信號與係統/全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭改枝，俞宗佐，郭瑛 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子信息
• 電氣工程
• 通信原理
• 數學基礎
• 高等教育
• 教材
• 基礎課程
• 模擬信號處理

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302337157

版次：1

商品編碼：11346612

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-11-01

用紙：膠版紙

頁數：356

字數：574000

正文語種：中文

編輯推薦

本書目的是使學生掌握信號、係統、網絡係統函數、頻譜、時域分析、頻域分析等基本概念，掌握綫性係統的時域、頻域、復頻域分析方法，培養分析問題與解決問題的能力，同時為後續通信原理、數字信號處理課程打下紮實的理論基礎。

為瞭讓學生掌握計算機輔助分析的方法，本書在每章的最後一節加入瞭MATLAB實踐部分，使用MATLAB對本章講述的重點、難點內容進行形象、直觀的計算機模擬與仿真實現，從而加深對信號與係統基本原理、方法及應用的理解，使讀者從基本理論過渡到實際應用。在每章的習題中也有配套的MATLAB上機練習題，供讀者進行上機實踐。

MATLAB部分的所有實例均通過實際上機調試，並在附錄中專門介紹瞭MATLAB軟件的使用，實踐性強，適於初學者使用。

本書另配套“學習指導和習題詳解”，目的是為學生提供課後習題的解題思路和方法，為加深學生對信號與係統中基本概念的理解和認識，推動學生靈活、深入地掌握信號與係統中的基本分析方法，並為今後的實際應用奠定基礎。

內容簡介

　　《信號與係統/全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材》主要介紹連續時間信號與係統的基本概念及時域分析方法、離散時間信號與係統及時域分析方法、三大變換（傅裏葉變換、拉普拉斯變換、z變換）、係統的狀態變量分析法等內容。為瞭讓學生在學習信號與係統基本知識的同時，掌握計算機輔助分析的方法，《信號與係統/全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材》加入瞭matlab實踐部分，使用matlab對每章講述的重點、難點內容進行形象、直觀的計算機模擬與仿真實現，從而加深對信號與係統基本原理、方法及應用的理解，為瞭幫助讀者掌握所學內容，提高分析和解決問題的能力，書中每章均附有習題，書後附有各章典型習題的參考答案。
　　《信號與係統/全國普通高校電子信息與電氣學科基礎規劃教材》適閤作為普通高等學校電子信息類專業和相近專業的本科生和工程碩士研究生的教材及非電子信息類專業碩士研究生教材，也可作為科技人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 信號與綫性時不變係統
1.1 信號與係統
1.2 信號的描述及分類
1.3 信號的運算
1.4 奇異信號
1.5 信號的分解
1.6 係統模型及其分類
1.7 信號與係統的應用
1.8 連續時間信號産生與運算的matlab實現
習題

第2章 連續時間係統的時域分析
2.1 係統分析方法
2.2 微分方程的建立與求解
2.3 起始點的跳變——從0_到0+狀態的轉換
2.4 零輸入響應和零狀態響應
2.5 衝激響應與階躍響應
2.6 捲積
2.7 捲積的性質
2.8 信號的相關
2.9 用matlab實現連續時間係統的時域分析
習題

第3章 離散信號與離散係統
3.1 序列——離散時間信號
3.2 離散係統的數學模型——常係數差分方程
3.3 離散時間係統的特點
3.4 離散時間係統的模擬
3.5 求解常係數的差分方程
3.6 離散時間係統的單位樣值（單位衝激）響應
3.7 捲積（捲積和）
3.8 離散信號的自相關函數
3.9 離散時間信號與係統時域分析的matlab實現
習題

第4章 信號的頻域分析——傅裏葉變換
4.1 周期信號的傅裏葉級數分析
4.2 典型周期信號的傅裏葉級數
4.3 傅裏葉變換——非周期信號的頻譜分析方法
4.4 幾種典型非周期信號的傅裏葉變換
4.5 衝激函數和階躍函數的傅裏葉變換
4.6 傅裏葉變換的基本性質
4.7 周期信號的傅裏葉變換
4.8 抽樣信號的傅裏葉變換
4.9 抽樣定理
4.10 連續綫性時不變係統的頻域分析方法
4.11 無失真傳輸
4.12 理想低通濾波器的單位衝激響應
4.13 理想低通濾波器的階躍響應
4.14 調製與解調
4.15 激勵和響應的能量譜與功率譜
4.16 佩利——維納準則和希爾伯特變換
4.17 連續時間係統頻域分析的matlab實現
習題

第5章 連續時間信號的復頻域分析
5.1 引言
5.2 拉普拉斯變換（lt）的定義及其收斂域
5.3 拉氏變換的基本性質
5.4 拉氏變換逆變換
5.5 用拉氏變換法分析電路、s域元件模型
5.6 係統函數h（s）
5.7 由h（s）的零、極點分布決定係統的時域特性
5.8 由係統函數零極點分布決定頻響特性
5.9 綫性係統的穩定性
5.10 連續時間係統s域分析的matlab實現
習題

第6章 z變換、離散時間係統的z域分析
6.1 從連續信號抽樣的拉普拉斯變換到z變換
6.2 z變換定義、典型序列的z變換
6.3 z變換的收斂域
6.4 逆z變換
6.5 z變換的基本性質
6.6 z變換與拉普拉斯變換的關係
6.7 利用z變換解差分方程
6.8 離散時間係統的係統函數
6.9 離散時間係統信號流圖錶示法及係統函數結構圖
6.10 離散係統的z域分析在matlab中的實現
習題

第7章 係統的狀態變量分析
7.1 狀態變量與狀態方程
7.2 連續時間係統狀態方程的建立
7.3 離散時間係統狀態方程的建立
7.4 連續時間係統狀態方程的求解
7.5 離散時間係統狀態方程的求解
7.6 係統的可控製性與可觀測性
7.7 係統狀態變量分析的matlab實現
……

前言/序言

　　本書是為高等院校電子技術類專業編寫的教學用書。“信號與係統”課程的目的是使學生掌握信號、係統、網絡係統函數、頻譜、時域分析、頻域分析等基本概念。掌握綫性係統的時域、頻域、復頻域分析方法。培養學生分析問題與解決問題的能力，同時為學生學習後續的通信原理、數字信號處理課程打下紮實的理論基礎。
　　本書共分7章。第1章介紹連續時間信號與係統的基本概念；第2章介紹連續信號與係統的時域分析方法；第3章介紹離散時間信號與係統及時域分析方法；第4～6章分彆介紹三大變換（傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）；第7章介紹係統的狀態變量分析法。全書采用國際單位製。為瞭幫助讀者掌握所學內容，提高分析和解決問題的能力，書中每章末均附有習題，書後附有各章典型習題的參考答案。本書還有配套的習題指導，可以為讀者提供課後習題的解題思路和指導。
　　為瞭適應信息時代的發展需要，讓學生在學習信號與係統基本知識的同時，掌握計算機輔助分析的方法，本書在每章的最後一節加入瞭MATLAB實踐部分，使用MATLAB對本章講述的重點、難點內容進行形象、直觀的計算機模擬與仿真實現，從而加深對信號與係統基本原理、方法及應用的理解，使讀者從基本理論過渡到實際應用。在每章的習題中也有配套的MATLAB上機練習題，供讀者進行上機實踐。
　　本書在編寫過程中注意保持瞭教學內容的完整性，同時汲取瞭校內外多位教師的寶貴意見，反復調整瞭本書的章節安排，力求能係統地介紹信號與係統理淪的基本概念和基本分析方法。在寫作中，力求做到層次清楚，語言簡潔流暢，重點突齣，便於讀者循序漸進地係統學習，領會重點和難點內容。MATLAB部分的所有實例均通過實際上機調試，並在附錄中專門介紹瞭MATLAB軟件的使用，實踐性強，適閤初學者使用。
　　本書的第1～5章的信號與係統理論部分由郭改枝執筆完成，第6章和第7章及附錄以及本書各章的MATLAB實踐部分均由俞宗佐執筆完成，書中的習題及配套的習題指導全部由郭瑛完成，全書由郭改枝統稿。
　　本書還有配套的資料、習題及課外考研輔導係列書隨後齣版。
　　本書是在內濛古師範大學各級領導和相關教師的關心和支持下完成的，在編寫過程中得到瞭內濛古大學李樹華教授的指導，在修訂過程中得到瞭內濛古師範大學計算機專業研究生的幫助，在此謹錶示衷心的感謝。
　　限於編者水平，錯誤與不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。
　　編者
　　2013年9月

探索信息的律動：信號、係統及其無窮奧秘 在這個信息爆炸的時代，我們被海量的聲音、圖像、數據所包圍。然而，這些紛繁復雜的信息背後，隱藏著一套深刻而普適的規律。理解這些規律，便是解鎖信息世界的鑰匙。本書將帶領您深入探索“信號”與“係統”這兩個核心概念，揭示它們如何構成我們感知世界、處理信息的基礎，並在此基礎上構建起一個豐富的理論框架，為理解通信、控製、圖像處理、語音識彆等眾多現代工程技術領域奠定堅實的基礎。 第一篇：信號——信息的載體與錶現 信號，是信息最直接的載體。它以各種形式存在，或隨時間變化，或隨空間分布，承載著我們想要傳遞、記錄或分析的各種信息。本篇將從信號的基本概念入手，逐步展開對不同類型信號的深入探討。 什麼是信號？ 我們首先定義信號，將其理解為物理量的時變或空變函數。從微小的電子脈衝到宏觀的天體運行軌跡，從一串數字編碼到一段悅耳的鏇律，都可以被視為信號。我們將區分模擬信號和數字信號，理解它們在錶示和處理上的根本差異，以及數字信號在現代技術中的主導地位。 信號的分類與性質： 信號韆姿百態，為瞭更好地理解和處理它們，我們需要對其進行分類。我們將學習如何根據信號的性質將其劃分為周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、確定性信號與隨機信號。每一種分類都揭示瞭信號在分析和處理上的不同側重點。 信號的運算： 信號之間可以進行各種運算，這些運算不僅能讓我們更深刻地理解信號的特性，也是後續係統分析的基礎。我們將學習信號的加法、減法、乘法、數乘、延遲、翻轉、伸縮等基本運算，並探討它們在實際應用中的意義。例如，信號的延遲對應著聲音的迴聲，信號的翻轉和伸縮則與圖像的鏡像和縮放有著密切的聯係。 傅裏葉變換——信號的頻域視角： 信號的時域錶示固然直觀，但很多時候，信號的內在結構和特性在頻域中錶現得更為清晰。傅裏葉變換是連接時域與頻域的橋梁。我們將學習傅裏葉級數和傅裏葉變換的概念，理解如何將一個信號分解成不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。通過頻域分析，我們可以輕易地識彆信號的頻率成分，設計濾波器來去除噪聲或提取特定頻率的信息，這在音頻處理、無綫通信等領域至關重要。 拉普拉斯變換與Z變換——信號的復頻域與復數域分析： 傅裏葉變換適用於穩定且收斂的信號，但對於更廣泛的信號和係統，我們需要更強大的工具。拉普拉斯變換將實數變量的信號擴展到復數域，能夠處理更復雜的信號和係統，特彆是瞬態響應的分析。Z變換則是對離散時間信號進行分析的強大工具，它將離散序列映射到復數域，是數字信號處理和離散係統分析的核心。我們將理解這些變換的定義、性質以及它們在解決工程問題中的應用。 捲積——信號與係統交互的本質： 捲積是一個描述綫性時不變係統如何響應輸入信號的關鍵數學運算。我們將深入理解捲積的定義和幾何意義，並學習如何通過捲積運算來求解綫性時不變係統的輸齣。捲積操作直觀地展現瞭係統“記憶”過去輸入信息並將其與當前輸入進行加權疊加的過程。 第二篇：係統——信號的處理與變換 係統是處理和變換信號的“加工廠”。它接收輸入信號，經過內部的各種機製作用，輸齣新的信號。理解係統的本質和特性，是設計和分析信息處理係統的關鍵。 什麼是係統？ 我們將係統定義為對輸入信號進行某種變換，産生輸齣信號的實體。係統可以是一個物理設備，如一個放大器、一個濾波器；也可以是一個抽象的數學模型，如一個算法。我們將區分因果係統、綫性係統、時不變係統、穩定係統等基本係統類型。 綫性時不變（LTI）係統——工程中最重要的一類係統： LTI係統因其良好的數學性質和廣泛的工程應用而占據核心地位。我們將深入研究LTI係統的特性，包括疊加性（綫性）和時移不變性。理解LTI係統的數學模型，如微分方程和差分方程，是分析其行為的基礎。 係統的時域分析——差分方程與微分方程： 對於離散時間LTI係統，差分方程是描述其輸入輸齣關係的數學工具。我們將學習如何求解差分方程，理解零輸入響應（係統的自由響應）和零狀態響應（係統對輸入的響應）的概念。對於連續時間LTI係統，微分方程扮演著類似的角色。通過求解這些方程，我們可以預測係統在不同輸入下的行為。 係統的頻域分析——頻率響應： LTI係統對不同頻率的信號具有不同的“偏好”。頻率響應就是描述係統對不同頻率信號的增益和相移特性的函數。我們將學習如何通過傅裏葉變換或拉普拉斯變換來獲得係統的頻率響應，並理解頻率響應在濾波器設計、係統穩定性分析等方麵的作用。例如，一個低通濾波器允許低頻信號通過，而衰減高頻信號。 係統的捲積錶示——衝激響應： 衝激響應是LTI係統最 fundamental 的特性之一。它描述瞭係統對一個單位衝激信號的響應。通過衝激響應，我們可以用捲積運算來錶示LTI係統的輸齣，即“輸齣是輸入信號與係統衝激響應的捲積”。這提供瞭一種統一的、強大的方法來分析和理解LTI係統。 係統穩定性——能否避免“失控”： 係統的穩定性是至關重要的。一個不穩定的係統，即使是很小的輸入擾動，也可能導緻輸齣信號無限增長，最終導緻係統“失控”。我們將學習判斷係統穩定性的條件，這通常與係統的極點位置（拉普拉斯變換的零點和極點）或特徵方程的根有關。 反饋係統——實現更強大的控製與調節： 反饋是許多復雜係統（如自動駕駛儀、恒溫器）的核心。通過將係統的輸齣部分地或全部地送迴到輸入端，反饋可以用於提高係統的精度、穩定性和魯棒性。我們將初步瞭解反饋係統的基本結構和其在控製理論中的重要作用。 第三篇：信號與係統的應用——構建現代信息世界 信號與係統理論並非孤立的數學抽象，它們是構建現代信息技術不可或缺的基石。本篇將展示這些理論如何應用於實際工程領域。 通信係統： 從廣播電視到移動通信，再到互聯網，通信係統都在以各種方式傳輸信息。我們將看到，信號的調製解調、信道編碼、濾波等過程都離不開信號與係統的分析。例如，手機通信中，語音信號被編碼、調製，通過無綫信道傳輸，再經過解調、解碼還原成語音，整個過程就是一係列信號與係統的處理。 控製係統： 自動駕駛、工業自動化、機器人技術等都依賴於先進的控製係統。信號與係統理論為設計能夠精確控製物理過程的控製器提供瞭數學工具，如PID控製器等。我們能理解如何通過分析係統的動態特性來設計閤適的控製器，使其達到期望的性能。 數字信號處理（DSP）： 現代電子設備無處不在的數字信號處理技術，如音頻壓縮（MP3）、圖像處理（JPEG）、語音識彆等，都建立在離散信號與係統理論之上。傅裏葉變換、Z變換、捲積等在DSP中有著核心地位。 其他應用： 信號與係統理論的觸角還延伸到許多其他領域，包括醫學信號分析（如心電圖、腦電圖）、地質勘探、金融時間序列分析等等。理解這些領域中的數據信號，並應用係統模型進行分析，能夠幫助我們發現隱藏的規律，做齣更明智的決策。 結語 本書旨在提供一個全麵而深入的信號與係統理論體係。通過對信號基本性質的剖析，係統模型的研究，以及兩者在實際工程中的廣泛應用，我們希望能夠激發您對信息世界奧秘的探索熱情，並為您在未來深入學習和研究相關領域打下堅實的基礎。掌握信號與係統，就是掌握理解和駕馭信息時代的關鍵力量。

評分☆☆☆☆☆

應用導嚮視角： 這本書給我最大的感受是，它不僅僅是紙上談兵，而是非常注重理論與實際應用的結閤。在學習過程中，我能看到作者如何將傅裏葉變換這樣一個看似純粹的數學工具，巧妙地應用於音頻信號的頻譜分析，比如如何通過它來識彆不同樂器的聲音特點，或者如何檢測音頻信號中的噪聲成分。又比如，在通信係統中，拉普拉斯變換和Z變換在分析係統的頻率響應和穩定性方麵起到瞭至關重要的作用，這些都是設計高效可靠通信係統的基礎。書中對濾波器設計的介紹，從基本的低通、高通到帶通、帶阻濾波器，都提供瞭清晰的數學模型和設計步驟，讓我能理解為何在音頻處理、圖像增強等領域需要使用這些濾波器。甚至在一些更基礎的概念，比如衝激響應，也通過對係統輸齣特性的分析，讓我理解瞭係統如何“記憶”和“響應”輸入信號。這本書讓我明白，信號與係統不僅僅是枯燥的數學理論，更是理解和改造我們所處電子世界的關鍵鑰匙，讓我對接下來的課程學習和未來的工程實踐充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

教師/研究者視角： 從教育者和研究者的角度來看，《信號與係統》教材的價值不言而喻。這本教材在教學體係中占據著核心地位，其內容編排的閤理性和理論講解的深度，直接影響著後續課程的教學質量以及研究生的培養。它係統地梳理瞭信號與係統分析的數學工具，包括但不限於傅裏葉分析、拉普拉斯變換、Z變換以及捲積等基本概念，為學生構建瞭一個完整的理論框架。書中對於不同變換之間的聯係和區彆的闡述，對於學生理解其普適性和適用範圍至關重要。此外，教材中對實際應用案例的引入，如濾波器設計、通信係統模型等，能夠幫助學生將抽象的理論與工程實踐聯係起來，培養其解決實際問題的能力。從研究的角度來看，這本教材為理解更前沿的信號處理技術，如小波分析、自適應濾波等，打下瞭必要的基礎。書中對係統建模和分析方法的介紹，也為進行復雜係統建模和優化提供瞭理論指導。總的來說，這本教材不僅是本科生的入門讀物，也是研究人員進行理論迴顧和知識鞏固的重要參考。

評分☆☆☆☆☆

進階者視角： 對於已經在信號處理領域摸爬滾打瞭一段時間的我來說，這本《信號與係統》提供瞭一個寶貴的迴歸和鞏固的機會。在實際工作中，我們常常會遇到各種各樣的問題，有時會不自覺地忽略瞭一些基礎理論的細節，而這本教材恰恰填補瞭這些空白。它不僅僅是羅列公式，更在於它對每一個概念背後的數學推導和物理意義進行瞭深刻的闡釋。我印象深刻的是關於離散時間信號與係統的部分，書中對Z變換的討論非常透徹，特彆是在係統穩定性分析和頻率響應的探討上，為理解數字濾波器設計奠定瞭堅實的基礎。此外，書中關於綫性時不變係統（LTI）的特性分析，如因果性、穩定性等，都做瞭詳盡的論述，這對於我們設計和分析實際係統至關重要。它還涉及瞭一些更高級的主題，比如傅裏葉級數和傅裏葉變換在不同領域的應用，從連續時間信號到離散時間信號的過渡處理，都體現瞭作者深厚的學術功底和嚴謹的教學思路。這本書讓我重新審視瞭一些我曾經認為理所當然的知識點，發現瞭很多之前未曾注意到的細微之處，極大地提升瞭我對信號與係統理論的理解深度。

評分☆☆☆☆☆

初學者視角： 作為一名剛剛踏入電子信息工程領域的學生，我常常感覺許多理論知識像是高深的迷宮，尤其是那些關於“信號”和“係統”的概念。這本《信號與係統》教材，我不得不說，它的確是一本很有分量的書。翻開它，首先映入眼簾的是清晰的目錄和規整的排版，給人一種紮實可靠的感覺。內容上，它深入淺齣地介紹瞭信號的基本類型、傅裏葉分析、拉普拉斯變換、Z變換等核心內容，這些都是理解後續更復雜電路和通信係統原理的基石。我特彆喜歡書中那些精心設計的例子，它們將抽象的數學公式與實際應用場景相結閤，比如音頻信號的處理、通信係統的調製解調等，讓原本枯燥的理論變得生動起來。雖然有些章節初次接觸確實需要反復琢磨，但我能感受到作者在梳理知識脈絡上下瞭很大的功夫，試圖讓初學者能夠循序漸進地掌握。尤其是對捲積定理的講解，雖然一開始讓我有些頭疼，但通過書中一步步的推導和圖示，我逐漸理解瞭它的物理意義和在係統分析中的重要性。這本書就像一位經驗豐富的老師，雖然有時會給齣一些挑戰，但最終的目標是幫助我們建立起堅實的信號與係統分析框架。

評分☆☆☆☆☆

批判性思考視角： 坦白說，初次接觸《信號與係統》這本教材時，我對其深度和廣度感到一絲畏懼。雖然它的內容非常全麵，幾乎涵蓋瞭信號與係統分析的方方麵麵，但隨之而來的挑戰也是顯而易見的。書中對於數學推導的嚴謹性要求很高，很多章節涉及復雜的積分和極限運算，對於基礎數學不夠紮實的學生來說，可能會感到吃力。我曾花瞭不少時間去理解離散傅裏葉變換（DFT）的推導過程，其與連續傅裏葉變換（FT）的聯係和區彆，以及采樣定理的數學證明，都讓我反復推敲。盡管如此，我不能否認其在構建完整理論體係方麵的貢獻。它迫使我們去深入思考，去理解每一個數學公式背後的物理意義，而不是簡單地記憶。然而，在某些章節，我確實希望能有更多的可視化輔助，比如更生動的動態圖示來展示信號的頻譜變化，或者係統響應隨參數變化而産生的演變過程，這樣或許能幫助理解得更快更直觀。盡管如此，這本書依然是一本不可或缺的教材，它教會瞭我如何進行嚴謹的數學推導，如何從數學模型中提煉齣係統的本質特性，這些能力對於未來的學習和研究是彌足珍貴的。