基本信息
书名:信号与系统(第二版)
定价:75.00元
作者:Simon Haykin(加)(西蒙 赫金), Barry Van V
出版社:电子工业出版社
出版日期:2013-01-01
ISBN:9787121186653
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.740kg
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内容提要
本书全面系统地介绍了信号与系统的基本概念、理论、方法及应用。全书共10章。章介绍了信号与系统的基本概念;第2章讨论了线性时不变系统的时域分析方法;第3章和第4章分别讨论了离散时间周期与非周期信号、连续时间周期与非周期信号,线性时不变系统的傅里叶描述,以及傅里叶描述在混合信号类型中的应用;第6章和第7章分别讨论了连续时间信号与离散时间信号的复指数描述;第5章、第8章和第9章分别介绍了信号与系统在通信系统、滤波器与均衡器及线性反馈系统中的应用;0章简要讨论了非平稳信号及非线性与时变系统方面的课题。本书在体系和内容上特色。章包含了有关噪声的新内容,第4章特别介绍了在混合信号应用中如何在4种基本傅里叶表示方法之间建立联系。全书各章都有用MATLAB语言解题的内容、参考资料以及进一步的阅读材料,并配有相当数量的例题。通过书中大量的各类习题和计算机实验,能够使读者开阔视野,为读者提供了足够的训练空间。
目录
章绪论
1.1信号
1.2系统
1.3系统举例
1.3.1通信系统
1.3.2控制系统
1.3.3微电子机械系统
1.3.4遥感系统
1.3.5生物医学信号处理系统
1.3.6听觉系统
1.3.7模拟与数字信号处理
1.4信号的分类
1.5信号的基本运算
1.5.1对因变量进行的运算
1.5.2对自变量进行的运算
1.5.3既有时移又有时间变换时的先后顺序
1.6基本信号
1.6.1指数信号
1.6.2正弦信号
1.6.3正弦信号与复指数信号的关系
1.6.4指数衰减的正弦信号
1.6.5阶跃信号
1.6.6冲激信号
1.6.7冲激信号的导数
1.6.8斜升信号
1.7将系统看成一种互联运算
1.8系统的特性
1.8.1稳定性
1.8.2记忆性
1.8.3因果性
1.8.4可逆性
1.8.5时不变性
1.8.6线性
1.9噪声
1.9.1热噪声
1.9.2其他电噪声源
1.10主题范例
1.10.1微分和积分:RC电路
1.10.2MEMS加速度计
1.10.3雷达测距
1.10.4移动平均系统
1.10.5多径传输信道
1.10.6离散时间递归计算
1.11利用MATLAB探究概念
1.11.1周期信号
1.11.2指数信号
1.11.3正弦信号
1.11.4指数衰减正弦信号
1.11.5阶跃、冲激和斜升信号
1.11.6自定义函数
1.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第2章线性时不变系统的时域描述
2.1引言
2.2卷积和
2.3卷积和计算过程
2.4卷积积分
2.5卷积积分计算过程
2.6线性时不变系统的互联
2.6.1线性时不变系统的并联
2.6.2线性时不变系统的级联
2.7线性时不变系统的特性与冲激响应之间的关系
2.7.1无记忆线性时不变系统
2.7.2因果线性时不变系统
2.7.3稳定的线性时不变系统
2.7.4可逆系统和反卷积
2.8阶跃响应
2.9线性时不变系统的微分和差分方程描述
2.10微分和差分方程的求解
2.10.1齐次解
2.10.2特解
2.10.3完全解
2.11微分和差分方程所描述的系统的特性
2.11.1自然响应
2.11.2强迫响应
2.11.3冲激响应
2.11.4线性和时不变性
2.11.5特征根
2.12方框图表示
2.13线性时不变系统的状态变量描述
2.13.1状态变量描述
2.13.2状态的变换
2.14利用MATLAB探究概念
2.14.1卷积和
2.14.2阶跃响应
2.14.3差分方程的模拟
2.14.4状态变量描述
2.15小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第3章信号与线性时不变系统的傅里叶描述
3.1引言
3.2复正弦信号和线性时不变系统的频率响应
3.34种信号的傅里叶表示
3.3.1周期信号:傅里叶级数表示
3.3.2非周期信号:傅里叶变换表示
3.4离散时间周期信号:离散时间傅里叶级数
3.5连续时间周期信号:傅里叶级数
3.6离散时间非周期信号:离散时间傅里叶变换
3.7连续时间非周期信号:傅里叶变换
3.8傅里叶表示的特性
3.9线性与对称特性
3.9.1对称特性:实信号和虚信号
3.9.2对称特性:偶信号和奇信号
3.10卷积特性
3.10.1非周期信号的卷积
3.10.2滤波
3.10.3周期信号的卷积
3.11微分和积分特性
3.11.1时域微分
3.11.2频域微分
3.11.3积分
3.12时移和频移特性
3.12.1时移特性
3.12.2频移特性
3.13利用部分分式展开法求傅里叶逆变换
3.13.1傅里叶逆变换
3.13.2离散时间傅里叶逆变换
3.14相乘特性
3.15尺度变换特性
3.16帕斯瓦尔关系
3.17时间-带宽积
3.18对偶特性
3.18.1傅里叶变换的对偶特性
3.18.2离散时间傅里叶级数的对偶特性
3.18.3离散时间傅里叶变换和傅里叶级数的对偶特性
3.19利用MATLAB探究概念
3.19.1由冲激响应求线性时不变系统的频率响应
3.19.2离散时间傅里叶级数
3.19.3傅里叶级数
3.19.4微分方程或差分方程描述的线性时不变系统的频率响应
3.19.5时间-带宽积
3.20小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第4章混合类型信号中傅里叶描述的应用
4.1引言
4.2周期信号的傅里叶变换
4.2.1傅里叶变换与傅里叶级数的关系
4.2.2离散时间傅里叶变换和离散时间傅里叶级数的关系
4.3周期与非周期混合信号的卷积与相乘
4.3.1周期与非周期信号的卷积
4.3.2周期与非周期信号的相乘
4.4离散时间信号的傅里叶变换
4.4.1傅里叶变换与离散时间傅里叶变换的关系
4.4.2傅里叶变换与离散时间傅里叶级数的关系
4.5抽样
4.5.1连续时间信号的抽样
4.5.2次抽样:对离散时间信号的抽样
4.6由样本重构连续时间信号
4.6.1抽样定理
4.6.2理想重构
4.6.3实际的重构:零阶保持
4.7连续时间信号的离散时间处理
4.7.1基本的离散时间信号处理系统
4.7.2过抽样
4.7.3抽取
4.7.4插值
4.8有限持续时间非周期信号的傅里叶级数表示
4.8.1离散时间傅里叶级数与离散时间傅里叶变换的关系
4.8.2傅里叶级数与傅里叶变换的关系
4.9用离散时间傅里叶级数近似傅里叶变换
4.10求离散时间傅里叶级数的有效算法
4.11用MATLAB探究概念
4.11.1抽取与插值
4.11.2离散时间傅里叶级数与离散时间傅里叶变换的关系
4.11.3离散时间傅里叶级数的计算应用
4.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第5章通信系统中的应用
5.1引言
5.2调制类型
5.3调制的好处
5.4全调幅
5.4.1百分比调制
5.4.2调幅波的产生
5.4.3可能的调幅波形
5.4.4全调幅是否满足线性特性
5.4.5调幅的频域描述
5.4.6频谱交叠
5.4.7调幅波的解调
5.5双边带抑制载波调制
5.5.1频域描述
5.5.2相干检波
5.5.3科思特斯接收机
5.6正交载波多路调制
5.7其他调幅方式
5.7.1单边带调制的频域描述
5.7.2单边带调制的时域描述
5.7.3残留边带调制
5.8脉冲调幅
5.8.1重述抽样
5.8.2脉冲调幅的数学描述
5.8.3脉冲调幅信号的解调
5.9多路复用
5.9.1频分复用
5.9.2时分复用
5.10相时延和群时延
5.10.1若干实际的考虑
5.11用MATLAB探究概念
5.11.1全调幅
5.11.2双边带抑制载波调制
5.11.3相延迟和群延迟
5.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第6章信号的连续时间复指数描述: 拉普拉斯变换
6.1引言
6.2拉普拉斯变换
6.2.1est的本征函数的特性
6.2.2拉普拉斯变换描述
6.2.3收敛
6.2.4s平面
6.2.5极点与零点
6.3单边拉普拉斯变换
6.4单边拉普拉斯变换的特性
6.5单边拉普拉斯逆变换
6.6求解具有初始条件的微分方程
6.7电路分析中的拉普拉斯变换法
6.8双边拉普拉斯变换的特性
6.9收敛域特性
6.10双边拉普拉斯逆变换
6.11传递函数
6.11.1传递函数和微分方程的系统描述
6.12因果性与稳定性
6.12.1逆系统
6.13通过极点和零点确定频率响应
6.13.1频率响应的图解
6.13.2伯德图
6.14用MATLAB探究概念
6.14.1极点与零点
6.14.2部分分式展开法
6.14.3相关系统的描述
6.15小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第7章信号的离散时间复指数描述:z变换
7.1引言
7.2z变换
7.2.1收敛性
7.2.2z平面
7.2.3极点和零点
7.3收敛域的特性
7.4z变换的特性
7.5z逆变换
7.5.1部分分式展开法
7.5.2幂级数展开法
7.6传递函数
7.6.1传递函数和差分方程的关系
7.7因果性和稳定性
7.7.1逆系统
7.8由极点和零点求频率响应
7.9实现离散时间线性时不变系统的计算结构
7.10单边z变换
7.10.1定义和特性
7.10.2利用初始条件解差分方程
7.11利用MATLAB探究概念
7.11.1极点和零点
7.11.2逆z变换
7.11.3线性时不变系统的转换分析
7.11.4实现离散时间线性时不变系统的计算结构
7.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第8章滤波器和均衡器中的应用
8.1引言
8.2无失真传输的条件
8.3理想低通滤波器
8.3.1矩形脉冲通过理想低通滤波器的传输
8.4滤波器的设计
8.5近似函数
8.5.1巴特沃思滤波器
8.5.2切比雪夫滤波器
8.6频率变换
8.6.1低通到高通的变换
8.6.2低通到带通的变换
8.7无源滤波器
8.8数字滤波器
8.9有限冲激响应数字滤波器
8.9.1语音信号的滤波
8.10无限冲激响应数字滤波器
8.11线性失真
8.12均衡
8.13利用MATLAB探究概念
8.13.1矩形脉冲通过理想低通滤波器的传输
8.13.2有限冲激响应数字滤波器
8.13.3语音信号处理
8.13.4无限冲激响应数字滤波器
8.13.5均衡
8.14小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题
第9章线性反馈系统中的应用
9.1引言
9.2反馈定义
9.3反馈的基本概念
9.3.1负反馈与正反馈
9.4灵敏度分析
9.5反馈对干扰或噪声的影响
9.6失真分析
9.7关于反馈的小结
9.7.1反馈的好处
9.7.2反馈的代价
9.8运算放大器
9.8.1有源滤波器
9.9控制系统
9.9.1开环控制
9.9.2闭环控制
9.10低阶系统的瞬态响应
9.10.1
作者介绍
文摘
序言
如果非要从读者的角度提一个关于“体验”上的感受,那就是这本书对不同数学工具的灵活切换能力令人叹服。很多教材在介绍完傅里叶分析后,就自然而然地转向了拉普拉斯,仿佛这两个工具是完全独立的体系。然而,这本书巧妙地展示了它们之间的联系与互补性,比如如何利用拉氏变换的最终值定理来验证频域分析的结果。这种跨域的融会贯通,培养了一种更宏观的、系统性的分析视野。它不再将傅里叶视为频域的唯一代表,而是将其视为一个更大家族中的一员。这种思维的拓宽,让我能够更灵活地选择最适合当前问题的那种数学语言去描述和解决问题,而不是被单一的分析方法所局限。它成功地将一个原本被视为技术细节的学科,提升到了科学方法论的高度。
评分这本书的排版和逻辑组织简直是教科书级别的典范。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的循序渐进的方式。它不是一下子把所有复杂的数学工具砸在你面前,而是先用一个简单的、易于理解的物理场景作为铺垫,比如简单的RC电路或弹簧-质量-阻尼系统,让你对即将学习的内容有一个直观的预期。然后,再逐步引入Z变换或Z域分析,将连续时间系统的概念自然地迁移到离散时间系统中。这种“情景导入—理论构建—实例验证”的教学模式,极大地降低了初学者的入门门槛。此外,书中大量的图表和示意图都经过精心设计,每一个图形都有其明确的指代意义,绝非为了凑页数。对于像我这样更倾向于视觉学习的人来说,这些图示比冗长的文字描述更加有效,它们像一座座桥梁,连接了抽象的数学符号与具体的物理现实。
评分这本书简直是打开了理解现代信息社会运行机制的一扇全新的大门。我一直对那些看不见摸不着,却又无处不在的“信号”背后的原理感到好奇,这本书就好像一位技艺精湛的向导,带领我穿梭于时域和频域的复杂迷宫。它不仅仅是枯燥的数学公式堆砌,而是将抽象的概念通过非常直观的工程实例串联起来。特别是对于傅里叶变换、拉普拉斯变换这些核心工具的阐述,作者并没有止步于教你如何计算,而是深入挖掘了它们在系统响应预测中的物理意义。读完关于卷积积分那一章后,我才真正明白,为什么一个系统对输入信号的反应,总是与其自身的“记忆”——即脉冲响应——紧密相关。这种从现象到本质的深度挖掘,让原本令人生畏的理论变得鲜活起来,也让我对所有与信号处理相关的技术,比如音频压缩、图像增强,都有了更深层次的敬畏和理解。对于任何想要从事通信、控制或数字信号处理领域的工程师来说,这本书提供的理论基础是无法替代的基石。
评分说实话,刚翻开这本书的时候,我对它能否真正解决我工作中遇到的那些棘手问题持怀疑态度。市面上同类型的教材很多,大多停留在理论的表面,很难落地。然而,这本书最让我惊喜的地方在于它对“系统稳定性”和“状态空间”描述的细致入微。特别是针对线性时不变(LTI)系统的分析部分,它清晰地展示了如何通过分析系统的极点位置来预判其暂态和稳态行为,这在设计实时控制系统时至关重要。我记得有一次我们的反馈回路出现了不稳定的振荡,传统的试错法耗费了大量时间。后来对照书中的内容,我们重新审视了系统的闭环传递函数,很快就定位到了根轨迹图上某个不理想的极点位置。这本书提供的分析框架,本质上是一种强大的“思维工具”,它把看似混乱的系统行为,梳理成了清晰的数学模型,让你能够提前预知风险,并采取最优的干预措施。这种从“治标”到“治本”的转变,是这本书赋予读者的最大价值。
评分我接触过不少涉及工程数学的著作,但这本书在“离散化”和“数字实现”方面的论述深度,是其他书籍难以匹及的。在当今这个由微处理器和DSP(数字信号处理器)主导的世界里,如何将连续的物理世界精确地转化为计算机可以处理的离散数据流,是核心挑战。这本书清晰地阐述了采样定理的严格要求,以及量化误差对系统性能的实际影响。它没有回避数字实现的局限性,反而将这些限制纳入理论分析之中,教会我们如何在实际的硬件约束下进行系统设计。读到关于窗口函数设计和频谱泄露的内容时,我深刻体会到理论与实践之间需要一座坚实的桥梁,而这本书就是搭建这座桥梁的蓝图。它教会我的不仅仅是“如何计算”,更是“在有限精度和有限带宽的世界里,我们应该如何优化设计”。
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