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崔炜 著

图书标签:

• 信号与系统
• 实验
• 教程
• 电路分析
• MATLAB
• Simulink
• 通信原理
• 控制系统
• 数字信号处理
• 高等教育
• 理工科

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121223617

版次：01

商品编码：11408251

包装：平装

丛书名： 电子电气基础课程规划教材

开本：16开

出版时间：2014-02-01

页数：144

正文语种：中文

内容简介

本书是与“信号与系统”理论课程相配套的实验教程。内容包括：信号与系统硬件电路实验11个，信号与系统MATLAB实验 4个，共15个实验内容，并附有信号与系统软、硬件实验中所涉及的信号与系统实验箱和常用实验仪器仪表的使用说明，以及MATLAB软件的基本知识等内容。

作者简介

2005年- 长春理工大学电子信息学院。2011年1月第十届青年教师讲课比赛校二等奖；2006年9月指导吉林省大学生电子设计竞赛获省一等奖。

目录

目 录
第一章 信号与系统硬件电路实验 1
实验一 典型电信号的观察及测试 1
实验二 一阶电路响应的研究 4
实验三 二阶电路的瞬态响应 7
实验四 基本运算单元 9
实验五 50Hz非正弦周期信号的分解与合成 14
实验六 无源和有源滤波器 18
实验七 一阶系统模拟 21
实验八 二阶系统模拟 23
实验九 系统时域响应的模拟解 27
实验十 二阶网络状态轨迹显示 30
实验十一 抽样定理 34
第二章 信号与系统MATLAB实验 37
实验一 信号生成与运算的实现 37
实验二 连续系统的时域分析 44
实验三 连续信号、系统的频域分析 54
实验四 系统的复频域分析 70
附录A 信号与系统实验箱使用说明 79
附录B 扫频电源操作使用说明 82
附录C 常用电子仪器 84
附录D 实验室常用仪表性能和使用简介 97
附录E MATLAB应用基础 102

前言/序言

《电磁波与信息传输》 内容简介： 《电磁波与信息传输》是一本旨在为通信工程、电子信息工程、物理学等相关专业的学生和研究人员提供全面深入理解电磁波理论及其在信息传输中应用的基础性教材。本书着重于构建坚实的理论框架，并结合实际应用案例，引导读者掌握现代通信系统背后的核心原理。 第一部分：电磁波的基本理论 本书的第一部分将读者带入电磁波世界的基石。我们从经典的麦克斯韦方程组入手，详细阐述其物理意义和数学表达，并以此为出发点，推导出电磁波在真空、均匀介质以及各向异性介质中的传播特性。这部分内容将深入探讨电磁波的形成机制、传播方式（包括平面波、球面波等），以及其重要的物理量，如波长、频率、波数、相速度、群速度等。 为了更好地理解电磁波的传播，我们将重点介绍电磁波的边界条件，包括在理想导体、介质界面上的反射与折射现象。反射系数和透射系数的推导与分析将是这部分的核心内容，有助于读者理解信号在不同媒质分界面上的行为。此外，我们还会探讨电磁波的能量与动量，引入坡印廷矢量概念，解释能量如何在空间中传输，并分析电磁波与物质的相互作用，如吸收、散射等，这些都是理解光通信、雷达等技术的基础。 第二部分：导波结构与传输线理论 当电磁波不再自由传播，而是被限制在特定结构中时，我们进入了导波结构与传输线理论的范畴。本部分将详细介绍各种常见的导波结构，包括平行板波导、矩形波导、圆波导以及光纤。我们将推导这些波导的横电（TE）和横磁（TM）模式，分析不同模式的截止频率、传播常数和场分布。读者将了解到模式的形成是由于边界条件的约束，以及不同模式在传输过程中可能出现的特性差异，例如色散和损耗。 特别地，对于光纤部分，我们将深入讲解光纤的折射率分布（阶跃型和渐变型），以及全内反射原理在光纤传输中的关键作用。我们会分析单模光纤和多模光纤的特性，并讨论光纤中的损耗机制，如吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。 传输线理论是研究信号在非自由空间中传输的重要工具。本书将详细介绍传输线的等效电路模型，包括其电感、电容、电阻和电导参数。我们将推导出传输线方程，并分析其在各种激励下的时域和频域响应。传输线中的特性阻抗、传播常数、电压和电流的传播将得到详尽的讲解。 一个至关重要的概念是阻抗匹配。我们将深入探讨反射系数和电压驻波比（VSWR）的意义，并介绍如何通过匹配网络（如四分之一波长匹配器、史密斯圆图）来实现阻抗匹配，从而最大化功率传输并最小化信号反射。史密斯圆图作为一种强大的工程工具，我们将花费大量篇幅来讲解其使用方法，包括归一化阻抗的表示、反射系数的计算和阻抗变换等。 第三部分：天线理论与辐射 电磁波的产生和接收离不开天线。本部分将系统介绍天线的基本概念、分类及其工作原理。我们将从最简单的偶极子天线出发，详细推导其场分布、辐射方向图、输入阻抗和增益等重要参数。在此基础上，我们将介绍各种复杂的天线类型，如单极子天线、环形天线、对数周期天线、喇叭天线以及相控阵天线等。 天线的辐射过程是能量从电磁场向空间辐射的过程。我们将详细阐述傍轴近似和远场近似在天线理论中的应用，并讲解由电流元产生的电磁场。辐射阻抗的概念将得到深入分析，它决定了天线从馈电线接收能量的效率。天线的方向性、最大接收面积、极化等关键参数也将得到详细的介绍，这些参数对于理解天线的性能和选择合适的Антенну至关重要。 此外，本部分还将触及天线阵列的概念，包括均匀直线阵、面阵等。我们将分析阵列因子，以及如何通过调整阵元的位置和激励来控制阵列的辐射方向图，这在雷达、无线通信等领域具有广泛的应用。 第四部分：电磁波的测量与应用 本部分将聚焦于电磁波的实际测量技术和在信息传输中的各种应用。我们将介绍用于测量电磁场强度、频率、功率等参数的常用仪器，如示波器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等，并讲解它们的基本工作原理和使用方法。 电磁波在现代信息社会中扮演着不可或缺的角色。本书将通过具体案例，详细介绍电磁波在无线通信系统中的应用，包括蜂窝通信、卫星通信、Wi-Fi、蓝牙等。我们将分析不同通信系统所采用的频段、调制方式和天线技术，以及它们在信息传输效率、覆盖范围和抗干扰能力方面的权衡。 雷达系统作为电磁波应用的典型代表，我们将对其基本原理进行讲解，包括脉冲雷达、连续波雷达等，并分析雷达方程，理解雷达的探测距离和分辨率。此外，我们还将探讨电磁波在遥感、医学成像（如MRI）、微波加热等领域的应用，展现电磁波技术的广泛影响。 第五部分：电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI） 随着电子设备的普及和集成度的提高，电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）已成为重要的工程问题。本部分将介绍EMC的基本概念，包括辐射发射、传导发射、敏感性以及抗扰性。我们将分析电磁干扰的产生机制，如串扰、地弹、电源噪声等。 本书将提供实际的EMC设计原则和防护措施，包括屏蔽、滤波、接地、布局布线等。通过了解这些技术，读者能够设计出满足EMC要求的电子产品，减少电子设备之间的相互干扰，确保系统的稳定可靠运行。 总结： 《电磁波与信息传输》力求为读者构建一个完整、深入的电磁波知识体系。通过理论推导、图示分析和案例讲解，本书旨在培养读者分析和解决复杂电磁波相关问题的能力，为他们在未来的学习和职业生涯中打下坚实的基础。本书内容严谨，逻辑清晰，语言生动，适合作为高等院校相关专业的教材或参考书，也可作为从事电子信息、通信工程领域技术人员的进阶读物。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统实验教程》给我最深刻的印象是它在培养学生理解和应用能力方面的独到之处。它不仅仅是让你完成一个实验，更是让你在这个过程中理解信号与系统背后的原理。书中的实验设计非常具有层次感，从最基础的信号采样、量化开始，逐步深入到各种变换和系统分析。我记得有一个关于Z变换的实验，书中提供了一个非常直观的方式来展示离散时间信号在Z平面上的映射，以及如何通过观察零极点的位置来分析系统的稳定性。这个实验让我对Z变换的理解提升了好几个档次，从一个抽象的数学工具变成了一个有实际意义的分析工具。此外，书中还鼓励我们去尝试不同的信号类型和系统模型，并观察它们之间的交互作用，这种自由探索的空间非常宝贵，能够帮助我们建立起一个更加系统和全面的知识体系。这本书让我觉得，信号与系统不再是遥不可及的理论，而是触手可及的实践，它正在改变着我们理解和与世界互动的方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书《信号与系统实验教程》的编排方式非常人性化，它能够循序渐进地引导读者进入信号与系统的实验世界。我特别赞赏它在每个实验章节开头都会有清晰的实验目的和相关理论回顾，这就像是为我提供了一份“行前攻略”，让我对即将进行的实验有一个整体的认识，也避免了我在实验过程中因为理论知识不足而感到困惑。更难能可贵的是，书中提供的实验代码（我使用的是仿真部分）写得非常规范，注释也十分详细，即使是我这种编程经验不算特别丰富的学生，也能轻松理解和修改。我印象最深的是一个关于卷积的实验，通过书中的指导，我能够清晰地看到两个信号进行卷积运算后，如何生成新的信号，这个过程在我脑海中形成了一个非常具象的画面。而且，书中的一些“思考题”和“拓展题”非常有深度，它们引导我去思考信号与系统在不同领域的应用，比如通信系统、控制系统等等，这让我意识到这门学科的广泛性和重要性，也激发了我继续深入学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到这本《信号与系统实验教程》的时候，我并没有抱太高的期望，毕竟市面上关于这类课程的实验教材也算不少。然而，这本书却给了我一个巨大的惊喜。它的实验项目设计非常贴合实际应用，不像有些教材那样脱离实际，而是能够让我看到信号与系统理论在现实世界中的影子。比如，书中关于滤波器的实验，不仅演示了低通、高通、带通等基本滤波器的原理，还模拟了实际应用场景，比如音频信号中的噪声去除，或者图像处理中的边缘检测。我尤其喜欢书中对实验结果的解读部分，它不仅仅是简单地给出“正确”答案，而是引导我去分析实验数据中的偏差来源，去思考为什么会产生这样的结果，以及如何优化实验方案。这种培养批判性思维和解决问题能力的教学方法，对我来说非常有价值。而且，书中的插图和图表都非常精美，清晰地展示了信号的时域和频域特性，大大减轻了我的阅读负担。即使是对信号与系统不太熟悉的初学者，也能通过这些直观的图示快速理解抽象的概念。这本书让我觉得，学习信号与系统不再是一件枯燥的事情，而是一场充满发现和乐趣的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《信号与系统实验教程》是我目前为止接触过的最能将理论与实践完美结合的教材之一。它并不是那种简单罗列实验步骤的“操作手册”，而是真正地将读者视为一个具有独立思考能力的学习者。书中的实验设计非常巧妙，每一个实验都紧密围绕着信号与系统中的核心概念展开，并且注重培养我们动手能力和分析能力。我特别喜欢书中对一些经典信号（如冲激信号、单位阶蹋信号）的生成与处理的实验，它们是理解更复杂信号的基础，通过这些实验，我才真正体会到这些“基础”信号的重要性。而且，书中对于实验结果的讨论部分，写得非常深入，不仅分析了理论预期与实际结果的差异，还引导我们去探究造成这种差异的各种可能性，这对于培养严谨的科学态度非常有帮助。这本书让我觉得，学习信号与系统不再仅仅是记忆公式和概念，而是真正地去“玩转”信号，去理解它们是如何在各种系统中传递和变换的。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号与系统实验教程》真是让我大开眼界，虽然我之前对信号与系统这门学科的理解仅限于理论课本上的抽象概念，但通过这本书的实验指导，我仿佛一下子看到了一个生动鲜活的信号世界。最令我印象深刻的是，它并没有止步于理论的复述，而是将傅里叶变换、拉普拉斯变换这些曾经让我头疼不已的数学工具，通过一系列精心设计的实验，变得直观易懂。例如，在某个关于傅里叶级数展开的实验中，书中提供的仿真代码和图示，清晰地展示了如何用不同频率的正弦波叠加来逼近方波、锯齿波等，这个过程简直像是在玩“积木”一样，将复杂的信号分解与合成的原理展现得淋漓尽致。而且，实验步骤的设计非常严谨，从前期的理论铺垫，到实验前的硬件准备（即使是模拟仿真，也模拟得很到位），再到实验过程中的数据采集、处理和分析，都给予了详细的指引。更重要的是，书中还鼓励我们去探索一些“如果……会怎样”的问题，比如改变某个参数会如何影响频谱，或者在信号中加入噪声后会发生什么变化，这种探究式的学习方式，极大地激发了我深入研究的兴趣，让我不再是机械地完成任务，而是真正地去理解和掌握这些核心概念。