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张建奇 编

图书标签:

• 信号与系统
• 电路分析
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• Z变换
• 系统分析
• 通信原理
• 控制系统
• 数字信号处理

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308048057

版次：2

商品编码：10444046

包装：平装

丛书名： 应用型本科规划教材

开本：16开

出版时间：2010-10-01

用纸：胶版纸

页数：229

字数：371000

正文语种：中文

内容简介

　　《信号与系统》全面系统地介绍了信号与线性系统的基本理论和分析方法，在对连续时间信号与系统进行分析的同时还介绍了离散时间信号与系统的基本概念和分析方法。全书共分为10章，分别讨论了信号与系统的各种分析方法。本书从应用类本科学生的实际情况出发，紧密结合专业应用和工程实际，注重物理概念的阐述。在内容叙述方面，注意使学生分清信号分析方法和系统分析方法两个方面的概念。在内容安排上，采用循序渐进、归纳对比、加强练习等教学原则。
　　《信号与系统》可作为电子信息、通信工程、电气工程和自动控制等专业的应用型教材，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。

目录

第1章 信号的分类与基本特征
1.1 信号的基本概念与分类
1.1.1 信号的基本概念
1.1.2 信号的分类
1.2 常用连续时间基本信号及特点
1.2.1 常用基本信号
1.2.2 连续时间周期信号
1.2.3 连续时间奇异信号
1.3 离散时间基本信号及特点
1.3.1 正弦序列
1.3.2 指数序列
1.3.3 离散时间奇异信号
1.3.4 离散时间周期信号
1.4 连续时间信号的基本运算
1.4.1 信号的相加与相乘
1.4.2 信号的平移、翻转和展缩
1.4.3 信号的微分和积分运算
1.5 离散时间信号的运算
1.5.1 离散时间信号的相加和相乘
1.5.2 离散时间信号的翻转、平移和尺度变换
1.5.3 离散时间信号的差分和累加
习题
第2章 系统的基本概念
2.1 系统的描述
2.1.1 连续时间系统
2.1.2 离散时间系统
2.2 系统的框图表示
2.3 系统的特性
2.3.1 连续时间系统的特性
2.3.2 离散时间系统的特性
习题
第3章 连续时间系统的时域分析
3.1 引言
3.2 卷积积分
3.2.1 卷积的定义
3.2.2 卷积的图解解法
3.2.3 卷积积分的性质
3.3 LTI系统的微分算子方程
3.3.1 微分算子与积分算子
3.3.2 LTI系统的微分算子方程
3.3.3 电路微分算子方程的建立
3.4 连续时间系统的零输入响应
3.4.1 系统的初始条件
3.4.2 连续时间系统的零输入响应
3.5 连续时间系统的零状态响应
3.5.1 系统的冲激响应
3.5.2 一般信号f（t）激励下的零状态响应
3.6 系统微分方程的经典解法
习题
第4章 离散时间系统的时域分析
4.1 卷积和
4.1.1 卷积和的意义
4.1.2 卷积和的性质
4.1.3 卷积和的计算
4.2 离散时间系统与数学模型
4.2.1 离散时间系统的差分方程
4.2.2 离散时间系统的算子方程
4.3 离散时间系统的零输入响应
4.4 离散时间系统的零状态响应
4.4.1 离散时间信号的时域分解
4.4.2 离散时间系统的单位脉冲响应
4.4.3 离散时间系统的零状态响应
4.4.4 离散时间系统的完全响应
4.5 离散时间系统差分方程的经典解法
4.5.1 齐次解的计算
4.5.2 特解的计算
4.5.3 完全解的计算
习题
第5章 连续时间信号的频域分析
5.1 周期信号的傅里叶级数
5.1.1 三角形式的傅里叶级数
5.1.2 指数形式的傅里叶级数
5.2 周期信号的频谱
5.2.1 信号的频谱
5.2.2 周期信号的单边频谱和双边频谱
5.2.3 周期矩形脉冲信号的频谱
5.2.4 周期T1及脉冲宽度τ对频谱的影响
5.2.5 信号的有效带宽
5.2.6 习期信号的频谱特点
5.2.7 习期信号的功率谱
5.3 非周期信号的傅里叶变换
5.3.1 非周期信号的频谱
5.3.2 非周期信号的傅里叶变换
5.3.3 常用非周期信号的傅里叶变换
5.4 傅里叶变换的基本性质
5.5 周期信号的傅里叶变换
习题
第6章 连续时间系统的频域分析
6.1 连续时间系统的频域描述
6.2 系统的频域响应
6.2.1 基本信号ejax激励下系统的零状态响应
6.2.2 一般信号作用下系统的零状态响应及完全响应
6.3 无失真传输条件
6.3.1 失真的概念
6.3.2 无失真传输的条件
6.4 理想滤波器
6.4.1 想低通滤波器及其冲激响应
6.4.2 想低通滤波器的阶跃响应
习题
第7章 连续时间信号的离散化和抽样定理
7.1 时域抽样及抽样定理
7.2 f（t）信号的恢复
7.3 周期矩形脉冲抽样
7.4 频域抽样
7.4.1 频域抽样定理
7.4.2 时域抽样与频域抽样的对称性
习题
第8章 连续时间信号的拉普拉斯变换
8.1 双边拉普拉斯变换
8.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
8.1.2 双边拉普拉斯变换的收敛域
8.2 单边拉普拉斯变换
8.2.1 单边拉普拉斯变换及其收敛域
8.2.2 常用信号的单边拉普拉斯变换
8.3 单边拉普拉斯变换的性质
8.4 单边拉普拉斯逆变换
8.4.1 部分分式展开法
8.4.2 留数法
习题
第9章 连续时间系统的复频域分析
9.1 连续时间系统的零状态响应
9.1.1 连续时间信号复频域分解
9.1.2 基本信号eμ激励下的零状态响应
9.1.3 一般信号f（t）激励下的零状态响应
9.2 系统微分方程的复频域解
*9.3 RLC系统的复频域模型及分析方法
9.4 连续时间系统的信号流图表示
9.4.1 连续系统的框图表示
9.4.2 连续系统的信号流图表示、梅森公式
9.4.3 系统的模拟
9.5 系统函数与系统的稳定性
9.5.1 系统函数与系统的零极点
9.5.2 H（s）与系统的稳定性
习题
第10章 离散时间信号与系统的z域分析
10.1 z变换
10.1.1 从拉普拉斯变换到z变换
10.1.2 双边z变换及收敛域
10.1.3 单边z变换及收敛域
10.2 z变换的性质
10.2.1 双边z变换的性质
10.2.2 单边2变换的性质
10.3 z逆变换
10.3.1 双边z逆变换的计算方法
10.3.2 单边z逆变换的计算方法
10.4 离散时间系统的z域分析
10.4.1 离散时间系统的z域分析
10.4.2 离散时间系统差分方程的z域分析
10.5 离散时间系统的频率响应与稳定性
10.5.1 H（z）的零点和极点
10.5.2 系统函数与离散系统的频率响应
10.5.3 离散时间系统的稳定性
习题
参考答案
参考文献

前言/序言

《时空回响：声音、图像与数据的奥秘》 序章：感知世界的边界 我们生活在一个由信号构筑的世界。晨曦初露时，透过窗帘的柔光是光的信号，鸟儿婉转的歌唱是声的信号，手机屏幕上跳跃的字符是信息的信号。从远古先民对日升月落的观察，到现代社会中海量数据的洪流，人类文明的每一次飞跃，都离不开对各种信号的理解、捕获、分析和利用。 《时空回响》正是这样一本深入探索我们感知世界之根本的书籍。它并非关于某个具体的学科领域，而是聚焦于那些跨越物理、工程、生物、社会科学等多个维度的通用原理——信号的本质，以及它们在时空中如何演变、传播和被解读。本书将带领你穿越由声音、图像、电磁波、生物电信号乃至社会情绪波动所组成的万千景象，揭示隐藏在这些现象背后的普适性规律。 第一部分：信号的语言——时域与频域的对话 想象一下，你听到一段音乐。在你的耳朵里，这音乐是一个接一个的音符，随着时间流逝而变化，这就是我们所说的“时域”信号。我们能直观地感受到它的节奏、旋律和强弱。然而，如果我们将这段音乐分解成它由多少个不同频率的正弦波叠加而成，每个频率的“分量”有多强，我们就进入了“频域”的视角。 《时空回响》将首先为你打开时域与频域这两扇理解信号的窗户。我们将从最基础的信号概念入手，区分连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号。通过生动的例子，你会理解像直流电、交流电、脉冲信号、三角波等基本信号的形状和特性。 接着，我们将深入探讨傅里叶变换这一“万能钥匙”。它能够将一个复杂的时域信号分解成其包含的各种频率成分，如同将一道丰富多彩的光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种基本颜色。我们将解释傅里叶级数和傅里叶变换的数学原理，但更重要的是，我们会着重于它们的物理意义和实际应用。你将看到，傅里叶变换如何在音频处理中实现降噪和均衡，如何用于图像压缩，如何在通信系统中分离不同的信号。 我们会探讨拉普拉斯变换和Z变换，它们是在傅里叶变换基础上发展起来的更强大的工具，尤其适用于分析和处理非周期信号以及离散时间信号。通过这些变换，我们能够更深入地理解系统的动态特性，预测信号的长期行为，并设计出更鲁棒的系统。 第二部分：系统的哲学——响应、滤波与调制 信号的意义往往体现在它们与“系统”的互动中。系统可以是一个简单的电阻电路，也可以是复杂的通信网络，甚至是一个生物体内的感知器官。当一个信号进入一个系统时，系统会对这个信号产生“响应”。《时空回响》将引导你理解系统的基本构成和运作模式。 我们将区分线性系统与非线性系统，时不变系统与时变系统。线性时不变（LTI）系统因其良好的数学性质而成为分析的基石。理解LTI系统的“冲激响应”，就如同了解一个系统的“指纹”，知道它的冲激响应，我们就能预测它对任何输入信号的响应。卷积运算，这个看似抽象的数学工具，实际上就是描述信号与系统之间相互作用的精妙方式。 滤波是理解和处理信号的关键技术。我们将探讨各种类型的滤波器，如低通滤波器（让低频信号通过）、高通滤波器（让高频信号通过）、带通滤波器（只允许特定频率范围通过）和带阻滤波器（阻止特定频率通过）。你会看到滤波器如何在音频设备中去除不必要的噪音，如何在图像处理中锐化或模糊图像，如何在通信系统中分离不同的频道。我们还将区分模拟滤波器和数字滤波器的设计原理和优势。 调制是现代通信的基石。它允许我们将信息信号“搭载”到高频载波上进行传输，从而克服信号传输的限制。我们将介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等基本调制技术，并解释它们在广播、电视和无线通信中的作用。反之，解调技术则是从接收到的信号中提取出原始信息的过程。 第三部分：信息的编码与传播——从模拟到数字的飞跃 我们获取的信息，无论是声音还是图像，最初都以“模拟”的形式存在，即信号的幅度或相位可以连续地变化。然而，随着计算机技术的发展，数字信号以其强大的处理能力、抗干扰能力和存储便利性，正在逐步取代模拟信号。《时空回响》将为你揭示这场从模拟到数字的伟大变革。 我们将深入讲解模拟信号的采样过程，以及为什么存在奈奎斯特采样定理——它告诉我们，为了不丢失信息，采样频率必须是信号最高频率的两倍以上。然后，我们将探讨量化，即将连续的幅度值映射到离散的数值。这不可避免地会引入“量化误差”，但通过增加量化比特数，我们可以显著减小误差，提高信号的保真度。 数字信号的表示、存储和处理方式与模拟信号截然不同。我们将讨论常用的编码格式，如脉冲编码调制（PCM），这是CD和数字电话中最常见的编码方式。我们还会介绍一些更高效的压缩技术，如离散余弦变换（DCT）在JPEG图像压缩和MPEG视频压缩中的应用，以及线性预测编码（LPC）在语音编码中的作用。 在信息传播方面，我们将探讨数字通信系统的基本原理，包括信源编码、信道编码和调制。信源编码用于去除信息冗余，信道编码则用于在传输过程中检测和纠正错误，确保信息的可靠到达。我们还会触及一些现代通信技术，如扩频技术，它能够提高通信系统的抗干扰能力和隐蔽性。 第四部分：信号在现实世界中的回响——跨学科的案例分析 理论的魅力在于它能够解释和预测现实世界中的现象。《时空回响》的最后一部分，将把我们前面学到的所有概念，应用到一系列引人入胜的案例分析中。 在通信工程领域，我们将看到如何运用傅里叶变换和滤波器来设计高效的无线通信系统，如何利用数字信号处理技术实现高清视频流和高速互联网。 在生物医学领域，我们将探索如何通过电生理信号（如脑电图EEG、心电图ECG）来理解人体的生理状态，如何利用信号处理技术来分析医学影像（如CT、MRI），以及如何开发智能医疗设备。 在图像与视觉领域，我们将深入了解图像是如何由像素组成的信号，如何通过滤波和变换来增强图像质量、识别边缘、进行人脸识别，以及如何实现图像的压缩和传输。 在声音与音乐领域，我们将解析音乐的频谱构成，理解乐器的发声原理，学习如何使用数字音频工作站（DAW）进行音乐创作和后期制作，以及如何实现语音识别和合成。 此外，我们还将触及金融领域的时序数据分析，环境监测中传感器数据的处理，以及社会科学中如何从海量文本或社交媒体数据中提取有价值的“信号”。 结语：洞察未来的钥匙 《时空回响：声音、图像与数据的奥秘》不仅仅是一本教科书，它更是一扇通往深刻理解我们所处世界的窗口。它将为你提供一套强大的思维工具，让你能够以一种全新的视角去观察和分析周围的现象。无论你是学生、工程师、研究者，还是仅仅对科技和世界充满好奇的读者，这本书都将激发你的思考，培养你的洞察力，让你能够更好地驾驭这个由信号构成的、瞬息万变的时代，并积极地参与到塑造未来的进程中。 打开这本书，让信号的语言在你耳边低语，让系统的哲学在你脑海中回响，你将发现，隐藏在万物之中的奥秘，原来如此迷人，又如此触手可及。

评分☆☆☆☆☆

这本书的特色在于其深刻的洞察力，以及对核心概念的精准把握。它并没有试图面面俱到，而是将重点放在了那些最基础、也最重要的概念上，并且反复打磨。作者在讲解线性时不变系统（LTI）时，用了大量篇幅来阐述其性质，比如叠加性和时移不变性，并且通过各种变换，比如拉普拉斯变换和傅里叶变换，来展示LTI系统的分析方法。我发现，作者对这些变换的讲解非常到位，他不仅仅给出了公式，更重要的是解释了这些变换的物理意义和实际用途。这让我能够理解，为什么在处理不同类型的信号时，我们需要选择不同的变换工具。书中对于频率域分析的强调，也让我领略到了信号的另一种维度，这对于理解滤波器的设计和信号的去噪至关重要。而且，作者在讲解一些复杂的概念时，总是会回溯到最基本的定义，让你能够抓住问题的本质。这本书就像一位经验丰富的导师，它不会直接给你答案，而是引导你去思考，去发现，去领悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，可以说是非常扎实，但又一点都不显得陈旧。它在讲解经典理论的同时，也融入了不少现代的视角和技术发展。我尤其喜欢它对离散时间信号和系统的阐述，这部分内容在当今数字化的世界里尤为重要。作者不仅清晰地解释了采样定理、量化等关键概念，还通过生动的例子说明了它们在数字信号处理中的应用，比如音频压缩和图像重建。他对于Z变换的讲解也让我受益匪浅，这让我在理解数字滤波器的设计和分析时，有了更清晰的思路。书中的章节安排也很合理，每一部分都承前启后，逻辑性很强。我能够清晰地看到，从连续时间系统到离散时间系统的过渡，以及各种变换在不同领域的联系。而且，书中还涉及了一些现代通信系统中的基本原理，比如OFDM，虽然只是初步介绍，但已经足够让人对未来的学习方向产生期待。这本书就像一个宝藏，每次翻阅都能发现新的闪光点，它不仅教授知识，更激发了我的求知欲。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是让我大开眼界！我本来以为信号与系统这类内容会枯燥乏味，充斥着晦涩难懂的公式和定义，但这本书完全颠覆了我的认知。作者以一种非常直观和生动的方式，将那些看似高深的理论娓娓道来。他不是简单地堆砌概念，而是通过大量的实例，让我能够清晰地看到这些理论在现实世界中的应用。比如，书中对傅里叶变换的讲解，我以前一直觉得它是个抽象的概念，但在作者的笔下，它就像一把钥匙，打开了我理解声音、图像以及各种通信系统运作机制的门。他对卷积的解释也同样精彩，通过一些巧妙的比喻，我终于弄懂了它到底是怎么回事，而且能体会到它在系统响应中的重要性。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些历史故事和科学家的轶事，这让阅读过程变得轻松有趣，也让我对信号与系统的发展脉络有了更深的理解。读完这本书，我感觉自己不再是那个对信号与系统一知半解的门外汉，而是真正有了一些初步的认识，并且对这个领域产生了浓厚的兴趣。我强烈推荐给所有对电子工程、通信、控制等领域感兴趣的朋友们，即使你没有任何基础，这本书也能让你轻松入门。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始拿到这本书时，心里还是有些打鼓的。毕竟，信号与系统这个科目在很多人的印象里都是“硬骨头”，充满了数学推导和抽象的概念。但是，这本书的设计真的是太人性化了！它采用了一种循序渐进的方式，从最基础的概念讲起，一点一点地深入。作者在讲解每个知识点的时候，都给了非常详细的步骤分解，并且会反复强调关键点，生怕读者会落下任何一个细节。最让我印象深刻的是，书中为每一个公式、每一个定理都配上了直观的图示和形象的比喻。这对于我这种更喜欢“看图说话”的学习者来说，简直是福音。我再也不用对着一堆符号发愁，而是能够通过图形和类比，迅速抓住核心要义。而且，书中的练习题设计也十分巧妙，它们不仅仅是简单的计算题，更多的是引导你去思考，去分析，去理解背后的原理。每次完成一个练习，我都能感觉到自己的理解又加深了一层。这本书让我觉得学习信号与系统不再是一件痛苦的事情，而是一次循序渐进的探索，每一步都能看到自己的进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就是“厚积薄发”。它不是那种一眼就能看完的书，也不是那种只能死记硬背的书。它需要你静下心来，去品味，去思考。作者在开篇就强调了信号与系统在整个工程领域的基础性作用，并且用一种非常宏观的视角来介绍这个学科的地位。然后，他会非常细致地讲解每一个基础概念，比如信号的分类、系统的基本性质（线性、时不变、因果性、稳定性）等等。我特别喜欢书中对于“系统”这个概念的定义和分析，它帮助我理解了，为什么我们能够用数学模型来描述现实世界中的各种现象。而且，作者在讲解卷积的时候，不仅仅给出了数学公式，还花了相当多的篇幅来解释它的物理意义，比如它描述了系统对输入信号的“记忆”和“累积”效应。这本书让我觉得，学习信号与系统不仅仅是学习一门技术，更是在学习一种分析问题、解决问题的方法论，一种看待世界的新视角。