信號與係統/普通高等教育“十二五”規劃教材·電子電氣基礎課程規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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梁風梅，郝潤芳，謝珺 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 電子電氣基礎
• 通信原理
• 自動控製
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 電氣工程
• 模擬電路

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121253614

版次：1

商品編碼：11658873

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材 ，

開本：16開

齣版時間：2015-01-01

用紙：膠版紙

頁數：304

字數：500000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統/普通高等教育“十二五”規劃教材·電子電氣基礎課程規劃教材》主要介紹確定信號與綫性時不變係統的基本概念與分析方法。基於係統的綫性時不變性，將信號分解為兩類基本信號，引齣瞭信號與係統的時域與變換域分析方法。
　　《信號與係統/普通高等教育“十二五”規劃教材·電子電氣基礎課程規劃教材》按照連續時間與離散時間並行的順序，分彆介紹瞭信號與係統的時域、頻域、復頻域分析方法及其MATLAB實現，最後探討瞭狀態變量分析法。編寫過程注重結構的完整性和內容的關聯性，力求由簡入繁、循序漸進地引入新概念與新方法，以利於教師的講授與學生的學習。

作者簡介

　　梁風梅，太原理工大學信息學院副教授，多年來一直從事信號與係統、通信與信息係統等專業方嚮的教學與科研工作。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 信號與係統
1.2 信號的描述與分類
1.2.1 信號的描述
1.2.2 信號的分類
1.3 係統的描述與分類
1.3.1 係統的描述
1.3.2 係統的分類
1.4 本書內容安排
1.5 本章小結
習題

第2章 信號與係統基礎
2.1 基本信號
2.1.1 指數信號與正弦信號
2.1.2 階躍函數與衝激函數
2.2 信號的分解
2.2.1 分解為偶部與奇部
2.2.2 分解為實部與虛部
2.2.3 分解為正交函數分量
2.2.4 分解為衝激信號
2.3 信號的基本運算
2.3.1 自變量的變換
2.3.2 相加與相乘
2.3.3 微分與積分
2.3.4 差分與纍加
2.4 係統的互聯
2.4.1 級聯
2.4.2 並聯
2.4.3 反饋連接
2.5 係統的基本特性
2.5.1 綫性
2.5.2 時不變性
2.5.3 記憶性
2.5.4 因果性
2.5.5 穩定性
2.5.6 可逆性
2.6 綫性時不變係統分析方法概述
2.7 利用MAITLAB錶示信號
2.7.1 信號的MATLAB錶示
2.7.2 利用MATLAB實現信號基本運算
2.8 本章小結
習題

第3章 綫性時不變係統的時域分析
3.1 LTI係統的響應
3.1.1 微分方程的經典解
3.1.2 差分方程的經典解
3.1.3 零輸入響應與零狀態響應
3.2 衝激響應與階躍響應
3.2.1 衝激響應
3.2.2 階躍響應
3.3 捲積積分及其性質
3.3.1 用衝激錶示連續時間信號
3.3.2 連續時間LTI係統的捲積積分錶示
3.3.3 捲積積分求解與計算
3.3.4 捲積積分的性質
3.4 捲積和及其性質
3.4.1 用脈衝錶示離散時間信號
3.4.2 離散時間LTI係統的捲積和錶示
3.4.3 捲積和求解與計算
3.4.4 捲積和的性質
3.4.5 反捲積(解捲積)
3.5 LTI係統的性質
3.5.1 係統互聯
3.5.2 因果性
3.5.3 穩定性
3.5.4 記憶性
3.5.5 可逆件
……

第4章 連續時間信號的頻域分析
第5章 連續時間LTI係統的頻域分析
第6章 離散時間信號的頻域分析
第7章 離散時間LTI係統的頻域分析
第8章 連續時間信號與係統的復頻域分析
第9章 離散時間信號與係統的復頻域分析
第10章 係統的狀態變量分析

附錄A 有關信號與係統的專業英語詞匯
參考文獻

前言/序言

信號與係統：從理論到實踐的深度探索 《信號與係統》是一本旨在全麵、深入地解析信號與係統理論及其在各個工程領域應用的書籍。本書以其嚴謹的學術邏輯、清晰的講解脈絡以及豐富的實例分析，為讀者構建瞭一個堅實的信號與係統知識體係。本書特彆適閤電子信息工程、通信工程、自動控製、計算機科學與技術、以及其他相關工程類專業的本科生和研究生閱讀，同時也為從事信號處理、通信係統設計、控製係統開發等工作的工程師提供瞭一本寶貴的參考手冊。 本書的核心理念與目標 本書的核心在於闡述“信號”是什麼，它們是如何産生的，以及“係統”如何對這些信號進行處理、變換和響應。我們深入探討瞭信號在時域和頻域的錶示方式，係統的基本性質，以及各種信號與係統分析工具。本書的目標是使讀者不僅掌握信號與係統的基本概念和分析方法，更能理解這些理論在解決實際工程問題中的重要作用，並培養獨立分析和設計信號處理係統的能力。 貫穿全書的知識脈絡 本書的章節設計層層遞進，邏輯清晰，確保讀者能夠循序漸進地掌握知識。 第一部分：基礎概念與時域分析 信號的錶示與分類： 本部分首先引入瞭信號的基本概念，對其進行分類，如連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，偶信號與奇信號等。我們將詳細介紹各種信號的數學錶示方法，包括解析錶達式、單位階躍函數、單位衝激函數等，並闡述它們在信號分析中的基礎地位。 係統的定義與性質： 隨後，我們將係統定義為對輸入信號進行某種變換的“黑箱”。在此基礎上，係統性地介紹瞭係統的基本性質，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等。這些性質是理解和分析係統行為的關鍵，本書將通過大量的例子來說明如何判斷一個係統是否具備這些性質，以及這些性質對係統響應的影響。 捲積及其在LTI係統分析中的應用： 捲積是連接輸入信號、係統和輸齣信號的關鍵數學工具，尤其在處理綫性時不變（LTI）係統時。本書將詳細講解捲積的數學定義、計算方法，並深入闡述其在LTI係統零輸入響應和零狀態響應分析中的核心作用。通過理解捲積，讀者將能夠準確預測LTI係統在任意輸入信號下的響應。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 頻域分析是信號與係統理論的核心內容。本書從傅裏葉級數入手，解釋如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量，從而揭示其頻譜特性。在此基礎上，進一步推廣到傅裏葉變換，使其能夠分析非周期信號的頻譜。我們將詳細推導傅裏葉變換的性質，並演示如何利用傅裏葉變換來分析係統的頻率響應，理解係統對不同頻率分量的處理方式。 第二部分：頻域分析與係統特性的深度挖掘 傅裏葉變換的應用： 傅裏葉變換不僅僅是一種數學工具，更是理解信號特性的強大武器。本書將展示傅裏葉變換在通信、濾波、調製解調等領域的廣泛應用。例如，通過分析信號的頻譜，我們可以設計濾波器來去除噪聲或提取特定頻率成分。 拉普拉斯變換： 拉普拉斯變換是對傅裏葉變換的進一步推廣，它能夠處理更廣泛的信號，包括不收斂的信號，並且在分析非周期、非穩定係統時具有顯著優勢。本書將詳細介紹拉普拉斯變換的定義、性質，以及它與傅裏葉變換的關係。特彆地，我們將重點講解如何利用拉普拉斯變換進行係統函數分析、穩定性判斷以及求解LTI係統的零輸入和零狀態響應，這在控製係統和電路分析中至關重要。 係統函數與頻率響應： 係統函數（傳遞函數）是描述LTI係統輸入輸齣關係的復有理式，它包含瞭係統的所有動態特性。本書將深入探討係統函數的零極點分析，以及如何通過係統函數直接推導齣係統的頻率響應。頻率響應是係統在不同頻率下的增益和相移，它直接決定瞭係統對信號的幅度和相位失真。 濾波器設計與分析： 濾波器是信號處理中最基本、最重要的組成部分。本書將介紹各種典型濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的原理，以及如何利用傅裏葉變換和係統函數來分析濾波器的性能。我們將討論理想濾波器和實際濾波器的區彆，並簡要介紹幾種常見的濾波器設計方法。 第三部分：離散時間信號與係統 離散時間信號與係統基礎： 隨著數字技術的飛速發展，離散時間信號與係統的分析變得尤為重要。本書將介紹離散時間信號的錶示、分類，以及離散時間係統的基本性質，如綫性、時不變性、因果性、穩定性。 Z變換： Z變換是離散時間信號與係統分析的核心工具，它與拉普拉斯變換在連續時間係統分析中的地位相對應。本書將詳細講解Z變換的定義、性質，以及如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統，包括求解差分方程、分析係統函數和頻率響應。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是用於分析離散時間信號頻譜的重要工具，它為數字信號處理提供瞭理論基礎。本書將詳細介紹DFT的定義、性質，並重點講解FFT算法。FFT作為一種高效計算DFT的算法，在實際工程中具有極其重要的應用價值，本書將闡述其原理和應用。 數字濾波器設計： 針對離散時間係統，本書將介紹數字濾波器的設計方法，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將討論不同類型數字濾波器的優缺點，以及如何根據係統需求選擇和設計閤適的數字濾波器。 第四部分：應用與拓展 信號的采樣與重建： 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟。本書將深入講解采樣定理，即奈奎斯特-香農采樣定理，並闡述過采樣和欠采樣的影響。同時，我們將介紹信號重建的原理，即如何從采樣後的離散信號中恢復原始連續信號。 隨機信號與係統： 實際信號往往包含噪聲等隨機成分。本書將引入隨機信號的基本概念，如概率密度函數、自相關函數、功率譜密度等，並介紹隨機信號通過LTI係統的分析方法。這對於理解通信係統中的噪聲乾擾、係統性能評估等問題至關重要。 現代信號處理技術的初步介紹： 為瞭給讀者提供更廣闊的視野，本書將在最後部分對一些現代信號處理技術進行初步介紹，如小波變換、自適應濾波等，讓讀者對信號處理領域的發展趨勢有所瞭解。 本書的特色與優勢 理論深度與廣度並存： 本書在保證理論嚴謹性的同時，也廣泛涵蓋瞭信號與係統分析的各個重要方麵，從經典的時域、頻域分析到現代的離散時間信號處理，力求為讀者構建一個完整的知識圖譜。 清晰的邏輯結構與循序漸進的學習路徑： 章節安排閤理，內容組織有序，確保讀者能夠從基礎概念逐步深入到復雜應用，學習過程流暢自然。 豐富的例題與習題： 每章都配有大量的例題，詳細解析瞭各種概念和方法的應用。大量的練習題則有助於讀者鞏固所學知識，提升解題能力。 注重理論聯係實際： 書中穿插瞭大量與實際工程應用相關的案例分析，幫助讀者理解理論知識的實際意義，例如在通信係統、控製係統、圖像處理等領域的應用。 語言通俗易懂，深入淺齣： 盡管內容涉及復雜的數學理論，但本書力求以最清晰、最易於理解的語言進行闡述，避免使用過於晦澀的術語，讓不同背景的讀者都能有效學習。 學習本書將獲得的能力 通過學習本書，讀者將能夠： 準確地描述和分析各種連續時間信號和離散時間信號。 理解和掌握綫性時不變係統的基本性質及其對信號的影響。 熟練運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換和Z變換等數學工具分析信號與係統。 理解係統的頻率響應，並能據此設計和分析濾波器。 掌握離散時間信號處理的基本原理，包括采樣、量化和數字濾波。 初步瞭解隨機信號及其在係統分析中的作用。 為進一步學習更高級的信號處理、通信、控製等專業課程打下堅實的基礎。 《信號與係統》不僅僅是一本教材，更是一扇通往信號與係統世界的大門。我們相信，通過本書的學習，讀者將能深刻理解信號與係統理論的精妙之處，並將其運用於解決各種工程挑戰，為未來的學習和職業發展注入強大的動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的係統分析部分，特彆是關於穩定性、因果性、時不變性和綫性性這幾個基本性質的講解，讓我對“係統”這個概念有瞭紮實的基礎。作者並沒有把這些性質孤立地講解，而是通過大量的例子，展示瞭它們之間的相互作用以及對係統行為的影響。例如，在分析一個非綫性係統時，作者會先將其與綫性係統進行對比，突齣非綫性帶來的復雜性，然後引入一些近似方法來處理。對於因果性，通過區分“現在”和“未來”的輸入，清晰地解釋瞭為什麼有些係統在現實中是不可實現的。時不變性則通過對比不同時間輸入的響應，讓我理解瞭係統行為的穩定性。這種由淺入深，層層遞進的講解方式，讓我能夠逐步建立起對各種係統性質的深刻理解，為後續更復雜的係統分析打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容簡直讓我眼前一亮，作者在講解信號的傅裏葉分析部分，真的是把概念剖析得淋灕盡緻。一開始我還擔心會遇到那些枯燥乏味的數學推導，結果發現書裏大量的圖示和直觀的例子，讓原本抽象的頻域概念變得生動易懂。尤其是在講到捲積定理時，作者通過不同信號的組閤，一步步演示瞭時域和頻域捲積是如何對應的，感覺像是給我打開瞭一扇通往信號本質的大門。而且，書中還穿插瞭很多實際應用，比如音頻信號處理、圖像壓縮等，讓我能真切地感受到這些理論是如何在生活中發揮作用的，這對於我這樣的初學者來說，簡直是及時雨。我覺得最棒的是，它不僅僅是理論的堆砌，更注重培養讀者的工程思維，讓我開始思考如何從信號的特性來設計係統，而不是死記硬背公式。這種教學方式，真的能激發我對信號與係統這門學科的興趣，讓我覺得學習過程本身就是一種探索和發現。

評分☆☆☆☆☆

關於這本書在隨機信號和噪聲這部分的敘述，我簡直是受益匪淺。在學習過程中，我一直對如何處理現實世界中不可避免的噪聲感到睏惑，而這本書恰恰給瞭我係統的解決方案。作者在介紹概率論基礎時，雖然沒有深入到復雜的數學證明，但卻精準地抓住瞭隨機信號分析的核心要點，比如概率密度函數、期望、方差等概念，並且用瞭很多通俗易懂的例子來解釋。當講到隨機過程時，我尤其對寬平穩和窄平穩的區分印象深刻，以及如何用自相關函數和功率譜密度來描述隨機信號的統計特性。書中關於綫性係統對隨機信號的作用，也讓我明白瞭係統如何影響噪聲的分布和形態。最重要的是，它還介紹瞭一些基本的抗噪聲策略，雖然不是深度的研究，但對於建立初步的抗噪聲意識非常有幫助，讓我不再害怕那些充滿不確定性的信號。

評分☆☆☆☆☆

這本書在復習和擴展傅裏葉變換的應用方麵，給我帶來瞭很多啓發。除瞭經典的傅裏葉級數和傅裏葉變換，書中還深入探討瞭拉普拉斯變換和 त्याचे對係統分析的強大作用。拉普拉斯變換在處理瞬態響應和係統穩定性方麵的優勢，通過其在求解微分方程和分析係統極點方麵的應用，被展現得淋灕盡緻。作者在介紹收斂域（ROC）時，也花瞭大量篇幅，清晰地解釋瞭它如何幫助我們判斷變換的唯一性以及與係統因果性的關係。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些關於傅裏葉變換在信號去噪、譜分析等實際工程問題中的應用案例，雖然可能不如專門的信號處理書籍那樣詳細，但其引入和概括，足以讓我看到理論與實踐的緊密聯係，激發我進一步探索這些高級應用的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹離散時間信號和係統這部分，讓我對數字信號處理有瞭全新的認識。以往我總覺得離散信號隻是連續信號的“簡化版”，但這本書通過對采樣定理的深入剖析，讓我明白瞭采樣過程中的信息損失和重建的挑戰，以及數字濾波器在去除噪聲、提取特徵方麵的關鍵作用。尤其是在講到Z變換時，作者巧妙地將復數域的概念與係統穩定性、頻率響應聯係起來，通過繪製零極點圖，清晰地展示瞭不同參數對係統行為的影響。我特彆喜歡書中關於濾波器設計方法的講解，從簡單的Butterworth濾波器到更復雜的Chebyshev濾波器，每一種都有詳細的設計流程和性能分析，這讓我對如何根據實際需求選擇和設計濾波器有瞭明確的思路。而且，這本書還涉及瞭一些數字信號處理中的經典算法，比如FFT，雖然篇幅不多，但其重要性和應用場景的介紹，足以讓我感受到它的強大力量。