書名:信號與係統教程及實驗(高等學校教材 電子信息)
定價:33.00元
售價:22.4元,便宜10.6元,摺扣67
作者:杜沿豐
齣版社:清華大學齣版社
齣版日期:2013-01-01
ISBN:9787302282327
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:大32開
商品重量:0.522kg
本書共分8章,主要內容包括:信號與係統分析的基本概念與方法,連續時間係統與離散時間係統的時域分析,連續信號的傅裏葉變換與係統頻域分析,連續信號的拉普拉斯變換與係統的S域分析,離散時間信號與係統的Z域分析,離散時間信號與係統的傅裏葉變換分析。在上述內容的基礎上,分析瞭係統的特徵並介紹瞭求取係統函數的有利工具——信號流圖。後介紹瞭係統的狀態空間分析方法。每章配有例題與MATLAB仿真程序,便於加深對信號與係統的理解。
本書是21世紀高等學校電子信息類規劃教材,可作為高等學校工科(理科)的自動化,電子信息與通信工程,電氣類學生使用教材,也可供科研與工程技術人員自學參考。
章信號與係統概述
1.1緒言
1.2信號
1.3信號的基本運算
1.4階躍函數和衝激函數
1.5係統的描述
1.6係統的性質
1.7LTI係統分析方法概述
習題
第2章係統的時域分析
2.1LTI連續係統的響應
2.1.1微分方程的經典解
2.1.2零輸入響應和零狀態響應
2.1.3衝激響應和階躍響應
2.1.4捲積積分
2.2離散係統的時域分析
2.2.1LTI離散係統的響應
2.2.2差分方程的經典解
2.2.3零輸入響應和零狀態響應
2.2.4單位序列和單位序列響應
2.2.5捲積和
習題
第3章連續信號的傅裏葉變換與頻域分析
3.1非周期信號的傅裏葉變換
3.2傅裏葉變換的性質
3.3周期信號的傅裏葉變換
3.3.1正弦、餘弦信號的傅裏葉變換
3.3.2一般周期信號的傅裏葉變換
3.4抽樣信號的傅裏葉變換與抽樣定理
3.4.1抽樣信號的傅裏葉變換
3.4.2抽樣定理
3.5傅裏葉變換的應用
3.5.1頻域法求係統的響應
3.5.2無失真傳輸
3.5.3理想低通濾波器
3.5.4調製與解調
3.6希爾伯特變換與應用
3.6.1希爾伯特變換
3.6.2希爾伯特變換的應用實例
3.7連續信號傅裏葉變換的MATLAB應用實例
習題
第4章拉普拉斯變換和連續時間係統的S域分析
4.1拉普拉斯變換
4.2拉普拉斯變換的性質
4.3拉普拉斯逆變換
4.4拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
4.5用拉普拉斯變換求解綫性係統的響應
4.5.1微分方程的S域求解
4.5.2S域元件模型
4.6係統函數
4.6.1係統函數
4.6.2係統的聯結
4.7係統函數的零極點分布對係統時域特性的影響
4.7.1H(s)零、極點分布與h(t)波形特徵的對應
4.7.2H(s)、F(s)極點分布與自由響應、強迫響應特徵的對應
4.7.3H(s)、F(s)極點分布與暫態響應、穩態響應特徵的對應
4.8係統函數零極點與係統頻率響應特性的關係
4.9係統函數零極點分布與係統穩定性的關係
4.10MATLAB仿真實現連續係統的S域分析
習題
第5章離散時間信號與係統的Z域分析
5.1Z變換及其應用
5.1.1Z變換
5.1.2Z變換的收斂域
5.1.3典型序列的Z變換
5.1.4逆Z變換
5.1.5Z變換的性質
5.2離散時間係統的Z域分析
5.2.1由差分方程描述的係統
5.2.2全通濾波器和小相位係統
5.3離散時間係統函數與係統特性
5.3.1係統函數與零極點
5.3.2係統函數的零極點分布與係統時域特性的關係
5.3.3係統函數的零極點分布與係統頻率響應的關係
5.3.4係統函數的零極點分布與係統穩定性的關係
5.4Z變換與拉普拉斯變換的關係
5.5利用MATLAB對離散係統進行Z域分析
習題
第6章離散傅裏葉變換與頻域分析
6.1離散傅裏葉級數
6.1.1離散傅裏葉級數的定義
6.1.2離散傅裏葉級數的性質
6.2離散傅裏葉變換
6.2.1四種信號及其傅裏葉變換
6.2.2離散信號傅裏葉變換的定義
6.2.3離散傅裏葉級數與離散傅裏葉變換的關係
6.3離散傅裏葉變換的性質
6.4綫性捲積的計算
6.5頻率采樣定理
6.5.1Z變換與DFT的關係
6.5.2不失真條件
6.5.3F(z)的內插錶達式
6.6離散傅裏葉變換的應用
6.7MATLAB仿真
習題
第7章係統函數
7.1係統函數與係統特性
7.1.1係統函數的零、極點分布
7.1.2係統函數與時域響應
7.1.3係統函數與頻域響應
7.2係統穩定性的判定
7.2.1因果係統
7.2.2穩定係統
7.3係統的信號流圖與梅森公式
7.3.1信號流圖及其組成
7.3.2信號流圖的簡化
7.3.3梅森增益公式
7.4MATLAB應用實例
習題
第8章係統分析的狀態變量法
8.1係統的狀態空間描述
8.1.1狀態空間基本概念
8.1.2根據係統物理模型建立狀態方程
8.1.3由係統的輸入輸齣方程建立狀態方程
8.1.4將係統函數分解建立狀態方程
8.2係統函數(傳遞函數)
8.2.1係統函數(傳遞函數)矩陣
8.2.2係統函數描述和狀態空間描述的比較
8.3狀態方程的求解
8.3.1齊次狀態方程的時域解
8.3.2齊次狀態方程的變換域解
8.3.3非齊次狀態方程的解
8.3.4綫性離散係統狀態方程的解
8.4能控性與能觀性
8.4.1係統的能控性
8.4.2係統的能觀性
8.5應用例題
8.5.1狀態方程建立
8.5.2狀態方程求解
8.5.3係統能控能觀性
8.6MATLAB應用於綫性係統
8.6.1利用MATLAB求解狀態空間錶達式
8.6.2用MATLAB判斷綫性係統的能控性和能觀性
8.6.3狀態方程求解
習題
附錄習題答案
參考文獻
這本書給我的最大震撼在於其對“係統特性”的係統性總結。在很多教材中,係統的時域和頻域分析常常是割裂開的,讀者很難建立起清晰的“橋梁”概念。但在這本教程中,作者非常巧妙地運用瞭矩陣錶示法和狀態空間的概念,將係統的穩定性和因果性等核心屬性,用一種統一的數學框架來描述,使得分析過程具有高度的普適性。舉例來說,在講解濾波器設計時,它不僅介紹瞭巴特沃斯和切比雪夫濾波器,還詳細對比瞭它們在通帶紋波和過渡帶陡峭度上的優劣權衡,這種辯證的分析方法教會瞭我如何在實際工程中進行“權衡取捨”。我甚至將書中的某些關鍵圖錶打印齣來,貼在我的工作颱旁,每當遇到復雜的係統建模難題,迴過頭來參考書中的總結圖錶,總能迅速找到分析的切入點。這本書真正做到瞭“授人以漁”。
評分說實話,我當初選擇這本書是抱著試試看的心態,畢竟市麵上的信號與係統教材汗牛充棟,但這本書的排版和插圖設計簡直是工業級的典範。那種清爽、不擁擠的頁麵布局,配閤恰到好處的彩色圖例,極大地減輕瞭閱讀疲勞。更重要的是,作者在講解復雜概念時,總能找到一個非常直觀的比喻,比如用“水流”來類比信號的通過性,用“聲音的共振”來解釋係統的頻率響應,這些巧妙的比喻讓原本堅硬的知識點瞬間變得柔軟起來,易於吸收。我特彆喜歡它在每一章末尾設置的“拓展思考”環節,那些問題往往不是簡單的計算題,而是引導我們去探討不同係統在特定噪聲環境下可能齣現的實際問題,這迫使我們必須跳齣書本的既定框架去構思解決方案。這種教學設計,遠比那種填鴨式的知識灌輸要高明得多,它在培養我們的批判性思維和工程直覺方麵功不可沒。
評分我是一個偏好“直覺式學習”的讀者,對純粹的公式推導常常感到頭暈。因此,我非常欣賞這本書在處理捲積積分這一核心難點時所采用的“滑動與相乘再求和”的圖形化解釋。作者使用瞭大量的動態示意圖(雖然在紙質書中是靜態的,但其意圖非常明顯),清晰地展示瞭信號的翻轉、延遲和平移過程,這種可視化教學極大地降低瞭理解門檻。在實驗環節,關於係統響應的參數辨識部分,書裏給齣的案例是基於一個經典的二階彈簧阻尼係統,通過輸入一個階躍信號,觀察其超調量和調節時間來反推係統的阻尼比和自然頻率。這個實驗設計得非常巧妙,它不再是孤立的數學計算,而是模擬瞭一個真實的物理過程,讓我深刻體會到信號處理技術在機械控製領域中的實際價值。這本書的價值,就在於它能將最抽象的數學工具,轉化為最具體的工程語言。
評分這本《信號與係統教程及實驗》給我留下瞭極其深刻的印象,尤其是它在理論深度和工程實踐之間的平衡把握得非常到位。初讀時,那些關於傅裏葉變換、拉普拉斯變換的抽象概念,著實讓我感到有些吃力,但這本書的敘述方式,那種層層遞進的邏輯鏈條,最終還是將我引入瞭那個嚴謹而美妙的數學世界。尤其欣賞的是,它並沒有將理論束之高閣,而是緊密地與實際應用——比如濾波器設計、調製解調原理——聯係起來。實驗部分的指導性極強,即便是初次接觸MATLAB或Simulink的讀者,也能通過清晰的步驟圖和詳細的注釋,成功地搭建齣屬於自己的仿真模型。我記得有一次為瞭理解Z變換的收斂域,我反復對照書中的實例進行推導和繪圖,最終那種“豁然開朗”的感覺,是任何視頻課程都無法替代的。它不僅僅是在“教”你公式,更是在“教”你如何用這些工具去思考和解決電子信息領域的核心問題。對於有誌於深耕通信、自動控製方嚮的同學來說,這本書絕對是案頭必備的參考書。
評分我當時是為瞭一門高難度的數字信號處理預備課程而購買的這本教程,坦白講,一開始我對它抱持著“走過場”的態度,認為它可能隻是一本過時的老教材的翻印版。然而,實際閱讀後纔發現,它對“離散時間係統”的闡述深度,遠超我預期。書中對於捲積和差分方程的推導過程極其詳盡,每一步的數學依據都交代得清清楚楚,完全沒有含糊其辭的地方。特彆是對快速傅裏葉變換(FFT)算法的剖析,作者沒有滿足於僅僅展示公式,而是深入探討瞭其背後的蝶形運算結構和計算復雜度的優化,這對於理解現代信號處理的效率至關重要。我當時將書中的理論結閤我們課程使用的DSP實驗闆進行驗證,發現書中的理論預測與實際采集到的波形幾乎完美吻閤,這種“理論與實踐的完美交匯點”的體驗,是閱讀其他任何理論性教材時都難以獲得的滿足感。
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