信號與係統/21世紀高等學校規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張銳 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 21世紀高等學校規劃教材
• 模擬信號處理
• 係統分析
• 數學建模

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512306578

版次：1

商品編碼：10563569

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2010-10-01

用紙：膠版紙

頁數：304

字數：478000

正文語種：中文

內容簡介

《信號與係統》主要內容包括信號與係統的基本概念、連續係統的時域分析、連續信號的頻域分析、連續係統的頻域分析、連續信號的復頻域分析、連續係統的復頻域分析、離散係統的時域分析、離散信號的復頻域分析、離散係統的復頻域分析、信號的相關分析、離散傅裏葉變換和係統的狀態變量分析法。《信號與係統》數學推導嚴謹、邏輯承接關係分明、錶述深入淺齣、透徹明晰，便於教學和自學。
《信號與係統》主要作為高等院校電氣信息類專業信號與係統課程的教材，也可供相關工程技術人員自學和參考。

目錄

序
前言
第1章 信號與係統基本概念
1.1 引言
1.2 信號的分類
1.3 奇異信號
1.4 信號的基本運算
1.5 信號的分解
1.6 離散時間信號
1.7 捲積
1.8 係統概述
本章小結
習題

第2章 連續係統的時域分析
2.1 綫性非時變係統的描述及特點
2.2 微分方程的經典解法
2.3 起始點的跳變——從0一到0+
2.4 完全解的分解
2.5 衝激響應與階躍響應
2.6 零狀態響應的捲積求法
2.7 綫性非時變係統的算子符號錶示與傳輸算子
本章小結
習題

第3章 連續信號的頻域分析
3.1 周期信號的傅裏葉級數
3.2 周期信號的頻譜
3.3 非周期信號的頻譜
3.4 典型非周期信號的頻譜
3.5 傅裏葉變換的性質
3.6 周期信號的傅裏葉變換
3.7 抽樣定理
本章小結
習題

第4章 連續係統的頻域分析
4.1 連續係統的頻率響應
4.2 周期信號激勵下係統的穩態響應
4.3 非周期信號激勵下係統的零狀態響應
4.4 無失真傳輸係統
4.5 理想低通濾波器
4.6 調製與解調
本章小結
習題

第5章 連續信號的復頻域分析
5.1 引言
5.2 拉普拉斯變換
5.3 拉普拉斯變換的收斂域
5.4 常用函數的拉普拉斯變換
5.5 拉普拉斯逆變換
5.6 拉普拉斯變換的基本性質
本章小結
習題

第6章 連續係統的復頻域分析
6.1 綫性微分方程的復頻域解
6.2 係統函數
6.3 係統函數的零極點分布與時域響應
6.4 係統函數的零極點分布和頻率響應
6.5 控製係統的方框圖及其簡化
6.6 信號流圖和梅森定理
本章小結
習題

第7章 離散係統的時域分析
7.1 離散係統的數學描述
7.2 差分方程的求解
7.3 零輸人響應與零狀態響應
7.4 單位函數響應與捲積
本章小結
習題

第8章 離散信號的復頻域分析
8.1 Z變換及其收斂域
8.2 常用序列的Z變換
8.3 Z變換的性質
8.4 Z逆變換
8.5 Z變換與拉普拉斯變換的關係
本章小結
……

第9章 離散係統的復頻域分析
第10章 信號的相關分析
第11章 離散傅裏葉變換
第12章 係統的狀態變量分析法
參考文獻

精彩書摘

信號與係統的概念涉及到幾乎所有的技術領域，包括電子電路、通信裝置、信號處理裝置、機器人及自動化、汽車、生物醫學儀器、化工生産過程、加熱和製冷裝置以及人類社會和經濟發展的其他領域。
人類在認識和改造自然的過程中離不開信息的獲取，人們發齣消息、接收消息是人類社會信息交流的手段。隨著科技的進步，人們之間的聯係不斷增強，信息獲取的途徑越來越多樣。人們發布新聞、廣播圖像或者傳遞數據，其目的都是要把某些消息藉助一定形式的信號傳遞齣去。
所謂消息，是指用來錶達信息的某種客觀對象，如電話中的聲音、電視中的圖像、雷達探測到的目標距離、高度、方位等都是消息。所謂信號，是消息的錶現形式，是帶有信息的某種物理量，如電信號、光信號、聲音信號等。信號是消息的錶現形式，消息則是信號的具體內容。
很久以來，人們曾經尋求各種方法，以實現信號的傳輸。我國古代利用烽火颱的火光傳送敵人入侵的警報；古希臘人以火炬的位置錶示不同的字母符號。光信號的傳輸是最原始的光通信係統。利用擊鼓鳴金可以報送時刻或者傳達命令，這是聲信號的傳輸。以後又齣現信鴿、旗語、驛站等等傳送消息的方法。然而這些傳遞信號的方法無論在距離、速度還是可靠性方麵都受到很大局限。
19世紀以後，人們開始利用電信號傳遞消息。1837年莫爾斯（F.B.Morse）發明瞭電報。1876年貝爾（A.G.Bell）發明瞭電話，直接將聲音信號轉變為電信號沿導綫傳輸。19世紀末，人們又緻力於研究用電磁波傳送無綫電信號。1865年，英國的麥剋斯韋（Max-well）提齣瞭電磁波學說。為實現這一理想，德國的赫茲通過實驗證實瞭麥剋斯韋的學說，為無綫電電子科學的發展奠定瞭理論基礎。1895年，俄國的波波夫，意大利的馬可尼（Marconi）實現瞭電信號的無綫傳輸。從此以後，傳送電信號的通信方式得到迅速發展，無綫廣播、超短波通信、廣播電視、雷達、無綫電導航等相繼齣現，並且已經應用到工農業生産、國民經濟管理、國防及人們日常生活的各個方麵。因此研究電信號具有普遍的、重要的意義。

前言/序言

《現代通信原理與技術》 內容簡介 本書係統地闡述瞭現代通信係統中涉及的信號、係統以及它們之間相互作用的基本原理和核心技術。通信是信息時代不可或缺的基石，從語音通話到互聯網數據傳輸，再到衛星通信和無綫移動網絡，無不依賴於對信號的精確處理和對係統的深度理解。本書旨在為讀者構建一個堅實的理論框架，理解並掌握通信係統的設計、分析與優化方法，為進一步深入學習和從事相關領域的研究與工程實踐奠定堅實的基礎。 第一部分：信號的本質與錶示 通信的本質是信息的傳遞，而信息在物理世界中的載體便是信號。本書首先深入探討瞭信號的定義、分類以及多種多樣的錶示方法。 信號的定義與分類： 我們將從信號的基本概念齣發，區分確定性信號和隨機信號。確定性信號是指其未來值可以精確預測的信號，例如正弦波、指數函數等。隨機信號則具有不確定性，其未來值隻能通過概率統計方法來描述，例如噪聲信號。進一步，我們將根據信號的性質將其分為連續信號和離散信號，以及模擬信號和數字信號。連續信號在時間上和幅度上都可以取任意值，而離散信號則在時間或幅度上被量化。模擬信號的幅度與所代錶的信息成比例，而數字信號則以離散的數值（通常是二進製）錶示信息。 基本信號的數學模型： 為瞭方便分析，我們引入瞭一係列重要的基本信號模型，包括單位階躍信號（Heaviside函數）、單位衝激信號（Dirac函數）、矩形脈衝信號、指數信號和正弦信號。這些信號模型不僅在理論分析中至關重要，也是構建復雜信號的基礎。例如，單位衝激信號作為一種理想化的“瞬間”信號，在係統分析中扮演著“探針”的角色，其性質對於理解係統的瞬時響應至關重要。 傅裏葉分析：信號的時域與頻域錶示： 信號的分析離不開其在時間和頻率上的錶現。本書將詳細介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換。傅裏葉級數可以將周期性信號分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦信號的疊加，揭示信號的頻譜成分。傅裏葉變換則將非周期信號擴展到傅裏葉級數的框架，同樣可以得到信號的頻率譜，即信號的頻譜。時域錶示描述瞭信號隨時間的變化，而頻域錶示則揭示瞭信號包含的頻率成分及其強度。理解信號的時域和頻域特性對於信號的濾波、調製、解調以及信息傳輸的效率至關重要。我們將探討傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積定理等，這些性質是進行信號處理和係統分析的強大工具。 拉普拉斯變換與Z變換： 除瞭傅裏葉變換，拉普拉斯變換和Z變換是分析綫性時不變（LTI）係統更強大的工具，尤其是在處理瞬態響應和穩定性問題時。拉普拉斯變換適用於連續時間係統，能夠將微分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統的分析。Z變換則將離散時間信號和係統映射到復平麵，是數字信號處理和離散係統分析的核心工具，與拉普拉斯變換在概念上相呼應。我們將學習這些變換的定義、性質以及它們在求解係統方程中的應用。 第二部分：係統的特性與分析 係統是將輸入信號轉化為輸齣信號的“黑箱”。理解係統的特性，特彆是綫性時不變（LTI）係統的特性，是通信係統分析的基礎。 係統的基本概念與分類： 我們將首先定義“係統”的概念，以及如何通過輸入-輸齣關係來描述一個係統。係統可以根據其在時間上的行為進行分類，如即時係統（隻與當前輸入有關）和動態係統（與過去輸入有關）。根據是否具有記憶性，係統可分為記憶係統和無記憶係統。根據其輸齣是否僅依賴於當前輸入，係統可分為因果係統和非因果係統。 綫性時不變（LTI）係統： LTI係統在通信領域占據著核心地位，因為許多實際通信元件和過程都可以近似地建模為LTI係統。綫性意味著係統滿足疊加原理（零輸入零輸齣，輸入信號的比例關係輸齣信號也保持比例，多個輸入信號的疊加其輸齣是對應輸齣的疊加）。時不變意味著係統的特性不隨時間改變。對於LTI係統，其最重要的特性之一是其“衝激響應”。 衝激響應與捲積： 衝激響應是LTI係統對單位衝激信號輸入的響應。它完全錶徵瞭一個LTI係統。如果已知係統的衝激響應 h(t)（或h[n]對於離散係統），那麼對於任意輸入信號 x(t)（或x[n]），其輸齣信號 y(t)（或y[n]）都可以通過輸入信號與衝激響應的捲積運算得到。捲積是LTI係統分析中的核心運算，它將輸入信號的每一個微小部分與係統的響應進行加權疊加，從而得到整個係統的輸齣。我們將深入探討捲積的數學定義、計算方法以及其在信號處理中的意義。 係統函數與頻率響應： 對於LTI係統，我們可以引入係統函數（或傳遞函數）來描述其特性。係統函數是輸入信號的拉普拉斯變換（或Z變換）與輸齣信號的拉普拉斯變換（或Z變換）之比。它提供瞭從頻域分析係統特性的便利。係統的頻率響應是係統函數在虛軸（拉普拉斯變換）或單位圓（Z變換）上的取值，它描述瞭係統對不同頻率信號的增益和相位偏移。通過頻率響應，我們可以直觀地瞭解係統是放大還是衰減特定頻率的信號，以及引入的相位失真。 係統穩定性與因果性： 穩定性是係統正常工作的關鍵。一個穩定的係統，對於有界的輸入信號，其輸齣信號也必須是有界的。我們將學習如何根據係統的衝激響應或係統函數來判斷係統的穩定性。因果性是指係統的輸齣在任何時刻隻與當前和過去的輸入有關，而與未來的輸入無關。在實際通信係統中，因果性是必不可少的。 第三部分：通信係統中的關鍵技術 基於對信號與係統的深刻理解，本書將進一步探討在現代通信係統中至關重要的關鍵技術。 調製與解調： 調製是將信息信號（基帶信號）的特性（如幅度、頻率或相位）改變，使其適應傳輸信道的需要，並能有效地進行傳輸。解調則是調製的逆過程，用於從接收到的載波信號中恢復齣原始的信息信號。我們將介紹不同類型的調製技術，如調幅（AM）、調頻（FM）、調相（PM）、幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）以及更高級的QAM（正交幅度調製）等。每種調製方式都有其優缺點，適用於不同的通信場景。 數字信號處理基礎： 現代通信越來越趨嚮於數字化。數字信號處理（DSP）是通信係統中的核心組成部分。我們將介紹離散時間信號和係統的基本概念，包括采樣定理（奈奎斯特準則），它規定瞭采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍，纔能無損地恢復原始連續信號。我們還將討論數字濾波器的設計與應用，用於去除噪聲、整形信號或分離信道。快速傅裏葉變換（FFT）作為一種高效計算離散傅裏葉變換的算法，在現代通信係統中有著廣泛的應用。 信道與噪聲： 任何通信過程都不可避免地受到信道失真和噪聲的乾擾。信道是指信息信號在發送端到接收端之間傳播的媒介，如電纜、自由空間、光縴等。信道會引起信號的衰減、失真（如頻率選擇性衰減、延遲失真）和多徑效應。噪聲是影響通信質量的主要因素，它隨機疊加在信號上，降低信噪比（SNR）。我們將討論不同類型的噪聲，如高斯白噪聲，以及它們對通信係統性能的影響。 信息論基礎： 為瞭度量信息的量化以及通信係統的極限容量，信息論提供瞭重要的理論基礎。我們將簡要介紹熵、信源編碼（用於數據壓縮）和信道編碼（用於差錯控製）的基本概念。信道編碼能夠通過引入冗餘來提高通信係統的可靠性，即使在存在噪聲的情況下也能保證數據的準確傳輸。 現代通信係統實例： 為瞭幫助讀者更好地理解理論知識的應用，本書還將穿插介紹一些現代通信係統的實例，例如蜂窩通信係統（如4G、5G）、無綫局域網（Wi-Fi）、衛星通信係統等，並簡要分析這些係統中涉及的關鍵信號與係統原理。 本書的特色與價值 本書在內容組織上循序漸進，從信號的基本概念，到係統的分析方法，再到具體的通信技術，形成瞭一個完整的知識體係。我們在講解抽象理論的同時，注重與實際通信應用的聯係，力求使讀者不僅掌握理論，更能理解其在工程實踐中的意義。書中配有大量的圖示和例題，幫助讀者理解復雜的概念，並提供練習題，以鞏固所學知識。 通過學習本書，讀者將能夠： 深入理解信號的數學錶示和變換方法。 掌握分析和描述綫性時不變（LTI）係統的工具。 理解現代通信係統中各種關鍵技術的原理。 具備對通信係統進行基本分析和設計的能力。 為進一步學習通信原理、信號處理、信息論等高級課程打下堅實基礎。 本書適閤於電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學等相關專業的本科生和研究生，也適閤於從事通信技術研發和工程實踐的專業人士參考閱讀。掌握本書內容，將為理解和駕馭日益復雜的現代通信技術提供強有力的支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號與係統》仿佛是一扇通往工程世界的大門，為我揭開瞭信號處理和係統分析的奧秘。在翻閱它的過程中，我深刻體會到瞭理論與實踐的緊密結閤。書中的概念講解清晰透徹，例如傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心內容，作者都循序漸進地引入，並通過大量的圖示和實例加以說明，讓我這個初學者也能逐步掌握。尤其讓我印象深刻的是，書中不僅講解瞭離散時間信號和連續時間信號的特性，還深入探討瞭綫性時不變係統（LTI）的分析方法，包括捲積、係統函數等關鍵知識點。每一個公式的推導都詳略得當，便於理解，而且作者在講解過程中，也常常會引用一些實際工程中的應用場景，比如通信係統、控製係統中的信號處理問題，這極大地激發瞭我學習的興趣，讓我覺得這些抽象的數學工具原來在現實生活中有著如此廣泛而重要的作用。書中對於各種典型信號（如衝激信號、階躍信號、指數信號）的性質和行為的分析也相當到位，讓我能夠更好地理解它們在係統中的響應。此外，教材中的習題設計也很有深度，既有鞏固基本概念的題目，也有需要綜閤運用所學知識解決的綜閤性問題，這為我的學習提供瞭很好的檢驗和提升平颱。總而言之，這本教材為我打下瞭堅實的信號與係統基礎，讓我對這個領域充滿瞭探索的欲望。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本《信號與係統》，我最直觀的感受就是它是一本非常“實用”的書。書中大量的例子和應用場景，讓我真切地看到瞭信號與係統理論如何在工程領域發揮作用。例如，在講解濾波器設計時，書中不僅給齣瞭理論公式，還通過具體的濾波器類型（如低通、高通、帶通濾波器）和它們在信號去噪、頻率選擇等方麵的應用，讓我對濾波器的作用有瞭更深刻的認識。書中關於采樣定理的闡述也相當透徹，它解釋瞭為什麼我們需要以兩倍於最高頻率的速率進行采樣，以及欠采樣可能帶來的混疊現象，這對於理解數字信號處理至關重要。我特彆喜歡書中關於係統時域和頻域響應分析的對比講解，通過這種對比，我能夠更全麵地理解係統的行為。另外，作者在介紹一些高級概念，如狀態空間分析法時，也盡量用通俗易懂的語言來解釋，並結閤圖示，使得即便初次接觸的讀者也能有所體會。整本書的編排邏輯清晰，章節之間的聯係緊密，仿佛在講述一個連續的故事，讓你在不知不覺中就掌握瞭復雜的知識。它讓我不再覺得信號與係統是“空中樓閣”，而是切實存在於我們周圍的工程技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的，是一種對“信息流動”本質的深刻洞察。它讓我明白，我們所接收到的各種信息，無論是聲音、圖像還是其他形式，都可以被看作是信號，而它們在傳遞、處理過程中所經曆的“變化”和“轉換”，都可以用係統來描述。我印象深刻的是書中對“捲積”的解釋，它不僅僅是一個數學運算，更是描述一個係統如何“記憶”並“整閤”過去輸入信息，以産生當前輸齣的過程。作者通過生動的比喻和形象的圖示，將這個過程描繪得淋灕盡緻，讓我仿佛能“看到”信號在係統中“流動”並被“塑造”的過程。書中關於係統函數和零極點分析的內容，更是為我打開瞭理解係統內在特性的一扇窗戶。通過對係統函數的研究，我能夠預測係統在不同頻率下的行為，並對係統的穩定性、頻率選擇性等關鍵屬性有清晰的認識。這本書讓我意識到，信號與係統不僅僅是一門學科，更是一種思維方式，它教會我如何抽象問題，如何用數學工具來分析和解決工程實踐中的挑戰。它為我提供瞭一個強大的理論框架，讓我能夠更深入地理解通信、控製、電子工程等領域的精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書著實讓我耳目一新，它用一種相當“接地氣”的方式，將原本可能枯燥的信號與係統理論，變得生動有趣。我特彆欣賞作者在介紹捲積定理時的處理方式，沒有簡單地給齣公式，而是從“係統對輸入信號的響應是輸入信號與係統衝激響應的捲積”這一直觀的物理意義齣發，一步步引導讀者理解其背後的數學原理。書中對於不同類型係統的分類和判斷，如因果性、穩定性、綫性度等，也都講解得非常到位，並且提供瞭實用的判斷方法。我尤其喜歡書中關於Z變換和傅裏葉變換在離散信號分析中的應用章節，這部分內容對於理解數字信號處理至關重要。作者通過引入伯德圖、奈奎斯特圖等圖形化分析工具，讓係統頻率響應的特性一目瞭然，這對於係統設計和穩定性分析非常有幫助。我甚至感覺，通過這本書的學習，我仿佛擁有瞭一雙“透視眼”，能夠看穿信號在係統中的“旅程”，並預測係統的“反應”。書中還穿插瞭一些趣味性的思考題，鼓勵讀者在學習之餘進行更深入的探索，這種教學方式非常適閤我這種喜歡主動思考的學生。可以說，它不僅是一本教科書，更像是一位循循善誘的老師，引領我一步步走近信號與係統的核心。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本《信號與係統》最大的優點在於其強大的邏輯性和嚴謹的學術性。它係統地構建瞭一個完整的知識體係，從最基礎的信號錶示方法，到復雜的係統分析工具，層層遞進，毫不含糊。特彆是對於傅裏葉級數和傅裏葉變換的講解，我認為是這本書的亮點之一。作者並沒有止步於介紹公式，而是深入剖析瞭其數學本質，並詳細解釋瞭它們在不同場景下的應用，比如周期信號的頻譜分析、非周期信號的頻譜特性等。書中關於拉普拉斯變換的內容也相當精彩，它不僅統一瞭對連續時間信號和係統的分析，還為係統穩定性分析提供瞭強大的工具。我尤其贊賞作者在講解過程中，對於一些關鍵概念的反復強調和多角度闡釋，這對於加深理解非常有幫助。而且，書中的數學推導清晰、完整，沒有跳躍式的講解，讓我在學習過程中感到非常踏實，能夠追溯每一個結論的來源。盡管某些章節涉及的數學知識確實有一定難度，但通過作者的精心編排，整體的學習麯綫是相對平緩的，並且隨著知識的積纍，你會感受到一種豁然開朗的喜悅。這本教材無疑為我後續深入學習通信、控製等相關專業打下瞭堅實的基礎。