普通高等教育“十二五”規劃教材：信號與係統分析基礎（非信息類專業） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘文誠 等 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 信號處理
• 係統分析
• 電路分析
• 高等教育
• 教材
• 工科
• 非信息類專業
• 模擬信號
• 數學基礎

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111327530

版次：1

商品編碼：10490963

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-01-01

用紙：膠版紙

頁數：260

字數：413000

內容簡介

《普通高等教育“十二五”規劃教材：信號與係統分析基礎（非信息類專業）》是介紹信號與係統分析方法的基礎教材。全書分7章，內容包括信號與係統的基本概念、連續信號的傅裏葉變換、連續信號的拉普拉斯變換、離散信號與係統、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換、數字濾波器設計等。本著以連續信號、連續係統的理論為基礎，以離散信號、離散係統的理論和內容為重點的原則，《普通高等教育“十二五”規劃教材：信號與係統分析基礎（非信息類專業）》探索主綫式教學方式，力求使讀者通過本課程的基礎學習，能抓住貫穿本課程的主綫，能掌握連續與離散兩部分中信號分析與處理、係統分析與綜閤的具有共性的理論和方法。《普通高等教育“十二五”規劃教材：信號與係統分析基礎（非信息類專業）》可作為測控技術與儀器專業、理工科非信息類專業本科生的教材或參考書，也可供有關科技人員參考。

目錄

第1章 信號與係統的基本概念
1.1 信號
1.1.1 信號的定義
1.1.2 信號的分類
1.1.3 連續與離散信號的基本運算
1.1.4 常見的信號與序列
1.1.5 連續與離散信號的捲積運算

1.2 係統
1.2.1 係統的定義及與信號的關係
1.2.2 係統的分類
1.2.3 綫性時不變係統的捲積分析法

1.3 本章內容MATLAB仿真
1.3.1 典型信號的MATLAB錶示
1.3.2 信號運算的MATLAB實現
1.4 小結
習題1

第2章 連續信號的傅裏葉變換
2.1 傅裏葉級數（FS）
2.1.1 周期信號的傅裏葉級數
2.1.2 傅裏葉級數頻譜

2.2 傅裏葉變換（FT）
2.2.1 傅裏葉變換對
2.2.2 典型非周期信號的傅裏葉變換
2.3 傅裏葉變換的基本性質
2.4 周期信號的傅裏葉變換

2.5 抽樣信號的傅裏葉變換
2.5.1 矩形脈衝抽樣的傅裏葉變換
2.5.2 理想抽樣的傅裏葉變換
2.5.3 抽樣的恢復與重構

2.6 傅裏葉變換的應用
2.6.1 正弦幅度調製與解調
2.6.2 頻分復用
2.7 本章內容MATLAB仿真
2.8 小結
習題2

第3章 連續信號的拉普拉斯變換
3.1 拉普拉斯變換的定義及收斂域
3.1.1 基本定義
3.1.2 拉普拉斯變換的收斂域
3.1.3 常見信號的單邊拉普拉斯變換
3.2 單邊拉普拉斯變換的基本性質

3.3 單邊拉普拉斯逆變換
3.3.1 查錶法
3.3.2 部分分式展開法

3.4 連續時間係統的s域（復頻域）分析
3.4.1 係統函數H（s）及微分方程的變換解
3.4.2 綫性係統的穩定性
3.4.3 拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係

3.5 本章內容MATLAB仿真
3.5.1 用MATLAB求解信號的拉普拉斯變換
3.5.2 用MATLAB求解信號的拉普拉斯逆變換
3.6 小結
習題3

第4章 離散信號與係統
4.1 z變換
4.1.1 z變換的定義及其收斂域
4.1.2 典型序列的z變換

4.2 z逆變換
4.2.1 部分分式法
4.2.2 冪級數法
4.3 z變換的性質與定理
4.4 z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係

4.5 離散係統的時域分析與係統函數
4.5.1 常係數綫性差分方程
4.5.2 迭代法與經典法
4.5.3 z變換法
4.5.4 係統函數H（z）
4.5.5 離散係統穩定性

4.6 離散信號與係統的頻域分析
4.6.1 序列的離散時間傅裏葉變換（DTFT）
4.6.2 離散係統的頻率響應
4.7 本章內容MATLAB仿真
4.8 小結
習題4

第5章 離散傅裏葉變換
第6章 快速傅裏葉變換
第7章 數字濾波器設計
部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

信號與係統：解析現代科技的基石 在當今信息爆炸的時代，我們無時無刻不被各種各樣的信號所包圍：手機裏傳遞的語音信息、電視機裏播放的影像、互聯網上傳輸的數據，甚至是體檢儀器上跳動的生命體徵。這些看似紛繁復雜的信息背後，都隱藏著一套嚴謹的規律和深刻的原理。而“信號與係統”這門學科，正是揭示這些規律、理解這些原理的鑰匙。它不僅僅是信息類專業的專屬，更是理解現代科學技術發展的核心基礎，幾乎滲透到工程、醫學、經濟、甚至藝術等各個領域。 本書旨在為非信息類專業的學生提供一個全麵、深入且易於理解的信號與係統入門。我們並非意圖將您培養成信號處理的專傢，而是希望通過係統性的學習，讓您掌握分析和理解信號與係統行為的基本工具和思維方式。這套工具和思維，將幫助您在未來的學習和工作中，更清晰地洞察問題的本質，更有效地解決實際的挑戰。 為何信號與係統如此重要？ 想象一下，我們如何能夠精確地測量和控製一個復雜的工業生産過程？我們如何能夠讓醫療設備準確地診斷疾病？我們如何能夠設計齣更高效的通信係統？這些問題的核心，都離不開對信號的捕捉、分析、轉換和利用，以及對係統模型構建和性能評估。 從自然現象到工程應用： 自然界充滿瞭各種信號，例如聲波、光波、電磁波、甚至生物電信號。工程技術的目標之一，就是如何有效地采集、處理和利用這些信號，將自然界的現象轉化為有用的信息和功能。例如，聲音信號經過麥剋風轉換成電信號，然後經過放大、濾波、編碼，最終通過無綫電波傳輸到接收端，再還原成聲音。這個過程的每一個環節，都涉及到信號的處理和係統的交互。 現代科技的驅動力： 幾乎所有現代科技的進步，都與信號處理和係統分析密不可分。從智能手機的通信算法，到醫學影像（CT、MRI）的處理，再到自動駕駛汽車的傳感器數據融閤，無一不依賴於信號與係統的理論和技術。掌握信號與係統的基本原理，就如同擁有瞭一雙能夠“看見”信息流動、理解係統運作的眼睛。 跨學科的通用性： 信號與係統並非局限於計算機或通信領域。在機械工程中，振動信號的分析對於預測設備故障至關重要；在生物醫學工程中，腦電圖（EEG）、心電圖（ECG）等生理信號的分析是診斷疾病的手段；在經濟學中，時間序列分析可以用來預測股票市場的趨勢。理解信號與係統，能夠為您在不同領域解決問題提供強大的理論支撐和分析框架。 本書的學習內容與側重點 本書將從最基礎的概念入手，逐步深入到信號與係統的核心理論，並輔以豐富的實例，幫助您建立直觀的理解。 第一部分：信號的本質與分類 我們將首先探討信號的定義，理解它作為一種攜帶信息的物理量如何被錶示。我們將學習： 信號的數學錶示： 如何用數學函數來描述各種信號，例如階躍信號、衝激信號、指數信號、正弦信號等。我們將深入理解這些基本信號的特性，以及它們在實際中是如何齣現的。 信號的分類： 瞭解連續時間信號與離散時間信號的區彆，周期信號與非周期信號的特性，能量信號與功率信號的判彆。這些分類有助於我們選擇閤適的分析工具和方法。 信號的基本運算： 學習信號的加法、乘法、尺度變換、時間翻轉、時移等基本運算，這些運算是進行信號處理的基礎。 第二部分：係統的特性與描述 接下來，我們將聚焦於“係統”的概念。係統是將輸入信號轉換為輸齣信號的某種“處理機製”。我們將學習： 係統的定義與模型： 理解什麼是係統，以及如何用數學模型來描述一個係統。我們將重點關注綫性時不變（LTI）係統，這是信號與係統中最重要的一個類彆。 LTI係統的特性： 深入探討LTI係統的基本性質，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等。這些性質將幫助我們預測係統的行為，並設計滿足特定要求的係統。 捲積： 捲積是描述LTI係統輸入輸齣關係的數學工具，是我們理解LTI係統行為的核心。我們將詳細講解捲積的概念、計算方法以及其在係統分析中的重要作用。 第三部分：時域分析 在這一部分，我們將運用前麵學到的信號和係統知識，在時域內對信號和係統進行分析。 LTI係統的時域響應： 學習如何通過捲積運算來求解LTI係統在各種輸入信號下的輸齣信號。我們將通過大量實例，展示如何計算係統的零輸入響應和零狀態響應。 衝激響應： 衝激響應是描述LTI係統特性的關鍵。我們將學習如何利用係統的衝激響應來完全錶徵一個LTI係統，並以此分析係統的性能。 第四部分：頻域分析 為瞭更深刻地理解信號的組成成分和係統的頻率響應特性，我們將進入頻域分析。 傅裏葉級數： 學習如何將周期信號分解成一係列不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。理解傅裏葉級數能讓我們從頻率的角度來審視信號。 傅裏葉變換： 將傅裏葉級數推廣到非周期信號，引入傅裏葉變換的概念。學習如何通過傅裏葉變換來分析非周期信號的頻譜特性。 係統的頻率響應： 理解係統的頻率響應是如何描述係統對不同頻率信號的放大或衰減作用的。我們將學習如何利用傅裏葉變換來分析LTI係統的頻率響應，以及它在濾波、調製等應用中的重要性。 拉普拉斯變換： 引入拉普拉斯變換，它能夠更方便地處理非周期信號，並且在分析係統穩定性方麵具有獨特的優勢。我們將學習拉普拉斯變換的性質及其在係統分析中的應用。 第五部分：離散時間信號與係統 隨著數字技術的發展，離散時間信號與係統在現代工程中扮演著越來越重要的角色。 離散時間信號與係統： 學習離散時間信號的錶示（序列）、基本運算以及離散時間係統的特性。 Z變換： 引入Z變換，它是離散時間信號與係統分析的有力工具，其作用類似於連續時間係統中的拉普拉斯變換。我們將學習Z變換的性質以及如何用它來分析離散時間LTI係統。 抽樣定理： 理解將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵——抽樣定理。我們將討論如何避免混疊，以及如何從抽樣信號中恢復原始連續信號。 本書的特色與價值 麵嚮非信息類專業： 本書的編寫充分考慮瞭非信息類專業的學生的基礎，避免瞭過於深奧的數學推導和過於專業的術語，力求用清晰易懂的語言來闡釋復雜的概念。 強調直觀理解： 我們不僅提供數學上的嚴謹性，更注重概念的直觀理解。通過豐富的圖示、類比和實例，幫助您建立對信號與係統行為的感性認識。 注重應用導嚮： 盡管本書是基礎教程，但我們始終將理論與實際應用相結閤。在講解每一個概念時，都會盡量聯係相關的工程應用，讓您體會到信號與係統在現實世界中的價值。 體係完整，循序漸進： 本書的章節安排遵循瞭邏輯上的循序漸進，從基礎概念到核心理論，再到不同域的分析方法，確保您能夠逐步構建起對信號與係統的完整認知。 通過學習本書，您將能夠： 理解各種信號的物理意義和數學錶示。 掌握描述和分析綫性時不變係統的基本方法。 能夠運用時域和頻域的分析工具解決實際問題。 認識數字信號處理的基礎原理。 為進一步學習更高級的信號處理、控製理論、通信原理等課程打下堅實的基礎。 無論您是未來的工程師、科學傢，還是在其他領域工作的專業人士，掌握信號與係統的基本原理都將為您打開一扇通往更廣闊視野的大門。它將幫助您更深入地理解您所處的世界，並賦予您解決復雜問題的能力。希望本書能成為您探索信號與係統世界的精彩起點。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的最深刻的感受就是它的“融會貫通”能力。在學習信號與係統的過程中，我發現它不僅僅是關於信號的數學模型，更是一種看待和分析問題的方法論。這本書在這方麵做得相當齣色。它並非孤立地講解各個知識點，而是巧妙地將它們串聯起來，形成一個有機的整體。比如，在講解瞭捲積之後，它會立刻引申到係統響應的計算，並且強調瞭捲積在描述綫性時不變係統特性上的重要性。這種緊密的聯係感，讓我在學習過程中不會感到知識點之間的斷裂。而且，它在介紹不同分析方法（時域、頻域、復頻域）時，也反復強調它們之間的相互轉化和聯係，讓我明白這些方法是互補的，並非互相排斥。我記得有一次，在學習離散時間傅裏葉變換（DTFT）時，我感到有點睏惑，不明白它和連續時間傅裏葉變換（CTFT）的區彆和聯係。書中通過對采樣過程的詳細分析，清晰地展示瞭DTFT如何從CTFT演變而來，以及它們在錶示周期信號和非周期信號時的特點。這種層層遞進、化繁為簡的講解方式，極大地提升瞭我的理解效率。此外，書中的插圖和圖示也非常到位，很多抽象的數學關係通過圖形展示齣來，立刻就清晰明瞭。這本書讓我認識到，信號與係統分析並非高高在上的理論，而是一種普適性的分析工具，在很多領域都有其用武之地。

評分☆☆☆☆☆

老實說，一開始我拿到這本《信號與係統分析基礎》的時候，並沒有抱太大的期望，畢竟“十二五”規劃教材，聽起來就有點官方和嚴肅。我平時接觸的課程，很多都比較注重實際操作和工程應用，對這種偏理論的學科總是有點抵觸。但這本書的風格，真的給瞭我很大的驚喜。它不像我之前看過的某些教材，上來就是一大堆復雜的數學公式和推導，讓人望而卻步。這本書的敘述方式非常平緩，而且邏輯性很強。它會從最基礎的概念講起，一點點地引入新的內容，並且在講解過程中，會不斷地進行迴顧和強調，確保你不會遺漏關鍵信息。我特彆欣賞它在講解一些核心概念時，會用一些非常形象的比喻，比如將信號比作“信息的載體”，係統比作“處理信息的機器”。這種生活化的語言，一下子就把我從枯燥的公式中拉瞭齣來，讓我能更容易地理解這些抽象的概念。而且，書中的例子選擇也很有代錶性，很多都是我們日常生活中能夠遇到的場景，比如音頻信號的處理、圖像的壓縮等等。這讓我覺得，學習信號與係統並不是一件脫離實際的事情，而是能夠幫助我們更好地理解和改造周圍的世界。雖然我不是信息類專業的，但這本書讓我看到瞭這些基礎知識的強大力量，也激發瞭我對這個領域更深入的探索興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我印象深刻的是它在“概念深化”上的功力。很多教材可能隻是告訴你“是什麼”，但這本書卻會深入淺齣地告訴你“為什麼是這樣”。比如，在講解“係統穩定性”的時候，它不僅給齣瞭數學上的判據，還從物理意義上解釋瞭為什麼一個係統會不穩定，比如能量會不斷增長，導緻係統崩潰。這種解釋能夠觸及到問題的本質，讓我不僅僅是死記硬背公式，而是真正地理解瞭這些概念背後的原理。我尤其喜歡書中對於“因果性”的討論。它通過一個具體的例子，說明瞭為什麼一個係統不能“預知未來”，以及這種限製對係統設計有什麼樣的影響。這種深入的追問，讓我在學習過程中不斷地進行思考，而不是被動地接受信息。同時，這本書在內容的組織上也做得非常齣色，每一章的銜接都非常自然，仿佛是一場邏輯嚴謹的對話。即使是一些比較復雜的概念，在前麵的鋪墊下，也顯得不那麼難以理解。我感覺作者在寫這本書的時候，充分考慮到瞭非信息類專業學生的認知特點，盡量避免瞭過於專業化的術語，或者在必要的時候會進行詳細的解釋。這種“為讀者著想”的姿態，讓我在學習過程中感受到瞭極大的便利和舒適。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，《信號與係統分析基礎》這本書在“應用導嚮”這一點上，做得相當到位，這對於我們非信息類專業的學生來說，簡直是雪中送炭。雖然它是一本基礎教材，但卻總能讓我們窺見信號與係統分析在實際工程中的巨大價值。比如，在介紹濾波器的時候，它不僅僅講解瞭不同類型濾波器的數學特性，還列舉瞭它們在音頻降噪、圖像去模糊等方麵的實際應用案例。這些例子讓我明白，那些看似抽象的數學模型，其實是可以解決實際問題的強大工具。書中的習題也很有意思，它們不僅僅是簡單的計算題，很多都帶有一定的工程背景，需要我們去分析問題、設計方案。我記得有一次做一道關於“信號采樣”的習題，讓我去分析在不同采樣率下，信號會發生怎樣的失真，這讓我對“奈奎斯特采樣定理”有瞭更直觀的理解。而且，這本書的語言風格也很平實，沒有過多的華麗辭藻，而是用最直接、最清晰的方式來傳遞信息。這讓我能夠專注於知識本身，而不是被作者的寫作風格所乾擾。總而言之，這本書成功地讓我看到瞭信號與係統分析的“用處”，它不是一堆死的理論，而是能夠為我們提供解決問題的思路和方法的寶庫。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的是為我們這種非信息類專業的學生量身定做的！我一直覺得信號與係統這些東西聽起來就很高級，感覺離我們的專業有點遠。但拿到這本教材，我纔發現原來它並沒有那麼高不可攀。一開始我還有點擔心會看不懂，畢竟我數學基礎也就那樣，而且平時接觸的都是一些更偏嚮應用型的知識。但是，這本書的講解方式真的特彆清晰，它不是那種上來就拋齣一堆公式讓你頭疼的類型。作者用瞭大量的類比和生活中的例子，比如聲音的傳播、圖像的顯示，這些都讓抽象的概念變得具體可感。比如講到傅裏葉變換的時候，一開始我聽到名字就有點打怵，但書裏用“把復雜的音樂分解成各種簡單的樂器聲音”來比喻，一下子就抓住瞭核心。而且，它還特彆注重概念的理解，不會一股腦地灌輸很多理論，而是循序漸進，每一步都解釋得很到位。我特彆喜歡它在每章後麵都設置的“思考與討論”環節，讓我能主動去思考，去聯係我們專業的實際情況，看看這些理論到底能怎麼用。有時候我也會上網搜一些相關的資料，發現很多信息類教材上來就是各種數學推導，看得我眼花繚亂，但這本書就不會，它更多地關注“是什麼”和“為什麼”，而不是“怎麼推”。這對於我們這種需要建立基本概念框架的學生來說，簡直是太友好瞭。