书名:信号与系统教程及实验(高等学校教材 电子信息)
定价:33.00元
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作者:杜沿丰
出版社:清华大学出版社
出版日期:2013-01-01
ISBN:9787302282327
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:大32开
商品重量:0.522kg
本书共分8章,主要内容包括:信号与系统分析的基本概念与方法,连续时间系统与离散时间系统的时域分析,连续信号的傅里叶变换与系统频域分析,连续信号的拉普拉斯变换与系统的S域分析,离散时间信号与系统的Z域分析,离散时间信号与系统的傅里叶变换分析。在上述内容的基础上,分析了系统的特征并介绍了求取系统函数的有利工具——信号流图。后介绍了系统的状态空间分析方法。每章配有例题与MATLAB仿真程序,便于加深对信号与系统的理解。
本书是21世纪高等学校电子信息类规划教材,可作为高等学校工科(理科)的自动化,电子信息与通信工程,电气类学生使用教材,也可供科研与工程技术人员自学参考。
章信号与系统概述
1.1绪言
1.2信号
1.3信号的基本运算
1.4阶跃函数和冲激函数
1.5系统的描述
1.6系统的性质
1.7LTI系统分析方法概述
习题
第2章系统的时域分析
2.1LTI连续系统的响应
2.1.1微分方程的经典解
2.1.2零输入响应和零状态响应
2.1.3冲激响应和阶跃响应
2.1.4卷积积分
2.2离散系统的时域分析
2.2.1LTI离散系统的响应
2.2.2差分方程的经典解
2.2.3零输入响应和零状态响应
2.2.4单位序列和单位序列响应
2.2.5卷积和
习题
第3章连续信号的傅里叶变换与频域分析
3.1非周期信号的傅里叶变换
3.2傅里叶变换的性质
3.3周期信号的傅里叶变换
3.3.1正弦、余弦信号的傅里叶变换
3.3.2一般周期信号的傅里叶变换
3.4抽样信号的傅里叶变换与抽样定理
3.4.1抽样信号的傅里叶变换
3.4.2抽样定理
3.5傅里叶变换的应用
3.5.1频域法求系统的响应
3.5.2无失真传输
3.5.3理想低通滤波器
3.5.4调制与解调
3.6希尔伯特变换与应用
3.6.1希尔伯特变换
3.6.2希尔伯特变换的应用实例
3.7连续信号傅里叶变换的MATLAB应用实例
习题
第4章拉普拉斯变换和连续时间系统的S域分析
4.1拉普拉斯变换
4.2拉普拉斯变换的性质
4.3拉普拉斯逆变换
4.4拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系
4.5用拉普拉斯变换求解线性系统的响应
4.5.1微分方程的S域求解
4.5.2S域元件模型
4.6系统函数
4.6.1系统函数
4.6.2系统的联结
4.7系统函数的零极点分布对系统时域特性的影响
4.7.1H(s)零、极点分布与h(t)波形特征的对应
4.7.2H(s)、F(s)极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应
4.7.3H(s)、F(s)极点分布与暂态响应、稳态响应特征的对应
4.8系统函数零极点与系统频率响应特性的关系
4.9系统函数零极点分布与系统稳定性的关系
4.10MATLAB仿真实现连续系统的S域分析
习题
第5章离散时间信号与系统的Z域分析
5.1Z变换及其应用
5.1.1Z变换
5.1.2Z变换的收敛域
5.1.3典型序列的Z变换
5.1.4逆Z变换
5.1.5Z变换的性质
5.2离散时间系统的Z域分析
5.2.1由差分方程描述的系统
5.2.2全通滤波器和小相位系统
5.3离散时间系统函数与系统特性
5.3.1系统函数与零极点
5.3.2系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系
5.3.3系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系
5.3.4系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系
5.4Z变换与拉普拉斯变换的关系
5.5利用MATLAB对离散系统进行Z域分析
习题
第6章离散傅里叶变换与频域分析
6.1离散傅里叶级数
6.1.1离散傅里叶级数的定义
6.1.2离散傅里叶级数的性质
6.2离散傅里叶变换
6.2.1四种信号及其傅里叶变换
6.2.2离散信号傅里叶变换的定义
6.2.3离散傅里叶级数与离散傅里叶变换的关系
6.3离散傅里叶变换的性质
6.4线性卷积的计算
6.5频率采样定理
6.5.1Z变换与DFT的关系
6.5.2不失真条件
6.5.3F(z)的内插表达式
6.6离散傅里叶变换的应用
6.7MATLAB仿真
习题
第7章系统函数
7.1系统函数与系统特性
7.1.1系统函数的零、极点分布
7.1.2系统函数与时域响应
7.1.3系统函数与频域响应
7.2系统稳定性的判定
7.2.1因果系统
7.2.2稳定系统
7.3系统的信号流图与梅森公式
7.3.1信号流图及其组成
7.3.2信号流图的简化
7.3.3梅森增益公式
7.4MATLAB应用实例
习题
第8章系统分析的状态变量法
8.1系统的状态空间描述
8.1.1状态空间基本概念
8.1.2根据系统物理模型建立状态方程
8.1.3由系统的输入输出方程建立状态方程
8.1.4将系统函数分解建立状态方程
8.2系统函数(传递函数)
8.2.1系统函数(传递函数)矩阵
8.2.2系统函数描述和状态空间描述的比较
8.3状态方程的求解
8.3.1齐次状态方程的时域解
8.3.2齐次状态方程的变换域解
8.3.3非齐次状态方程的解
8.3.4线性离散系统状态方程的解
8.4能控性与能观性
8.4.1系统的能控性
8.4.2系统的能观性
8.5应用例题
8.5.1状态方程建立
8.5.2状态方程求解
8.5.3系统能控能观性
8.6MATLAB应用于线性系统
8.6.1利用MATLAB求解状态空间表达式
8.6.2用MATLAB判断线性系统的能控性和能观性
8.6.3状态方程求解
习题
附录习题答案
参考文献
我当时是为了一门高难度的数字信号处理预备课程而购买的这本教程,坦白讲,一开始我对它抱持着“走过场”的态度,认为它可能只是一本过时的老教材的翻印版。然而,实际阅读后才发现,它对“离散时间系统”的阐述深度,远超我预期。书中对于卷积和差分方程的推导过程极其详尽,每一步的数学依据都交代得清清楚楚,完全没有含糊其辞的地方。特别是对快速傅里叶变换(FFT)算法的剖析,作者没有满足于仅仅展示公式,而是深入探讨了其背后的蝶形运算结构和计算复杂度的优化,这对于理解现代信号处理的效率至关重要。我当时将书中的理论结合我们课程使用的DSP实验板进行验证,发现书中的理论预测与实际采集到的波形几乎完美吻合,这种“理论与实践的完美交汇点”的体验,是阅读其他任何理论性教材时都难以获得的满足感。
评分说实话,我当初选择这本书是抱着试试看的心态,毕竟市面上的信号与系统教材汗牛充栋,但这本书的排版和插图设计简直是工业级的典范。那种清爽、不拥挤的页面布局,配合恰到好处的彩色图例,极大地减轻了阅读疲劳。更重要的是,作者在讲解复杂概念时,总能找到一个非常直观的比喻,比如用“水流”来类比信号的通过性,用“声音的共振”来解释系统的频率响应,这些巧妙的比喻让原本坚硬的知识点瞬间变得柔软起来,易于吸收。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“拓展思考”环节,那些问题往往不是简单的计算题,而是引导我们去探讨不同系统在特定噪声环境下可能出现的实际问题,这迫使我们必须跳出书本的既定框架去构思解决方案。这种教学设计,远比那种填鸭式的知识灌输要高明得多,它在培养我们的批判性思维和工程直觉方面功不可没。
评分我是一个偏好“直觉式学习”的读者,对纯粹的公式推导常常感到头晕。因此,我非常欣赏这本书在处理卷积积分这一核心难点时所采用的“滑动与相乘再求和”的图形化解释。作者使用了大量的动态示意图(虽然在纸质书中是静态的,但其意图非常明显),清晰地展示了信号的翻转、延迟和平移过程,这种可视化教学极大地降低了理解门槛。在实验环节,关于系统响应的参数辨识部分,书里给出的案例是基于一个经典的二阶弹簧阻尼系统,通过输入一个阶跃信号,观察其超调量和调节时间来反推系统的阻尼比和自然频率。这个实验设计得非常巧妙,它不再是孤立的数学计算,而是模拟了一个真实的物理过程,让我深刻体会到信号处理技术在机械控制领域中的实际价值。这本书的价值,就在于它能将最抽象的数学工具,转化为最具体的工程语言。
评分这本《信号与系统教程及实验》给我留下了极其深刻的印象,尤其是它在理论深度和工程实践之间的平衡把握得非常到位。初读时,那些关于傅里叶变换、拉普拉斯变换的抽象概念,着实让我感到有些吃力,但这本书的叙述方式,那种层层递进的逻辑链条,最终还是将我引入了那个严谨而美妙的数学世界。尤其欣赏的是,它并没有将理论束之高阁,而是紧密地与实际应用——比如滤波器设计、调制解调原理——联系起来。实验部分的指导性极强,即便是初次接触MATLAB或Simulink的读者,也能通过清晰的步骤图和详细的注释,成功地搭建出属于自己的仿真模型。我记得有一次为了理解Z变换的收敛域,我反复对照书中的实例进行推导和绘图,最终那种“豁然开朗”的感觉,是任何视频课程都无法替代的。它不仅仅是在“教”你公式,更是在“教”你如何用这些工具去思考和解决电子信息领域的核心问题。对于有志于深耕通信、自动控制方向的同学来说,这本书绝对是案头必备的参考书。
评分这本书给我的最大震撼在于其对“系统特性”的系统性总结。在很多教材中,系统的时域和频域分析常常是割裂开的,读者很难建立起清晰的“桥梁”概念。但在这本教程中,作者非常巧妙地运用了矩阵表示法和状态空间的概念,将系统的稳定性和因果性等核心属性,用一种统一的数学框架来描述,使得分析过程具有高度的普适性。举例来说,在讲解滤波器设计时,它不仅介绍了巴特沃斯和切比雪夫滤波器,还详细对比了它们在通带纹波和过渡带陡峭度上的优劣权衡,这种辩证的分析方法教会了我如何在实际工程中进行“权衡取舍”。我甚至将书中的某些关键图表打印出来,贴在我的工作台旁,每当遇到复杂的系统建模难题,回过头来参考书中的总结图表,总能迅速找到分析的切入点。这本书真正做到了“授人以渔”。
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