信号与系统(第2版)(高等院校电子信息应用型规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹才开，贾雅琼著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302346838

商品编码：29727063300

包装：平装

出版时间：2014-05-01

基本信息

书名：信号与系统(第2版)(高等院校电子信息应用型规划教材)

定价：48.00元

作者：曹才开,贾雅琼著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-05-01

ISBN：9787302346838

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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曹才开、贾雅琼编著的这本《信号与系统(第2版)》是2008年出版的《信号与系统》(清华大学出版社)的修订版。本书与版的结构和层次大体相同，但章节和内容有较大幅度更新，以适应当代信息技术发展和本科教学需要。
　　全书共分9章，内容包括信号与系统的基本概念、连续系统的时域分析、连续系统的频域分析、连续系统的复频域分析、连续系统的模拟与硬件实现、离散系统的时域分析、离散系统的z域分析与模拟、状态空间分析法和信号与系统分析的MATLAB仿真。书有27个MATLAB仿真例子，每个例子均有MATLAB源程序和输出结果(波形、数据等)。这些例子以信息技术和控制工程为背景，可以作为本课程的实验项目。
　　《信号与系统(第2版)》突出基本内容和概念，突出工程应用，“软”、“硬”结合，实现对信号处理和系统分析。每章均有内容提要、大量例题及小结和习题。书末提供了部分习题参考答案，便于教学与自学。
　　本书可作为本科、高职高专电子类、通信类、计算机类、自动控制类各专业《信号与系统》课程的教材，也可供广大工程技术人员参考。

目录

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章　信号与系统的基本概念
　1.1　引言
　1.2　信号的基本概念
　　1.2.1　信号的定义及分类
　　1.2.2　常用连续时间信号
　　1.2.3　冲激信号及其性质
　　1.2.4　信号的时域变换与运算
　1.3　系统的基本概念
　　1.3.1　系统的分类与描述
　　1.3.2　系统的基本结构
　　1.3.3　线性系统的性质
　1.4　信号与系统分析概要
　　1.4.1　信号分析
　　1.4.2　系统分析
　本章小结
　习题1
第2章　连续系统的时域分析
　2.1　引言
　2.2　系统的微分方程描述及其算子表示
　　2.2.1　系统的微分方程描述
　　2.2.2　系统微分方程的算子表示
　　2.2.3　系统的传输算子
　2.3　系统的零输入响应
　　2.3.1　一阶、二阶系统的零输入响应
　　2.3.2　高阶系统的零输入响应
　2.4　系统的零状态响应与完全响应
　2.5　系统的冲激响应与阶跃响应
　　2.5.1　系统的冲激响应
　　2.5.2　系统的阶跃响应
　　2.5.3　系统的动态性能
　2.6　卷积及其应用
　　2.6.1　卷积的概念及其性质
　　2.6.2　卷积的计算
　2.7　系统零状态响应的卷积积分计算法
　本章小结
　习题2
第3章　连续系统的频域分析
　3.1　引言
　3.2　正交函数的概念
　　3.2.1　函数的正交定义
　　3.2.2　函数的正交集
　3.3　周期信号的分解——傅里叶级数
　　3.3.1　周期信号的三角函数形式的傅里叶级数
　　3.3.2　周期信号的指数函数形式的傅里叶级数
　　3.3.3　傅里叶级数的性质
　3.4　周期信号的频谱
　　3.4.1　周期信号的频谱特点
　　3.4.2　周期信号的频带宽度
　3.5　非周期信号的分解——傅里叶变换
　　3.5.1　傅里叶变换
　　3.5.2　常用非周期信号的傅里叶变换
　3.6　傅里叶变换的性质与应用
　　3.6.1　线性特性
　　3.6.2　尺度变换与频谱展缩
　　3.6.3　信号的时移与频谱的相位移
　　3.6.4　调制与频谱搬移
　　3.6.5　卷积定理及其应用
　　3.6.6　时域微积分特性
　　3.6.7　频域微分特性
　3.7　信号的功率谱与能量谱
　　3.7.1　信号的功率谱
　　3.7.2　信号的能量谱
　3.8　采样信号与采样定理
　　3.8.1　采样信号
　　3.8.2　采样定理
　3.9　连续系统的频域分析应用举例
　　3.9.1　连续系统函数
　　3.9.2　无失真传输系统
　　3.9.3　滤波器
　　3.9.4　调制与解调
　本章小结
　习题3
第4章　连续系统的复频域分析
　4.1　引言
　4.2　拉普拉斯变换
　　4.2.1　拉普拉斯变换的定义
　　4.2.2　常用信号的拉普拉斯变换
　4.3　拉普拉斯变换的性质
　　4.3.1　延时特性
　　4.3.2　复频移特性
　　4.3.3　微分定理
　　4.3.4　积分定理
　　4.3.5　卷积定理
　　4.3.6　始值定理与终值定理
　4.4　拉氏反变换——部分分式展开法
　4.5　系统的复频域分析
　　4.5.1　系统函数H(s)
　　4.5.2　利用单边拉普拉斯变换分析系统
　　4.5.3　电路的复频域分析
　4.6　系统函数H(s)的零、极点分析
　　4.6.1　系统函数H(s)的零、极点
　　4.6.2　系统函数H(s)的零、极点分布与时域特性的关系
　　4.6.3　系统函数H(s)的零、极点分布与频域特性的关系
　4.7　连续系统稳定性分析
　　4.7.1　连续系统稳定性准则
　　4.7.2　连续系统稳定性判定方法
　　4.7.3　系统的稳态误差
　　4.7.4　应用举例
　本章小结
　习题4
第5章　 连续系统的模拟与硬件实现
　5.1　引言
　5.2　连续系统的图形表示法
　　5.2.1　三种基本器件
　　5.2.2　连续系统的方框图表示法
　　5.2.3　连续系统的信号流图表示法
　　5.2.4　梅森公式
　5.3　连续系统的模拟方法
　　5.3.1　连续系统模拟的基本方法
　　5.3.2　连续系统模拟结构的形式
*5.4　连续系统的有源RC电路实现
　　5.4.1　有源RC积分器
　　5.4.2　有源RC加法器
　　5.4.3　有源RC双二阶电路
　本章小结
　习题5
第6章　离散系统的时域分析
　6.1　引言
　6.2　离散时间信号
　　6.2.1　离散时间信号的描述
　　6.2.2　常用的离散时间信号
　　6.2.3　离散时间信号的基本运算
　6.3　离散时间系统及其差分方程描述
　　6.3.1　离散时间系统
　　6.3.2　离散时间系统的差分方程描述
　6.4　离散系统的时域经典分析
　　6.4.1　离散系统的零输入响应
　　6.4.2　用卷积和求离散系统的零状态响应
　　6.4.3　离散系统的单位脉冲响应
　　6.4.4　离散系统的全响应
　6.5　离散系统的算子分析
　　6.5.1　离散系统的算子传输函数H(E)
　　6.5.2　用算子法分析离散系统
　本章小结
　习题6
第7章　离散系统的z域分析与模拟
　7.1　引言
　7.2　z变换
　　7.2.1　z变换的定义
　　7.2.2　常用序列的z变换
　7.3　z变换的性质
　　7.3.1　z变换的线性性质
　　7.3.2　z变换的位移性质
　　7.3.3　z变换的尺度性质
　　7.3.4　卷和定理
　　7.3.5　z域微分性质
　　7.3.6　始值定理
　　7.3.7　终值定理
　7.4　z变换的计算
　　7.4.1　z正变换的计算
　　7.4.2　z反变换的计算
　7.5　离散系统的z域分析
　　7.5.1　离散系统的传输函数H(z)与单位冲激响应
　　7.5.2　用z变换求解差分方程
　7.6　离散系统的稳定性
　　7.6.1　z变换与拉普拉斯变换的关系
　　7.6.2　离散系统的稳定性判定
　7.7　离散系统的频率特性
　　7.7.1　离散信号的傅里叶变换
　　7.7.2　离散系统的频谱特性
　7.8　离散系统的z域模拟
　　7.8.1　三种基本器件
　　7.8.2　离散系统的图形表示法
　　7.8.3　由连续系统函数H（s）设计离散系统函数H（z）的基本方法
　7.9　数字信号处理基础
　　7.9.1　数字信号处理的概念
　　7.9.2　数字信号处理的硬件系统
　　7.9.3　数字信号处理器概述
　本章小结
　习题7
第8章　状态空间分析法
　8.1　引言
　8.2　系统的状态空间描述
　　8.2.1　状态空间描述的基本概念
　　8.2.2　动态系统的状态空间表达式
　8.3　连续系统状态方程和输出方程的建立
　　8.3.1　由微分方程建立状态空间表达式
　　8.3.2　由传递函数建立状态空间表达式
　　8.3.3　由信号流程图建立状态空间表达式
　　8.3.4　由电路原理建立状态空间表达式
　　8.3.5　由状态空间表达式求传递函数矩阵G(s)
　8.4　离散系统的状态空间描述
　　8.4.1　由差分方程建立状态空间表达式
　　8.4.2　由信号流图建立状态空间表达式
　8.5　连续系统状态空间方程的时域求解
　　8.5.1　连续系统状态方程的时域解
　　8.5.2　连续系统输出方程的时域解
　8.6　离散系统状态空间方程的z域解
　　8.6.1　离散系统状态方程的z域解
　　8.6.2　离散系统输出方程的z域解
　8.7　线性系统的能控性和能观性
　　8.7.1　概述
　　8.7.2　线性连续系统的能控性
　　8.7.3　线性定常离散系统的能控性
　　8.7.4　线性连续系统的能观测性
　　8.7.5　线性定常离散系统的能观测性
　　8.7.6　对偶原理
　本章小结
　习题8
*第9章　信号与系统分析的MATLAB仿真
　9.1　基本信号及信号运算的MATLAB仿真
　9.2　连续系统时域分析的MATLAB仿真
　9.3　连续系统频域分析的MATLAB仿真
　9.4　连续系统复频域分析的MATLAB仿真
　9.5　离散系统时域分析的MATLAB仿真
　9.6　离散系统z域分析的MATLAB仿真
　9.7　状态空间分析的MATLAB仿真
部分习题参考答案
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（第2版） 一本面向未来的电子信息科学人才培养的权威教材 在日新月异的电子信息技术领域，对信号的理解与系统的分析能力是构建复杂技术体系的基石。从基础的通信系统到尖端的人工智能，从精密的仪器仪表到庞大的网络架构，无不建立在对信号及其背后系统规律的深刻洞察之上。《信号与系统（第2版）》正是这样一本精心编撰的著作，旨在为广大电子信息类专业的学生提供一套严谨、系统且具有前瞻性的理论框架和实践指导。本书不仅涵盖了信号与系统领域的核心概念和基本方法，更注重培养读者运用这些知识解决实际问题的能力，助力他们在未来的职业生涯中乘风破浪。 内容概述： 本书遵循循序渐进的教学原则，从最基础的信号概念出发，逐步深入到复杂的系统分析。全书共分为十一章，每一章都承接上一章的知识，形成一个逻辑严密的知识体系。 第一章 信号与系统入门： 本章作为全书的开篇，首先为读者勾勒出信号与系统研究的宏观图景。我们明确了信号的定义及其分类（如连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号等），并介绍了信号的基本运算，例如加法、乘法、翻转、时移、伸缩等。同时，系统也被引入，强调了系统的输入输出关系，并初步介绍了系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性、稳定性等。通过对这些基本概念的理解，读者能够建立起对信号与系统这一学科的基本认知框架。 第二章 连续时间信号与系统： 本章开始深入探讨连续时间信号的数学表示和分析方法。我们详细介绍了常用的连续时间信号，如单位阶跃信号、指数信号、正弦信号、冲激信号等，并探讨了它们的性质和应用。接着，本章重点阐述了卷积积分的概念，这是分析线性时不变（LTI）连续时间系统的核心工具。读者将学习如何通过卷积积分来求解LTI系统的零输入响应和零状态响应，从而全面掌握系统的瞬态和稳态行为。此外，本章还引入了傅里叶级数和傅里叶变换的概念，为后续的频域分析奠定了基础，使读者能够从频率的角度理解信号的特性和系统的频率响应。 第三章 傅里叶级数与傅里叶变换： 傅里叶分析是信号与系统理论的灵魂，本章将对这一强大工具进行深入讲解。我们首先介绍傅里叶级数，用于表示周期信号的频谱特性，包括指数形式和三角形式。随后，本章将傅里叶级数推广到傅里叶变换，使其能够应用于非周期信号的频谱分析。读者将学习如何计算各种信号的傅里叶变换，理解傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、微分、积分、卷积等。此外，本章还深入探讨了帕斯瓦尔定理，揭示了信号能量在时域和频域的等价性。通过本章的学习，读者将能够熟练地进行信号的时域和频域分析，为理解更复杂的系统打下坚实基础。 第四章 傅里叶变换的应用： 本章将傅里叶变换的理论知识转化为实际应用，让读者体会到其强大的威力。我们将重点介绍傅里叶变换在周期信号频谱分析、信号的滤波与均衡、信号的调制与解调等方面的应用。例如，读者将学习如何利用傅里叶变换来分析和设计各种滤波器（低通、高通、带通、带阻），理解不同滤波器的作用机理及其对信号的影响。此外，本章还将介绍采样定理，这是连接连续时间信号和离散时间信号的关键桥梁，为后续离散时间信号与系统的分析提供了理论依据。 第五章 拉普拉斯变换： 拉普拉斯变换作为傅里叶变换的推广，在分析和处理非周期信号，尤其是具有指数增长趋势的信号方面具有独特优势。本章将详细介绍拉普拉斯变换的定义、收敛域以及基本性质，包括线性、时移、积分、微分、初值定理、终值定理等。读者将学习如何求解复杂信号的拉普拉斯变换，并重点掌握利用拉普拉斯变换求解LTI连续时间系统的微分方程，分析系统的零输入响应和零状态响应。拉普拉斯变换为系统的稳定性分析、瞬态响应分析提供了更为便捷的工具，尤其在电路分析和控制系统设计中扮演着至关重要的角色。 第六章 离散时间信号与系统： 本章将研究重心转移到离散时间信号与系统。我们首先介绍离散时间信号的表示方法，如单位抽样序列、单位阶跃序列、指数序列等，并探讨其基本运算。接着，本章详细阐述了卷积和的概念，这是分析离散时间LTI系统的核心工具。读者将学习如何通过卷积和来求解离散时间LTI系统的零输入响应和零状态响应，全面掌握系统的瞬态和稳态行为。 第七章 Z变换： Z变换是离散时间信号与系统分析的重要工具，类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。本章将深入介绍Z变换的定义、收敛域以及基本性质，如线性、时移、乘法、微分、初值定理、终值定理等。读者将学习如何求解离散时间信号的Z变换，并重点掌握利用Z变换求解LTI离散时间系统的差分方程，分析系统的零输入响应和零状态响应。Z变换为离散时间系统的稳定性分析、瞬态响应分析提供了有效的手段，尤其在数字信号处理和数字控制系统中应用广泛。 第八章 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是离散时间信号在频域表示的一种重要方式，它将无限的连续时间信号转化为有限长度的离散序列，便于计算机处理。本章将介绍DFT的定义、性质以及其与傅里叶变换的关系。我们将重点讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，作为DFT的一种高效计算方法，FFT极大地提高了离散傅里叶分析的效率，使其在实际应用中得以普及。读者将学习FFT算法的基本原理和实现方法，并了解其在信号频谱分析、滤波、调制解调等方面的广泛应用。 第九章 采样理论与脉冲采样系统： 采样是将连续时间信号转换为离散时间信号的关键步骤。本章将深入探讨采样理论，特别是奈奎斯特采样定理，阐明了采样率与信号最高频率之间的关系。我们还将介绍不同类型的采样，如理想采样、脉冲采样、平均采样和保持采样，并分析它们对信号频谱的影响。本章将重点讨论脉冲采样系统，包括其数学模型和在信号传输与处理中的作用，为理解数字信号处理系统的基础提供了关键环节。 第十章 状态空间分析： 状态空间方法是一种更通用的系统分析方法，它能够处理比LTI系统更广泛的系统，包括多输入多输出（MIMO）系统和非线性系统。本章将介绍连续时间和离散时间系统的状态空间表示，包括状态方程和输出方程。读者将学习如何进行状态向量的变换，以及如何通过状态空间表示来分析系统的可控性、可观测性、稳定性等。状态空间分析方法在现代控制理论和系统工程中占据着核心地位。 第十一章 系统辨识与模型降阶： 在实际工程中，我们常常需要根据观测到的输入输出数据来建立系统的数学模型，这就是系统辨识。本章将介绍系统辨识的基本概念和常用方法，包括参数辨识和模型结构辨识。此外，本章还将探讨模型降阶技术，旨在将高阶复杂系统简化为低阶模型，从而降低计算复杂度，提高分析和设计的效率。这些内容为读者提供了将理论应用于实际复杂系统设计与分析的实用技能。 本书特色： 内容严谨，体系完整： 本书在内容组织上力求逻辑严密，循序渐进，从基础概念到高级理论，层层递进，形成一个完整的知识体系。 强调理论与实践结合： 在介绍理论知识的同时，本书穿插了大量的例题和习题，这些题目既有理论深度，又贴近实际工程应用，帮助读者巩固所学知识，培养解决实际问题的能力。 面向应用，突出能力培养： 本书紧密结合电子信息类专业应用型人才的培养目标，注重培养读者的工程意识、分析能力、设计能力和创新能力。 语言清晰，通俗易懂： 本书在保证理论严谨性的前提下，力求语言清晰、通俗易懂，避免晦涩难懂的表述，便于不同基础的学生理解和掌握。 符合高等院校电子信息应用型规划教材定位： 本书严格按照国家和行业对电子信息类应用型人才的培养要求进行编写，内容前沿且实用，能够有效提升学生的专业素养和就业竞争力。 适用对象： 本书适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业本科生和研究生的教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。 结语： 《信号与系统（第2版）》不仅是一本教科书，更是一扇通往更广阔电子信息科学世界的大门。通过对本书的学习，您将掌握分析和设计复杂系统的有力工具，为您的科研和职业生涯打下坚实的基础。希望本书能成为您在求学道路上的良师益友，陪伴您探索信号与系统的奥秘，助力您在电子信息技术的浪潮中扬帆远航！

评分☆☆☆☆☆

从教学方法的角度来看，这本书非常注重“直观性”的培养，这在信号处理领域尤为可贵，因为很多核心概念本身就是抽象的代数表达。作者在讲解诸如频谱分析、系统的频率响应这些核心内容时，没有一味地堆砌公式，而是穿插了大量的图形化解释。比如，他们对巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的频率特性对比，是通过并列的图形直观地展示了它们在通带和阻带的性能差异，这种对比远胜于纯粹的数学不等式描述。这种强调图形化思维的教学方法，极大地降低了初次接触这些概念时的心理门槛。我感觉自己仿佛不是在学习一门冷冰冰的数学理论，而是在探索一种全新的“视觉语言”。当然，对于那些对直觉理解不太敏感，更偏向于形式化推导的读者来说，他们可能需要额外花时间去“翻译”这些直觉性的描述，将其转化为严格的数学证明过程，但总体上，这种平衡感做得相当到位。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体逻辑架构感到非常赞赏，它采取了一种由浅入深、循序渐进的讲解方式，这一点对于理工科的学习者来说至关重要。作者似乎非常懂得如何将看似庞杂的理论知识点，通过巧妙的串联，构建出一个完整的知识体系。比如，它在引入连续时间系统和离散时间系统时，很自然地通过采样理论做了衔接，而不是简单地将两者割裂开来。这种前后呼应的设计，让我在学习离散系统时，能够立刻回想起连续系统中的相关概念，从而加速了新知识的吸收。尤其欣赏的是，每一章的开头都会有一个“本章目标”和“知识回顾”，这就像一个清晰的路线图，让你在进入复杂内容之前，心中就有了一个大致的预判。当然，这种高强度的逻辑密度，也意味着读者不能指望囫囵吞枣。如果只是走马观花地看一遍，很可能在某个环节就跟不上了，它要求学习者必须保持高度的专注力，并及时地通过配套的习题来检验自己是否真正掌握了当前的知识节点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当精美，拿在手里很有分量，封面那种深邃的蓝色调配上银色的字体，立刻就给人一种专业而严谨的感觉。内页的纸张质量也挑不出什么毛病，触感光滑，即便是长时间阅读也不会让眼睛感到特别疲劳。不过，我个人在翻阅过程中发现，虽然图文排版整体来说是清晰的，但某些涉及复杂数学公式推导的部分，如果能再增加一些留白或者用更醒目的颜色区分关键步骤，视觉上的引导性会更强一些。我理解教材为了内容紧凑会尽可能多地塞入信息，但对于初学者而言，这种“满”有时候会带来一定的压迫感。尤其是那些傅里叶变换、拉普拉斯变换的章节，本来概念就抽象，如果能有更多辅助性的视觉化工具，比如更精细的曲线示意图，或者在关键推导后紧跟着一个简短的、用日常语言做出的总结性注释，相信对于巩固理解会非常有帮助。整体而言，这本书的物理呈现是高水准的，让人愿意捧起它去学习，但从极致的用户体验角度出发，在细节的排版优化上仍有提升空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考价值远超一般教材的范畴，它更像是一本深入的参考手册。我发现自己不仅仅是在备考或完成课程作业时使用它，很多时候，当我需要回顾某个具体概念的精确定义、或者需要查找某个经典系统的传递函数表达式时，我都会习惯性地翻开它。它的索引系统做得非常细致，能够帮助我在浩如烟海的知识点中迅速定位。更让我惊喜的是，书的后记部分对该领域近期的发展方向，以及与其他相关学科（比如控制理论、通信原理）的交叉点进行了简要的介绍，这为有志于继续深造或者从事工程研发的读者，提供了非常宝贵的“下一步阅读”的指引。这表明编著者不仅仅是知识的搬运工，更是对学科发展有着深刻洞察的教育者。这本书的深度和广度，决定了它在我的专业书架上拥有一个相当长久的生命周期，它的价值会随着我专业经验的增长而不断凸显。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设置简直是精妙绝伦，它们的设计不仅仅是为了检验你是否记住了公式，更是为了考察你对概念的深层理解和应用能力。我注意到，习题的难度梯度分布非常科学合理：基础题用以巩固基本运算和定义，中等难度题则开始要求进行多步骤的分析和综合运用，而最后的“思考与探究”部分，往往会涉及到一些需要跳出教材框架进行独立分析的开放性问题。这对我这种追求扎实基础的人来说，简直是如获至宝。例如，在关于卷积积分的习题中，它不再仅仅是让你代入函数求解，而是设置了一个实际的物理场景，要求你先自己推导出系统的冲击响应，再计算输出，这极大地锻炼了将数学模型与实际物理现象挂钩的能力。唯一的遗憾是，这本书的官方答案或详细解析部分，如果能够提供更详尽的解题思路和计算过程，而不是仅仅给出最终结果，那就更完美了。毕竟，错误是我们学习过程中最好的老师，而清晰的错误解析，正是高效学习的关键所在。