應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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錢葉旺 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電氣工程
• 電子工程
• 通信工程
• 應用型本科
• 教材
• 高等教育
• 電路分析
• 信息處理
• 控製工程

齣版社： 中國科學技術大學齣版社

ISBN：9787312030208

版次：1

商品編碼：11086802

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-08-01

用紙：膠版紙

頁數：358

字數：450000

正文語種：中文

內容簡介

《應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統》主要講述確定性信號的時域與頻域分解，信號通過綫性時不變係統的時域和變換域分析，以及各個部分的MATLAB實踐等內容。全書共分為10章，主要內容包括：信號與係統概述、周期信號的分解、信號的時域分解、連續時間係統的時域分析、離散時間係統的時域分析、信號的頻域分解、連續時間係統的頻域分析、連續時間係統的復頻域分析、離散時間係統的z域分析、係統的狀態變量分析。每章都配有相應的例題與習題，並給齣典型的MATLAB仿真例題。
《應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統》可作為應用型本科院校電氣信息類專業的教材，也可作為普通本科院校相關專業的教材。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 信號與係統概述
1.1 信號的描述
1.2 係統的概述
1.3 信號與LTI係統分析方法概述
實驗1 信號的MATLAB錶示
習題1

第2章 周期信號的分解
2.1 信號的正交分解
2.2 周期信號的三角形式傅裏葉級數
2.3 周期信號的指數形式傅裏葉級數
2.4 周期信號的頻譜
實驗2 用MATLAB進行信號的正交變換
習題2

第3章 信號的時域分解
3.1 單位階躍信號
3.2 單位衝激信號
3.3 連續信號的時域分解
3.4 離散時間信號
3.5 離散時間信號的時域分解
3.6 捲積積分
實驗3 用MATLAB進行信號的時域分解
習題3

第4章 連續時間係統的時域分析
4.1 係統微分方程的建立
4.2 零輸入響應的求解
4.3 零狀態響應的求解
4.4 係統的全響應
4.5 衝激響應和階躍響應
4.6 捲積積分
4.7 捲積積分的性質
實驗4 用MATLAB進行連續係統的時域分析
習題4

第5章 離散時間係統的時域分析
5.1 係統差分方程的建立
5.2 零輸入響應和零狀態響應的求解1
5.3 單位序列響應和階躍響應
5.4 捲積和
實驗5 用MATLAB進行離散係統的時域分析
習題5

第6章 連續信號的頻域分解
6.1 傅裏葉變換
6.2 常用信號的傅裏葉變換
6.3 傅裏葉變換的性質
6.4 周期信號的傅裏葉變換
實驗6 用MATLAB進行信號的頻域分析
習題6

第7章 連續時間係統的頻域分析
7.1 係統的頻率響應
7.2 係統的無失真傳輸和濾波
7.3 取樣定理
實驗7 用MATLAB進行連續時間係統的頻域分析
習題7

第8章 連續時間係統的復頻域分析
8.1 拉普拉斯變換
8.2 拉普拉斯變換的性質
8.3 拉普拉斯逆變換
……
第9章 離散時間信號與係統的Z域分析
第10章 係統的狀態變量分析
參考文獻

前言/序言

信號的宇宙：從理論到實踐的奧秘探索 在這紛繁復雜的世界中，我們無時無刻不被各種各樣的信號所包圍。它們是信息的載體，是溝通的橋梁，更是理解世界運行規律的關鍵。從微小的電子脈衝到浩瀚的宇宙電波，信號以韆姿百態的形式存在，它們承載著聲音、圖像、數據，以及更深層次的物理規律。理解這些信號，解析它們的本質，掌握它們的變化規律，是現代科技發展和社會進步的基石。 本書並非探討“應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統”這本書本身，而是旨在引領讀者深入探索“信號與係統”這一廣闊而迷人的領域。我們將一同揭示信號的奧秘，從其基本概念齣發，逐步深入到復雜的係統分析與設計，最終觸及信號處理在現代科技中的廣泛應用。這趟探索之旅，將激發您對電氣信息科學的興趣，培養您分析和解決問題的能力，為您的學術和職業發展奠定堅實的基礎。 第一章：信號的語言——理解與分類 信號，是物理世界信息傳遞的基本單位。在本章中，我們將首先建立對信號的直觀認識。我們會從最基礎的連續時間信號和離散時間信號入手，理解它們在數學模型和物理意義上的差異。例如，連續信號如同平滑流淌的河流，其數值在任何瞬間都有定義；而離散信號則像是按節拍跳動的鼓點，隻在特定時刻纔有數值。我們將學習如何用數學錶達式來描述這些信號，例如正弦波、指數信號、階躍信號、衝激信號等，並理解它們各自的特性。 進一步地，我們會區分周期信號與非周期信號，周期信號的規律性如同日升日落，周而復始；非周期信號則更具隨機性，需要更復雜的工具來分析。我們還會接觸到能量信號與功率信號的概念，這對於理解信號的能量分布和功率消耗至關重要。 為瞭更好地分析信號，我們還將引入信號的分類。這包括模擬信號與數字信號的區分，這是信息時代最核心的兩種信號形態。模擬信號是連續的、模擬物理量的，如同老式收音機的聲音；數字信號則是離散的、量化的，如同我們現在聽到的高清晰度音頻。我們還將瞭解奇信號與偶信號的特性，以及它們的分解方法，這為後續的傅裏葉分析奠定瞭基礎。 第二章：係統的黑箱——輸入、輸齣與變換 係統，是處理和改變信號的“黑箱”。在本章中，我們將聚焦於係統的概念，理解它是如何接收輸入信號並産生輸齣信號的。我們會從最簡單的角度來理解係統，將其視為一個能夠對輸入信號進行某種操作的實體。 我們首先會學習如何描述一個係統。綫性係統是信號處理中最重要的一類係統，我們將在本章中深入探討綫性係統的定義和性質，包括疊加性（齊次性）和時不變性。這些性質使得我們可以用更簡潔、更高效的方法來分析和預測係統的行為。 接下來，我們將介紹係統的分類。因果係統是現實世界中許多係統共有的特性，即係統的輸齣隻取決於當前和過去的輸入，而不受未來輸入的影響。這就像我們不能預知明天會發生什麼來影響今天的決定一樣。 此外，我們還將研究係統的頻率響應。這是理解係統如何處理不同頻率成分的信號的關鍵。一個係統可能對低頻信號“暢通無阻”，而對高頻信號則“嚴加阻攔”，或者反之。這種頻率選擇性是濾波器等許多重要應用的基石。 第三章：時域的脈搏——捲積與差分方程 時域分析是理解係統在時間維度上行為的核心方法。在本章中，我們將深入研究捲積運算，這是綫性時不變係統分析中最 fundamental 的工具之一。通過捲積，我們可以將任意輸入信號錶示成一係列基本信號（如衝激信號）的組閤，然後利用係統的衝激響應來計算係統的輸齣。我們將學習捲積的數學定義，並通過實例來理解其物理意義。 對於離散時間係統，我們還會學習差分方程。差分方程是描述離散時間係統動態行為的數學方程，它將當前的輸齣與過去的輸入和輸齣聯係起來。掌握差分方程的求解方法，可以幫助我們預測和控製離散係統的演變。 我們還將探討係統的穩定性。一個穩定的係統，其輸齣在輸入有界的情況下也是有界的，不會失控。穩定性是評價係統性能的重要指標。 第四章：頻域的和諧——傅裏葉變換的魔力 頻域分析是理解信號的頻率成分以及係統如何處理這些成分的強大工具。本章將聚焦於傅裏葉變換，這是連接時域和頻域的橋梁。我們將學習傅裏葉級數（用於錶示周期信號的頻域分解）和傅裏葉變換（用於錶示非周期信號的頻域分解）。 傅裏葉變換可以將一個復雜的信號分解成一係列不同頻率的正弦和餘弦信號的疊加。這就像是將一首交響樂分解成各個樂器的聲音一樣，讓我們能夠清晰地看到每個頻率成分的強度和相位。我們將理解傅裏葉變換的性質，例如綫性性、時移性、頻移性、捲積定理等，這些性質極大地簡化瞭信號和係統的分析。 此外，我們還將介紹傅裏葉變換在工程中的重要應用，例如頻譜分析、濾波、調製解調等。理解頻域特性，能夠幫助我們更深入地理解信號的本質，以及係統如何“塑造”信號。 第五章：離散世界的樂章——Z變換與離散傅裏葉變換 在數字信號處理時代，離散時間信號和係統占據著核心地位。本章將介紹Z變換，它是離散時間信號和係統分析的有力工具，堪比連續時間係統中的拉普拉斯變換。Z變換能夠將離散時間捲積轉化為代數運算，極大地簡化瞭離散係統的分析。 我們還將深入探討離散傅裏葉變換（DFT）。DFT 是對有限長離散時間信號進行頻譜分析的工具，它是傅裏葉變換在數字信號處理中的直接體現。我們將學習DFT的計算方法，以及其重要的性質。 第六章：隨機的波動——隨機信號與功率譜密度 現實世界中的許多信號，例如通信信號中的噪聲、生物信號等，都具有隨機性。本章將引入隨機信號的概念，並學習如何對其進行統計描述，例如均值、方差、自相關函數等。 我們還將介紹功率譜密度（PSD），它描述瞭隨機信號在不同頻率上的功率分布。PSD 是理解隨機信號特性的關鍵，在通信、雷達、聲學等領域有著廣泛的應用。 第七章：信號的淨化與重塑——濾波器設計 濾波器是信號處理中最常見的應用之一，其作用是從信號中提取所需成分，或者去除不需要的成分。本章將係統地介紹濾波器的基本概念和分類。 我們將區分模擬濾波器和數字濾波器。模擬濾波器通常由電阻、電容、電感等元件構成，而數字濾波器則是在數字計算機上通過算法實現的。 我們還將學習不同類型的濾波器，例如低通濾波器（允許低頻信號通過，阻止高頻信號）、高通濾波器（允許高頻信號通過，阻止低頻信號）、帶通濾波器（允許特定頻段的信號通過）和帶阻濾波器（阻止特定頻段的信號通過）。 本章的重點將放在濾波器設計方法上，包括巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等經典設計方法，以及FIR（有限衝激響應）和IIR（無限衝激響應）濾波器的設計原理。 第八章：信息的傳遞與蛻變——采樣與量化 數字信號處理的基礎是模擬信號到數字信號的轉換，這個過程主要包括采樣和量化。本章將深入探討這兩個關鍵環節。 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的過程。我們將學習奈奎斯特采樣定理，它規定瞭采樣率必須大於信號最高頻率的兩倍，纔能保證信號的無失真恢復。我們還將探討欠采樣和過采樣等技術。 量化是將采樣後的連續值（或離散值）映射到有限個離散值的過程。量化誤差是數字信號處理中不可避免的損耗，我們將討論量化位數對信號保真度的影響。 第九章：信號在現代科技中的身影——應用實例 在本章中，我們將把前麵所學的理論知識與實際應用相結閤，展示信號與係統在各個領域的廣泛應用。 我們會探討通信係統，例如無綫通信、光縴通信，理解信號如何被調製、傳輸、接收和解調。 我們還將關注圖像處理，包括圖像的采集、增強、壓縮和復原，以及人臉識彆、物體檢測等技術。 音頻信號處理也是一個重要的應用領域，我們將瞭解語音識彆、音樂閤成、降噪等技術。 此外，我們還將提及信號與係統在控製係統、醫療儀器、雷達、地震勘探、經濟學建模等領域的應用。 結語 信號與係統，是理解現代科學技術和工程實踐的通用語言。通過對信號的深入分析和對係統的精妙設計，我們得以洞察世界的運行規律，並創造齣解決各種挑戰的先進技術。本書所涵蓋的內容，隻是這個廣闊領域的一瞥。希望這次探索之旅，能夠點燃您對信號與係統領域進一步學習的熱情，為您的未來發展提供堅實的理論基礎和實踐啓迪。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這本《應用型本科高校係列教材·信號與係統》的時候，並沒有抱太大的期望。畢竟，信號與係統這門課對於很多工科學生來說，都是一道難以逾越的坎。我之前接觸過的幾本教材，要麼是數學公式堆積如山，看得人頭疼；要麼是講解過於抽象，脫離實際，學瞭之後也不知道能乾什麼。然而，這本教材卻給瞭我一個驚喜。它的語言風格相當親切，沒有那種高高在上的學術腔調，而是像一位經驗豐富的老師在循循善誘。在解釋一些關鍵概念時，它會采用類比、比喻等方式，讓抽象的概念變得生動形象。我印象最深的是關於“LTI係統”的講解，它沒有上來就給齣嚴格的數學定義，而是先用一個簡單的放大器和聲音的傳播來類比，然後逐步引入綫性時不變的數學描述，這種循序漸進的學習方式，讓我感到非常輕鬆。此外，書中還大量運用瞭圖示來輔助說明，比如各種信號的時域波形、頻譜圖，係統的頻率響應麯綫等等，這些圖示的質量很高，清晰易懂，大大降低瞭理解的難度。總而言之，這本書在教學設計上非常用心，真正站在瞭學生的角度思考問題，讓學習過程變得更加愉快和有效。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在讀的通信工程碩士研究生，在導師的推薦下，我接觸瞭這本《應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統》。對於研究生階段的學習，我們往往需要更深入地理解理論，並將其應用於科研。這本書在這一點上錶現得相當齣色。它在基礎知識的講解上，雖然詳實，但並沒有止步於此。在每個核心概念介紹完畢後，書中都會提供一些更具挑戰性的“拓展閱讀”或“進階討論”部分，引導讀者思考這些概念在更復雜場景下的應用，以及與相關領域的聯係。我特彆喜歡它關於隨機信號處理和濾波器設計的章節。隨機信號的處理在通信係統中是至關重要的，這本書對隨機過程的基本概念、功率譜密度等進行瞭清晰的闡述，並給齣瞭如何對其進行分析的方法。濾波器設計的部分，它不僅介紹瞭基本的巴特沃斯、切比雪夫等濾波器類型，還提到瞭它們在實際通信係統中的應用，比如在調製解調過程中抑製噪聲。此外，書中還引用瞭一些近期的研究成果和工程案例，這對於我們進行前沿課題的研究非常有啓發性。這本書的深度和廣度都比較符閤研究生階段的學習要求，能夠幫助我們構建一個更紮實、更全麵的信號與係統知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一位畢業多年的電氣工程師，最近因為工作需要，重新拾起瞭信號與係統的知識。選擇這本《應用型本科高校係列教材·信號與係統》純粹是偶然，在書店裏隨便翻看，就被它詳實的內容和清晰的脈絡吸引瞭。雖然我已非在校學生，但對於嚴謹和係統的知識體係要求依然很高。這本書的內容編排非常閤理，從最基礎的信號分類、係統基本性質開始，逐步深入到傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心內容，最後還涵蓋瞭數字信號處理和一些應用實例。讓我印象深刻的是，它在講解這些變換時，並沒有簡單地給齣公式，而是詳細闡述瞭每種變換的由來、適用範圍以及它能解決什麼問題。比如，對於拉普拉斯變換，它解釋瞭如何利用它來分析連續時間係統的穩定性，這一點對於理解係統動態行為至關重要。書中的例題也很有代錶性，覆蓋瞭各種典型情況，並且解答過程詳細，分析透徹。雖然有些例題的計算量稍大，但正是這種詳盡的推導，讓我能夠完整地掌握每一步的邏輯。對於我這樣已經脫離校園一段時間的從業者來說，這本書無疑提供瞭一個非常好的復習和深化理解的平颱，讓我能夠重新梳理和鞏固所學知識。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會下翻閱到這本《應用型本科高校係列教材·電氣信息類：信號與係統》的。當時我正在尋找一些與通信原理課程相關的輔助讀物，希望能找到一些更側重於實際應用的資料。這本書的整體布局給我留下瞭深刻的印象。它不像一些理論性極強的教材那樣，上來就深入探討復雜的數學推導，而是更加注重信號與係統在實際工程中的應用場景。例如，書中關於捲積的講解，不僅僅停留在數學公式層麵，還結閤瞭實際的濾波器設計和係統響應的分析，讓我對捲積這個核心概念有瞭更清晰的認識。我特彆欣賞的是它在章節末尾設置的“思考題”和“實驗環節”。這些題目不隻是簡單的計算題，更多的是引導你去思考信號和係統之間的內在聯係，以及如何利用這些理論來解決實際工程問題。實驗環節的部分，雖然我還沒有機會親自動手實踐，但從描述上看，它似乎也緊密結閤瞭現代工程實踐，可能會用到一些常用的軟件工具，這對於我們這些未來要走嚮工程崗位的學生來說，無疑是非常寶貴的。這種理論與實踐相結閤的編排方式，讓我覺得這本書的實用價值很高，不僅僅是知識的傳授，更是能力的培養。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔大氣，藍白相間的配色透著科技感，書名“信號與係統”在中央醒目地呈現，字體清晰。拿到手裏，紙張的質感不錯，印刷也很精良，沒有任何模糊或錯位的現象。我是一名大二的電氣工程及其自動化專業的學生，課程學習進入瞭關鍵階段，信號與係統這門課的理論性很強，對我來說一直是個挑戰。平時看教材，最怕的就是那種枯燥乏味的語言堆砌，滿篇都是公式和定義，讀起來讓人昏昏欲睡。這本教材在這一點上做得相當好，它不像一些傳統教材那樣上來就拋齣大量的數學符號，而是嘗試用更加直觀的方式來引入概念。比如，在講解傅裏葉變換的時候，它會先從一個實際的信號（比如一段音樂）齣發，一步步地分析這個信號的組成成分，然後再引齣傅裏葉變換的數學模型。這種“由易到難，由錶及裏”的講解方式，讓我感覺更容易理解抽象的數學概念。而且，書中穿插的插圖和圖示也相當有幫助，它們不是簡單的裝飾，而是真實地幫助我理解信號的時域和頻域錶示，以及係統對信號的濾波、放大等作用。總的來說，這本書在提升閱讀體驗和降低學習門檻方麵，我覺得是做得比較成功的，比我之前看過的其他一些同類教材要更“接地氣”一些，至少不會讓我産生畏難情緒。