角度剖析。從微分方程到狀態空間錶示,再到捲積和傳遞函數,作者確保讀者能從不同視角理解LTI係統的本質。對於那些希望未來繼續深造,或者從事理論研究工作的讀者,這種一絲不苟的論證方式是最好的訓練,它培養的不僅僅是解題能力,更是嚴密的數學思維。
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