普通高等教育電子信息類“十二五”規劃教材：信號與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王吉林，紀正飚 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子信息
• 通信工程
• 自動控製
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 數理基礎
• 模擬電路

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118080889

版次：1

商品編碼：11053287

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-07-01

用紙：膠版紙

頁數：213

字數：312000

正文語種：中文

內容簡介

《普通高等教育電子信息類“十二五”規劃教材：信號與係統》主要闡述瞭信號的時域分析和變換域分析，采用連續與離散並行、先時域後變換域的體係結構。本書論述清楚，概念明確，重點突齣，層次清晰，便於教學。
全書共包括信號與係統、連續信號與係統的時域分析、離散係統的時域分析、連續係統的頻域分析、連續係統的s域分析、z變換、係統函數7章。各個章節配有不同層次的習題，以供選用。
《普通高等教育電子信息類“十二五”規劃教材：信號與係統》可作為高等學校電子、通信、自動化類等各專業“信號與係統”課程的本科生教材，也可供有關科技工作者自學參考使用。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 緒言
1.2 信號的分類
1.2.1 確定信號和隨機信號
1.2.2 連續信號和離散信號
1.2.3 周期信號和非周期信號
1.2.4 能量信號和功率信號
1.2.5 一維信號和多維信號
1.2.6 因果信號和反因果信號
1.3 信號的基本運算
1.3.1 信號的加、減、乘運算
1.3.2 信號的時間變換運算
1.4 階躍函數和衝激函數
1.4.1 階躍函數
1.4.2 衝激函數
1.4.3 序歹g（k）和e（k）
1.5 係統的性質及分類
1.5.1 綫性
1.5.2 時不變係統與時變係統
1.5.3 因果係統與非因果係統
1.6 係統的描述
1.6.1 連續係統
1.6.2 離散係統
本章小結
本章習題

第2章 連續信號與係統的時域分析
2.1 LTI連續係統的響應
2.1.1 微分方程的經典解
2.1.2 關於0-和0+初始值
2.1.3 零輸入響應和零狀態響應
2.2 衝激響應和階躍響應
2.2.1 衝激響應
2.2.2 階躍響應
2.3 捲積積分
2.3.1 信號的時域分解與捲積積分
2.3.2 捲積的圖解
2.4 捲積積分的性質
2.4.1 捲積代數
2.4.2 奇異函數的捲積特性
2.4.3 捲積的微積分性質
2.4.4 捲積的時移特性
本章小結
本章習題

第3章 離散係統的時域分析
3.1 離散時間基本信號
3.1.1 離散時間信號
3.1.2 離散時間基本信號
3.2 LTI離散係統的響應
3.2.1 差分與差分方程
3.2.2 差分方程
3.2.3 全解求解的一般步驟
3.2.4 零輸入響應和零狀態響應
3.3 單位序列和單位序列響應
3.3.1 單位序列響應
3.3.2 單位階躍響應
3.4 捲積和
3.4.1 捲積和的定義
3.4.2 捲積和的圖示
3.4.3 捲積和的性質
3.4.4 離散係統零狀態響應
本章小結
本章習題

第4章 連續係統的頻域分析
4.1 信號的正交分解
4.1.1 矢量的正交分解
4.1.2 信號的相關性
4.1.3 正交函數集
4.1.4 信號的正交分解
4.2 傅裏葉級數
4.2.1 傅裏葉級數的三角形式
4.2.2 奇函數、偶函數的傅裏葉係數
……
第5章 連續係統的s域分析
第6章 Z變換
第7章 係統函數
附錄
參考文獻

前言/序言

信號與係統 麵嚮普通高等教育電子信息類“十二五”規劃教材 引言 在當今飛速發展的電子信息時代，對信號與係統的深入理解是電子信息類專業人纔培養的核心基礎。信號作為信息的載體，其産生、傳輸、處理與分析是構成一切電子信息係統的基石；而係統則是實現特定信號處理功能的載體。本教材《信號與係統》旨在為普通高等教育電子信息類專業的學生構建一個堅實而係統的知識框架，幫助他們掌握信號與係統的基本理論、分析方法和工程應用。 本教材的編寫遵循“十二五”國傢高等教育規劃教材的指導思想，注重理論的嚴謹性、內容的係統性、方法的通用性以及教學的有效性。我們力求在繼承經典信號與係統理論精髓的基礎上，融入近年來學科發展的新成果和新趨勢，強調理論與實踐相結閤，為學生未來的學習和科研打下堅實基礎。 教材內容概述 本教材共分為十五章，從基礎概念入手，逐步深入到更復雜的信號和係統分析方法，並最終引嚮實際應用。 第一部分：基礎理論與初步分析 第一章：信號與係統概述 本章首先定義瞭信號的內涵及其分類，包括連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，偶信號與奇信號，能量信號與功率信號等。 接著，引入瞭係統的概念，解釋瞭係統的輸入-輸齣關係，並對係統的基本性質進行瞭分類，如綫性與非綫性，時不變與時變，因果性與非因果性，穩定性與非穩定性。 通過對這些基本概念的清晰界定，為後續章節的學習奠定基礎，使學生對信號與係統的研究對象有一個初步而全麵的認識。 同時，本章也介紹瞭信號和係統在各個工程領域中的廣泛應用，激發學生的學習興趣。 第二章：連續時間信號的分析 本章聚焦於連續時間信號的深入分析。我們從信號的分解入手，詳細介紹瞭指數信號、正弦信號、單位階躍信號、單位衝激信號以及它們之間的關係。 重點講解瞭信號的捲積運算，這是分析綫性時不變係統（LTI係統）的核心工具。通過對捲積的深入理解，學生能夠掌握係統對任意輸入信號的響應。 此外，還引入瞭信號的傅裏葉級數和傅裏葉變換，它們是分析周期和非周期信號頻譜特性的強大工具。學生將學習如何將信號分解為不同頻率的正弦分量，從而揭示信號的頻率內容。 本章還涉及瞭傅裏葉變換的一些重要性質，如綫性、時移、頻移、捲積性質等，為後續的係統分析提供瞭重要的數學工具。 第三章：連續時間係統的分析 本章將第二章介紹的信號分析方法應用於連續時間係統。 我們重點分析瞭綫性時不變（LTI）係統，並闡述瞭其核心特性——通過衝激響應來完全描述係統。 詳細講解瞭利用捲積來求解LTI係統的零輸入響應和零狀態響應，從而得到係統的全響應。 引入瞭微分方程的求解方法，作為描述和分析連續時間LTI係統的另一種重要途徑。 此外，本章還探討瞭LTI係統的頻率響應，即係統對不同頻率信號的放大和相移特性，這對於濾波器設計等應用至關重要。 第四章：拉普拉斯變換及其應用 拉普拉斯變換是傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號，特彆是那些非周期但可能包含指數增長成分的信號，並且可以方便地進行係統分析。 本章詳細介紹瞭單邊和雙邊拉普拉斯變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。 推導並講解瞭拉普拉斯變換的各種性質，如綫性、時移、頻移、微分、積分、捲積等。 重點闡述瞭利用拉普拉斯變換來分析連續時間LTI係統，包括求解微分方程、分析係統函數、判斷係統穩定性以及求解零輸入和零狀態響應。 通過分析係統函數（傳遞函數），學生可以更直觀地理解係統的動態特性。 第五章：連續時間傅裏葉變換和傅裏葉級數在係統分析中的應用 本章將前幾章的理論知識進行整閤，重點關注連續時間傅裏葉變換和傅裏葉級數在係統分析中的具體應用。 我們通過大量實例，展示如何利用傅裏葉變換來分析係統的頻率特性，例如計算係統的幅度響應和相位響應。 講解瞭如何利用傅裏葉變換來求解LTI係統的輸齣信號，特彆是在傅裏葉域進行捲積運算，簡化瞭計算過程。 還討論瞭理想低通、高通、帶通濾波器等經典濾波器的頻率響應特性，並介紹瞭它們在信號處理中的作用。 第二部分：離散時間信號與係統 第六章：離散時間信號的分析 本章將信號分析的範圍擴展到離散時間信號。 我們定義瞭離散時間信號的分類，包括周期與非周期，能量與功率，偶與奇。 詳細介紹瞭離散時間信號的基本單元，如單位階躍序列、單位衝激序列，以及它們與連續時間對應物的關係。 講解瞭離散時間信號的捲積運算，這是分析離散時間LTI係統的核心。 引入瞭離散時間傅裏葉級數（DTFS）和離散時間傅裏葉變換（DTFT），它們用於分析周期和非周期離散時間信號的頻譜。 第七章：離散時間係統的分析 本章聚焦於離散時間係統的分析。 重點研究瞭離散時間綫性時不變（LTI）係統，並闡述瞭其通過脈衝響應（或稱為單位抽樣響應）來完全描述的特性。 詳細講解瞭利用捲積來求解離散時間LTI係統的零輸入響應和零狀態響應，從而得到係統的全響應。 引入瞭差分方程的求解方法，作為描述和分析離散時間LTI係統的另一種重要途徑。 此外，本章還探討瞭離散時間LTI係統的頻率響應，即係統對不同頻率離散信號的放大和相移特性。 第八章：Z變換及其應用 Z變換是拉普拉斯變換在離散時間係統中的對應物，是分析離散時間LTI係統的強大工具。 本章詳細介紹瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。 推導並講解瞭Z變換的各種性質，如綫性、時移、尺度變換、差分、纍加、捲積等。 重點闡述瞭利用Z變換來分析離散時間LTI係統，包括求解差分方程、分析係統函數（傳遞函數）、判斷係統穩定性以及求解零輸入和零狀態響應。 第九章：離散時間傅裏葉變換和傅裏葉級數在係統分析中的應用 本章整閤離散時間信號與係統分析的知識，重點關注離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散時間傅裏葉級數（DTFS）在係統分析中的實際應用。 通過大量實例，展示如何利用DTFT來分析離散時間係統的頻率特性，如計算係統的幅度響應和相位響應。 講解瞭如何利用DTFT來求解離散時間LTI係統的輸齣信號，尤其是在DTFT域進行捲積運算，簡化計算。 討論瞭離散時間濾波器，如FIR和IIR濾波器，以及它們在信號處理中的作用。 第三部分：高級主題與綜閤應用 第十章：捲積和相關 本章對捲積運算進行更深入的探討，它不僅是LTI係統分析的基礎，也在許多其他信號處理領域有著重要應用。 詳細分析瞭連續時間信號和離散時間信號的捲積性質，以及它們的計算方法。 引入瞭相關（Correlation）的概念，並闡述瞭它與捲積的聯係和區彆。 討論瞭捲積和相關在匹配濾波、信號檢測、模式識彆等方麵的應用。 第十一章：係統函數和框圖錶示 本章專注於係統函數的進一步分析，它是一個抽象但極其重要的概念，能夠完整地描述LTI係統的特性。 詳細講解瞭如何從微分方程和差分方程中提取係統函數。 介紹瞭零、極點概念及其與係統穩定性和頻率響應的關係。 引入瞭係統框圖錶示法，包括串聯、並聯和反饋連接，以及如何利用這些結構來分析復雜係統的整體行為。 討論瞭係統函數在係統設計和分析中的重要作用。 第十二章：傅裏葉變換傢族：DFS、DFT和FFT 本章將討論更實用的傅裏葉變換形式，特彆是在數字信號處理（DSP）中廣泛應用的離散傅裏葉變換（DFT）。 介紹瞭離散傅裏葉級數（DFS），它是對周期離散信號進行頻譜分析的工具。 詳細講解瞭離散傅裏葉變換（DFT）的定義、性質以及與DTFT的關係。 著重介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法，它大大提高瞭DFT的計算效率，使得傅裏葉分析在實際應用中成為可能。 討論瞭FFT在頻譜分析、濾波、調製解調等數字信號處理中的應用。 第十三章：采樣理論 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟，是數字信號處理的基礎。 本章詳細闡述瞭采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理），解釋瞭奈奎斯特率的概念及其重要性。 深入分析瞭欠采樣和過采樣可能帶來的問題，如混疊（Aliasing）現象，並給齣瞭避免混疊的措施。 講解瞭理想采樣、自然采樣、平頂采樣等不同采樣方式的特點。 討論瞭采樣理論在模擬信號數字化過程中的核心作用。 第十四章：綫性調頻（LFM）信號與綫性調頻（LFM）係統 本章引入瞭綫性調頻（LFM）信號，它是一種在雷達、通信等領域廣泛應用的信號。 詳細介紹瞭LFM信號的産生、特性以及其在時域和頻域的錶現。 講解瞭LFM係統（例如匹配濾波器）如何對LFM信號進行處理，實現信號的壓縮和檢測。 討論瞭LFM信號與LFM係統在實際應用中的原理和優勢。 第十五章：信號與係統在通信和控製係統中的應用 本章是對前麵所學知識的綜閤應用，展示信號與係統理論在實際工程領域中的重要性。 通信係統應用： 講解瞭如何運用信號與係統理論分析和設計各種通信係統，包括信號的調製與解調（AM, FM, PSK, QAM等）、信道模型、噪聲對信號的影響以及抗噪聲技術。通過分析通信鏈路中的信號傳輸和處理過程，理解信息如何在不同環節中被編碼、傳輸和解碼。 控製係統應用： 闡述瞭如何利用信號與係統理論來分析和設計反饋控製係統。講解瞭傳遞函數、閉環係統穩定性分析（如奈奎斯特判據、根軌跡法）、係統響應（瞬態響應和穩態響應）等概念。通過分析控製係統的輸入-輸齣關係，理解如何通過調整係統參數來達到期望的控製目標。 本章強調瞭信號與係統作為連接基礎理論與工程實踐的橋梁作用。 總結 本教材《信號與係統》力求以清晰的邏輯、嚴謹的數學推導和豐富的實例，引導學生掌握信號與係統的基本概念、分析方法和工程應用。通過學習本書，學生將能夠： 1. 理解信號與係統的基本概念和性質： 能夠區分不同類型的信號，理解係統的基本特性，並能分析綫性時不變係統的特點。 2. 掌握信號的時域和頻域分析方法： 熟練運用傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等工具對信號進行分析，揭示其內在規律。 3. 能夠分析和設計綫性時不變係統： 掌握利用捲積、係統函數、微分方程/差分方程等方法來分析LTI係統的響應，並能評估係統的穩定性。 4. 理解采樣理論的核心原理： 掌握連續信號到離散信號轉換的關鍵，理解混疊等現象並學會避免。 5. 認識信號與係統在通信和控製等領域的應用： 為進一步學習專業課程奠定堅實基礎，為解決實際工程問題提供理論支撐。 我們希望本書能夠成為電子信息類專業學生學習信號與係統的良師益友，幫助他們深入理解現代電子信息技術的基石，並為他們在未來的學習和職業生涯中取得成功提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，我最直觀的感受就是它的“厚重感”，這不僅體現在紙張的質量和頁數上，更體現在其內容的深度和全麵性上。從信號的分類、性質，到係統的時域分析、頻域分析，再到離散時間信號與係統，幾乎涵蓋瞭信號與係統研究的所有核心領域。書中的數學推導過程非常詳盡，一步一步地展示瞭如何從基本原理齣發，推導齣重要的定理和公式。對於我這樣基礎不太紮實的讀者來說，這種細緻的講解方式非常有價值，讓我能夠跟隨作者的思路，一步步地理解每一個數學步驟的含義。另外，書中還對一些經典係統，如RC電路、RLC電路的瞬態響應和穩態響應進行瞭深入分析，這為我後續學習電路分析和控製理論打下瞭良好的基礎。雖然書中涉及的數學工具（如傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換等）對我來說是全新的挑戰，但作者的講解清晰易懂，並且在引入這些工具時，會強調其在信號與係統分析中的重要作用，這讓我對接下來的學習充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸素，采用瞭經典的藍白配色，字體清晰，一眼就能看齣是專業教材的風格。我當初選擇它，很大程度上是因為其“普通高等教育電子信息類‘十二五’規劃教材”的頭銜，這通常意味著內容會比較係統、權威，能夠覆蓋電子信息領域的核心基礎知識。拿到書後，我立刻翻閱瞭目錄，發現其結構安排得井井有條，從最基礎的信號概念、係統定義齣發，逐步深入到捲積、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等一係列核心內容。我尤其看重它在理論推導上的嚴謹性，很多定理和公式都有詳細的證明過程，這對於我理解信號與係統背後的數學原理至關重要。書中還配有不少圖示，用來輔助理解抽象的概念，比如不同類型信號的波形、係統的框圖錶示等，這些圖示的清晰度和準確性都給瞭我很大的幫助。雖然我還沒有完全讀完，但就目前的閱讀體驗而言，這本書的理論深度和廣度都符閤我對一本優秀教材的期待，為我打下堅實的理論基礎提供瞭保障。

評分☆☆☆☆☆

這本書的優點在於其內容的實用性和前瞻性。在學習過程中，我發現書中不僅僅是羅列枯燥的理論公式，而是盡可能地聯係實際工程應用。例如，在介紹濾波器設計時，書中就給齣瞭如何將理論模型轉化為實際電路實現的思路，雖然篇幅有限，但這種“理論與實踐結閤”的理念貫穿全書。此外，書中還涉及瞭一些數字信號處理（DSP）的基礎概念，這對於我們電子信息類專業的學生來說，是未來學習和工作不可或缺的一部分。我尤其欣賞的是，教材中穿插的例題和習題都非常有代錶性，能夠很好地檢驗我對知識點的掌握程度。很多習題不僅考察瞭理論計算，還引導我思考如何運用所學知識解決實際問題。雖然有些習題的難度不小，需要花費一些時間去鑽研，但這恰恰是提升我分析問題和解決問題能力的好機會。總的來說，這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地教導我，讓我能夠更好地理解信號與係統的應用價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其邏輯結構的清晰和語言錶達的精準。作者在闡述每一個概念時，都力求簡潔明瞭，避免使用含糊不清的錶述。從第一個章節開始，就為後續內容奠定瞭堅實的邏輯基礎，每一章的內容都承接上一章，層層遞進，使得整個知識體係顯得非常連貫。我特彆喜歡書中對一些關鍵概念的類比和解釋，比如將係統比作一個“黑箱”，輸入信號是“原材料”，輸齣信號是“加工品”，這種生動的比喻大大降低瞭抽象概念的理解難度。此外，書中對數學符號的使用也非常規範，每引入一個新的符號都會給齣明確的定義，這避免瞭在閱讀過程中因符號混淆而産生的睏惑。對於學習過程中遇到的難點，作者還會提供一些相關的拓展閱讀建議，雖然我目前還沒有精力去深入研究，但這為我日後進一步學習提供瞭方嚮。總的來說，這本書在知識傳授的藝術上做得非常齣色，讓我在學習過程中能夠事半功倍。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的收獲是對信號與係統之間的內在聯係有瞭更深刻的理解。書中不僅僅局限於對單一信號或係統的分析，而是著重強調瞭信號與係統之間的相互作用以及它們在不同域（時域、頻域）下的變換關係。我印象深刻的是關於捲積定理的部分，作者通過多種方式解釋瞭捲積在時域和頻域中的作用，以及它如何體現瞭係統對輸入信號的“記憶”和“濾波”功能。書中對不同類型信號的頻譜特性進行瞭詳細的分析，包括周期信號、非周期信號、衝激信號等，並通過傅裏葉變換和拉普拉斯變換等工具，揭示瞭它們在頻域中的分布規律。這讓我明白瞭為什麼在頻域分析中，我們能夠更容易地理解係統的頻率響應特性。這本書還為我打開瞭認識數字信號處理的大門，讓我瞭解到離散時間信號和係統的特點，以及Z變換在分析這些係統中的重要作用。總而言之，這本書極大地拓展瞭我對信號與係統本質的認知，為我後續在電子信息領域的深入學習打下瞭堅實的基礎。