信號與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫愛晶，吉利萍，黨薇 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• Z變換
• 濾波器設計
• 控製係統
• 通信原理
• 數字信號處理

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115397508

版次：1

商品編碼：11771002

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等院校信息與通信工程規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：327

正文語種：中文

編輯推薦

1．章節安排上采用連續與離散並行、先時域後變換域的結構體係。
2. 簡化數學推導證明過程和技巧，側重係統的變換域分析方法。
3．突齣基本概念、基本方法,注重工程應用，利用MATLAB進行仿真實現。
4．引入通信係統方麵的實例，增強學生靈活運用知識的能力。
5. 陝西省精品資源共享課程。

內容簡介

本書全麵係統地論述瞭信號與係統的基本理論和分析方法，主要內容包括信號與係統的基本概念，連續時間信號與係統的時域、頻域和S域分析，離散時間信號與係統的時域、頻域和Z域分析，係統的狀態變量分析。本書采用連續與離散並行、先時域後變換域的結構體係，對課程內容做瞭適當的調整。內容取材上突齣基本理論、基本概念和基本方法，注重工程應用和實例分析，引入MATLAB軟件進行信號與係統分析的仿真實現。
本書可作為高等學校電子信息工程、通信工程、測控技術與儀器、光信息科學與技術、計算機科學與技術、電氣工程及自動化等專業的本科生教材，也可供相關專業科技工作人員參考。

作者簡介

孫愛晶，碩士，西安郵電大學通信與信息工程學院副教授，主要講授課程：信號與係統、通信原理、隨機信號分析，以第二完成人參與的“《通信原理》課程教學改革的研究與實踐”獲2005年陝西省教學成果二等奬。曾編寫過教材《通信原理》，2013年齣版，人民郵電齣版社。

內頁插圖

目錄

第一章 信號與係統
1．1 信號與係統基本概念
1．1．1 信號的基本概念
1．1．2 係統的基本概念
1．2 信號的分類
1．2．1 確知信號隨與機信號
1．2．2 連續時間信號與離散時間信號
1．2．3 周期信號與非周期信號
1．2．4 能量信號與功率信號
1．3 信號的基本運算
1．3．1 信號的加、減、乘
1．3．2 信號的平移
1．3．3 信號的反轉
1．3．4 信號的尺度變換
1．4 衝激函數及其性質
1．4．1 衝激函數的定義
1．4．2 衝激函數的導數
1．4．3 衝激函數的性質
1．5 係統的分類及性質
1．5．1 係統的分類
1．5．2 係統的性質
1．6 係統的描述
1．6．1 連續係統的描述
1．6．2 離散係統的描述
1．7 LTI係統分析概述
1．8 信號基本運算的MATLAB實現
1．8．1 利用MATLAB實現常用的連續信號波形
1．8．2 利用MATLAB實現常用的離散信號波形
1．8．3 利用MATLAB實現信號的基本運算
習題一
第二章 LTI連續係統的時域分析
2．1 LTI連續係統的響應
2．1．1 LTI連續係統微分方程的經典解
2．1．2 與 初始條件的轉換
2．1．3 零輸入響應和零狀態響應
2．2 LTI係統的單位衝激響應和階躍響應
2．2．1 單位衝激響應
2．2．2 階躍響應
2．3 捲積積分
2．3．1 捲積積分的概念
2．3．2 捲積積分的圖解法
2．4 捲積積分的性質
2．4．1 捲積的代數運算
2．4．2 奇異函數的捲積特性
2．4．3 捲積的微積分性質
2．5 利用捲積分析通信係統多徑失真的消除方法
2．6 相關函數的定義與性質
2．7 LTI連續係統時域分析的MATLAB實現
2．7．1 利用MATLAB實現LTI連續係統的時域分析仿真
2．7．2 利用MATLAB實現LTI連續係統的衝激響應
2．7．3 利用MATLAB實現LTI連續係統的單位階躍響應
2．7．4 利用MATLAB實現捲積積分
習題二
第三章 LTI離散係統的時域分析
3．1 LTI離散係統的響應
3．1．1 差分與差分方程
3．1．2 差分方程的經典解
3．1．3 零輸入響應和零狀態響應
3．2 LTI係統的單位序列響應和階躍響應
3．2．1 單位序列
3．2．2 單位序列響應
3．2．3 單位階躍響應
3．3 捲積和
3．3．1 捲積和的概念
3．3．2 捲積和的求解
3．3．3 捲積和的性質
3．4 LTI離散係統時域分析的MATLAB實現
3．4．1 利用MATLAB實現LTI離散時間係統的時域分析仿真
3．4．2 利用MATLAB實現捲積和
習題三
第四章 傅裏葉變換和係統的頻域分析
4．1 引言
4．2 信號的正交分解
4．2．1 信號正交與正交函數集
4．2．2 信號的正交分解
4．3 連續時間周期信號的傅裏葉級數
4．3．1 三角形式的傅裏葉級數
4．3．2 指數形式的傅裏葉級數
4．3．3 周期信號的對稱性與諧波特性
4．4 連續時間周期信號的頻譜
4．4．1 信號頻譜的概念
4．4．2 周期信號頻譜的特點
4．5 連續時間非周期信號的頻譜—傅裏葉變換
4．5．1 傅裏葉變換的定義
4．5．2 非周期信號的頻譜函數
4．5．3 常用函數的傅裏葉變換
4．6 傅裏葉變換的性質
4．7 連續時間周期信號的傅裏葉變換
4．7．1 正、餘弦信號的傅裏葉變換
4．7．2 一般周期信號的傅裏葉變換
4．7．3 周期信號的傅裏葉係數與傅裏葉變換
4．8 帕斯瓦爾關係
4．8．1 周期信號的功率
4．8．2 能量譜和功率譜
4．9 LTI係統的頻域分析
4．9．1 基本信號 激勵下係統的零狀態響應
4．9．2 任意信號 激勵下係統的零狀態響應
4．9．3 無失真傳輸條件
4．9．4 理想低通濾波器的特性
4．9．5 調製與解調
4．10 抽樣定理
4．10．1 信號的時域抽樣定理
4．10．2 周期脈衝抽樣
4．10．3 頻域抽樣
4．11 離散時間序列的傅裏葉分析
4．11．1 周期序列的離散時間傅裏葉級數(DFS)
4．11．2 非周期序列的離散時間傅裏葉變換(DTFT)
4．12 連續時間信號與係統頻域分析的MATLAB實現
4．12．1 利用MATLAB實現周期信號的分解與閤成
4．12．2 利用MATLAB實現周期信號的頻譜分析
4．12．3 利用MATLAB實現非周期信號的頻譜分析
4．12．4 利用MATLAB分析連續時間係統的頻域特性
4．12．5 利用MATLAB實現信號的時域抽樣
習題四
第五章 連續時間信號與係統的S域分析
5．1 拉普拉斯變換
5．1．1 從傅裏葉變換到拉普拉斯變換
5．1．2 收斂域
5．1．3 單邊拉普拉斯變換
5．1．4 常用信號的單邊拉普拉斯變換
5．1．5 單邊拉普拉斯變換與傅裏葉變換的關係
5．2 拉普拉斯變換的性質
5．3 拉普拉斯逆變換
5．4 LTI係統的復頻域分析
5．4．1 拉普拉斯變換求解微分方程
5．4．2 係統的S域框圖
5．4．3 電路的S域模型
5．5 係統函數與係統特性
5．5．1 係統函數
5．5．2 係統函數的零、極點
5．5．3 係統函數與時域響應
5．5．4 係統函數與頻率響應
5．5．5 係統的因果性
5．5．6 係統的穩定性
5．6 連續係統S域分析的MATLAB實現
5．6．1 利用MATLAB實現拉普拉斯變換
5．6．2 利用MATLAB實現部分分式展開
5．6．3 利用MATLAB實現拉普拉斯逆變換
5．6．4 利用MATLAB求解係統的零極點並繪製零極點分布圖
5．6．5 利用MATLAB實現LTI係統單位衝激響應和頻率響應
習題五
第六章 離散時間信號與係統的Z域分析
6．1 Z變換
6．1．1 從拉普拉斯變換到Z變換
6．1．2 收斂域
6．1．3 常用序列的Z變換
6．1．4 S域與Z域的關係
6．2 Z變換的性質
6．3 逆Z變換
6．3．1 冪級數展開法
6．3．2 部分分式展開法
6．4 LTI係統的Z域分析
6．4．1 Z變換求解差分方程
6．4．2 係統的Z域框圖
6．5 係統函數與係統特性
6．5．1 係統函數
6．5．2 係統函數的零、極點
6．5．3 係統函數與時域響應
6．5．4 係統函數與頻率響應
6．5．5 係統的因果性、穩定性
6．5 離散係統Z域分析的MATLAB實現
6．6．1 利用MATLAB實現Z變換
6．6．2 利用MATLAB實現部分分式展開
6．6．3 利用MATLAB實現逆Z變換
6．6．4 利用MATLAB求解係統的零極點並繪製零極點分布圖
6．6．5 利用MATLAB實現LTI離散係統單位序列響應和頻率響應
習題六
第七章 係統的信號流圖和狀態變量分析
7．1 信號流圖
7．1．1 信號流圖中相關術語的定義
7．1．2 信號流圖的基本性質
7．1．3 梅森公式
7．1．4 梅森公式與係統模擬
7．2 狀態變量和狀態方程
7．2．1 狀態與狀態變量
7．2．2 狀態方程和輸齣方程
7．3 連續係統狀態方程的建立和求解
7．3．1 由電路圖直接建立連續係統狀態方程
7．3．2 由輸入-輸齣方程建立連續係統狀態方程
7．3．3 拉普拉斯變換法求解連續係統狀態方程
7．4 離散係統狀態方程的建立和求解
7．4．1 由輸入-輸齣方程建立離散係統狀態方程
7．4．2 用Z變換求解離散係統的狀態方程
習題七

前言/序言

《穿越時空的低語：信息的迴響與塑造》 在這信息爆炸的時代，我們無時無刻不被各種各樣的“信號”所包圍。從清晨喚醒你的手機鬧鍾，到夜晚點亮城市的霓虹，再到遠在天邊的通信衛星發齣的微弱脈衝，它們以不同的形式，承載著或簡短或復雜的信息，共同編織著我們感知世界的網絡。然而，這些“信號”並非天然存在，它們是經過設計、轉換、傳遞和接收的産物，而其背後隱藏著一套深刻而迷人的規律。 《穿越時空的低語：信息的迴響與塑造》並非一本關於電子元件、電路圖或者特定通信協議的教科書。它更像是一次深入的探索，一次對信息本質、傳遞機製以及它們如何影響我們世界的哲學與科學的審視。本書旨在揭示那些隱藏在日常通信和感知現象背後的普適性原理，讓我們能夠以全新的視角去理解信息的起源、演變與力量。 第一篇：信息的宇宙，信號的語言 我們首先從“信息”這個概念本身齣發。信息是什麼？它僅僅是文字、聲音或圖像的載體嗎？本書將引導讀者超越錶象，去認識信息作為一種抽象實體，如何在各種物理載體中得以呈現。我們將探討信息的度量，例如信息熵如何量化不確定性，以及它在壓縮和編碼中的核心作用。這不僅僅是理論上的探討，而是通過生動的例子，比如古老的象形文字如何傳遞信息，到現代數字編碼如何高效存儲海量數據，來展現信息的普適性和演化。 接著，我們將目光聚焦在“信號”上。信號是信息的載體，但它本身並非信息。本書將剖析信號的構成要素：振幅、頻率、相位，以及它們如何被巧妙地組閤起來，如同音符組閤成鏇律，顔色組閤成畫作。我們將深入研究不同類型的信號：連續信號的平滑流動，離散信號的跳躍式變革；周期信號的規律往復，非周期信號的瞬息萬變。通過對這些信號特徵的理解，我們將認識到，即使是看似雜亂無章的現象，也可能蘊含著有序的信號規律。 本篇將引領讀者進入一個由振動、波形和頻譜構成的世界。我們將理解為什麼同一個信息，可以以聲音、光波、電磁波等多種形式傳遞；為何不同的信號會産生截然不同的效果。從自然的潮汐漲落，到鳥兒的鳴唱，再到人類的語言，本書將揭示這些現象背後共通的信號語言。我們還將審視信號的産生機製，是如何通過物理過程將信息轉化為可傳播的形式。 第二篇：信息的旅程，傳遞的藝術 信息一旦被編碼成信號，便踏上瞭它的旅程。這段旅程充滿瞭挑戰與機遇，而“傳遞”便是這段旅程中最關鍵的一環。《穿越時空的低語》將詳細探討信息傳遞的各種方式及其背後的奧秘。 我們將首先審視“通道”的概念。無論是空氣、水，還是光縴、無綫電波，它們都是信息傳遞的媒介，而每一種媒介都有其獨特的特性和局限性。本書將分析不同通道對信號的影響，例如噪聲是如何乾擾信息的，衰減又是如何削弱信號的強度。我們將學習如何通過“調製”技術，將信息巧妙地“安插”到載波信號上，使其能夠更好地適應特定的傳遞通道，例如AM、FM廣播的原理，以及更復雜的數字調製方式。 信息在傳遞過程中，不可避免地會受到乾擾。本書將深入探討“噪聲”的本質，從熱噪聲的隨機性，到外部乾擾的不可預測性。我們將理解噪聲是如何破壞信息的完整性，並介紹“濾波”技術，它是如何如同一個精密的篩子，幫助我們分離齣有用的信號，去除乾擾。我們將學習不同類型的濾波器，以及它們在消除噪聲、提取信息方麵的作用。 更進一步，我們將探討“編碼與解碼”的藝術。信息在傳遞過程中，需要以某種約定俗成的“碼”來錶示。本書將介紹如何設計高效且魯棒的編碼方案，以確保信息在復雜環境中也能被準確地還原。我們將瞭解糾錯碼的原理，它是如何在傳輸過程中主動地檢測和修正錯誤，從而保障信息的可靠性。從簡單的二進製編碼，到復雜的信源編碼和信道編碼，都將在此篇中得到深入的解析。 本篇還將觸及信息傳遞的效率問題。我們將討論“帶寬”的概念，它如何限製瞭信息的傳輸速率。通過理解采樣定理，我們將明白為何數字信號需要一定的采樣頻率纔能準確地還原原始信息。本書將引導讀者理解，優化傳遞過程，如同優化交通網絡，需要兼顧速度、容量和可靠性。 第三篇：信息的塑造，理解的邊界 當信息最終抵達接收端，它的旅程並未結束，而是進入瞭一個新的階段——“感知與理解”。《穿越時空的低語》將探討信號如何被我們的大腦，或者說是被其他處理係統所解讀，並最終形成我們對世界的認識。 本書將審視“解調”的過程，它是如何從混閤瞭噪聲的載波信號中，重新提取齣原始信息的。我們將理解不同解調技術的工作原理，它們如同剝洋蔥一般，層層遞進，最終揭示隱藏在信號深處的信息。 “係統”在信息的處理和塑造中扮演著至關重要的角色。本書將解析“綫性係統”和“非綫性係統”的特性。綫性係統具有疊加性和齊次性，它們的響應與輸入之間存在著簡單的比例關係，便於分析和預測。而非綫性係統則更加復雜，其響應與輸入的關係往往是非綫性的，可能産生意想不到的效果。我們將通過具體的例子，例如聲音的傳播，光綫的摺射，來理解不同係統對信號的塑造作用。 “捲積”是描述綫性係統如何處理信號的核心數學工具。本書將以直觀易懂的方式，闡述捲積的概念，以及它如何揭示係統對輸入信號的“記憶”和“影響”。理解捲積，就像理解一個經驗豐富的廚師如何將不同的食材（輸入信號）通過烹飪（係統）變成一道美味佳肴（輸齣信號）。 我們還將探討“頻率域”的分析方法。將信號從時間域轉換到頻率域，有時能更清晰地揭示信號的內在結構和係統的特性。傅裏葉變換將在此篇中扮演重要角色，它如同一個透視鏡，讓我們能夠看到信號的“頻譜”，瞭解其中包含的各種頻率成分，以及係統對這些頻率成分的處理方式。 最後，本書將引導讀者思考信息處理的局限性。噪聲、失真、係統的非綫性，都可能導緻信息的丟失或誤讀。我們將討論“信息失真”的成因，以及如何通過更精密的係統設計和更智能的算法來盡量減小失真。同時，我們將觸及“采樣不足”和“奈奎斯特定理”等概念，理解信息在數字化過程中可能帶來的信息損失。 《穿越時空的低語：信息的迴響與塑造》並非一本枯燥的理論堆砌，而是希望通過對信息與信號的深度解析，打開一扇理解我們所處世界運作方式的窗戶。它旨在激發讀者對信息背後規律的好奇，培養他們分析和理解復雜現象的能力，並最終認識到，掌握瞭信息與信號的語言，我們就能更好地理解世界，並參與到塑造未來的進程中。這本書將為你揭示，那些看似微不足道的“低語”，是如何匯聚成影響我們生活的宏大“迴響”，並深刻地“塑造”著我們所感知的一切。

評分☆☆☆☆☆

當時我之所以會選擇這本書，完全是因為我的專業背景是“通信工程”，而“信號”和“係統”這兩個詞，正是通信領域最核心的概念。我當時已經學習瞭一些基礎的通信原理，比如調製解調、信道編碼等等，但我總覺得對整個通信係統的全局性理解還不夠深入。我當時希望通過這本書，能夠係統地學習通信係統中各種信號的産生、傳輸、處理和接收的全過程。我期待它能夠深入講解傅裏葉分析、拉普拉斯變換、Z變換等數學工具在信號分析和係統設計中的應用，並且讓我理解什麼是綫性時不變係統，什麼是捲積，以及如何通過係統分析來理解信號的失真和濾波。我更是希望這本書能夠涵蓋一些通信係統設計的關鍵要素，比如信息論的基礎，如何設計有效的編碼和解碼方案，以及如何對抗噪聲和乾擾。我當時的目標是，通過這本書的學習，能夠更全麵地掌握通信係統的設計原理和分析方法，為我將來在通信領域的學習和工作打下堅實的基礎。我期望書中能夠提供清晰的理論推導和豐富的工程實例，讓我能夠將理論知識與實際應用緊密結閤。

評分☆☆☆☆☆

這本書，嗯，讓我說實話，我拿它主要是因為我當時對“信息熵”這個概念産生瞭濃厚的興趣。總覺得這個東西聽起來就很高深莫測，好像能解釋宇宙萬物的信息流動和不確定性。我當時腦子裏大概勾勒齣瞭一幅畫麵：從物理學的基本粒子碰撞，到生物體內的基因錶達，再到人類社會的知識傳播，都應該可以用這個“熵”來量化和分析。所以，當我看到這本書的書名，並且在序言裏掃到一些與“信息”、“傳輸”、“編碼”相關的字眼時，就覺得這可能就是我想要的答案。我花瞭很長時間去揣摩，書中對於“係統”的定義到底有多廣泛，它會不會涉及到一些我意想不到的領域，比如經濟學中的市場波動，或者心理學中的認知過程。我甚至幻想過，這本書會不會提供一套數學模型，能夠預測股票市場的短期走勢，或者幫助我理解為什麼某些溝通方式總是容易産生誤解。我當時對“信號”這個詞也抱有極大的想象，以為它會深入到聲波、電磁波這些物理層麵的信號之外，還會探討更抽象的信號，比如情感信號、社會信號等等，並且分析這些信號在不同“係統”中的傳遞方式和可能産生的失真。我期待著它能打開我理解世界的新視角，讓我能用一種更係統、更量化的方式去審視那些曾經讓我睏惑的現象。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我的目的非常明確：我當時正在研究“非綫性係統”的控製問題，對於如何在復雜的動態係統中實現精確的控製感到非常睏惑。我當時的想法是，這本書的書名既然包含瞭“係統”，那麼它一定是對各種不同類型的係統進行分類和分析，並且提供瞭分析和建模的方法。我特彆希望它能夠深入探討非綫性係統的特性，比如混沌、分岔以及穩定性分析，並且提供一些能夠用於控製非綫性係統的方法論。我當時腦子裏設想著，這本書會不會提供一些高級的數學工具，比如微分幾何、李群等，來描述和分析非綫性係統的行為。我更期待它能夠給齣一些實際的案例，比如如何控製機器人手臂的精準運動，或者如何穩定化工生産過程中的復雜反應。我希望通過閱讀這本書，我能夠找到解決我在研究中遇到的瓶頸的思路，並且能夠掌握一些處理復雜動態係統的新穎方法。我對於能夠理解係統內在的耦閤關係和反饋機製，並以此為基礎進行有效控製有著強烈的渴望。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我買這本書的時候，正好是對“概率論”和“隨機過程”這些數學分支産生濃厚興趣。當時我在思考，生活中那些看似隨機的現象，比如彩票的開奬結果，或者股票市場的漲跌，是不是真的完全隨機，還是背後存在一些潛在的規律可循。我當時覺得，“信號”這個詞可能不僅僅指那些我們熟悉的物理信號，也可能包括那些信息流，而“係統”則可能是一個用來描述這些信息如何産生、傳遞和變化的框架。我當時幻想，這本書可能會用概率論的語言來描述這些“信號”的産生和演化過程，並且通過“係統”的理論來分析這些過程的統計特性。我期待它能夠給我一些方法，讓我能夠對未來的不確定性進行量化和預測，或者至少能夠理解為什麼某些隨機事件會以某種特定的概率發生。我當時甚至設想，書中可能會介紹一些經典的隨機過程模型，比如泊鬆過程、馬爾可夫鏈等，並且講解它們是如何在不同的實際場景中應用的。我希望這本書能夠幫助我建立一個更嚴謹的思維框架，去理解和分析那些不確定性的世界。

評分☆☆☆☆☆

我當初購買這本書，完全是齣於一個偶然的機緣，當時我正在準備一個關於“數字信號處理”的課程設計，需要找一些相關的參考資料。在圖書館的書架前瀏覽時，這本書的書名“信號與係統”立刻吸引瞭我的注意。我當時認為，這本書應該會詳細介紹各種數字信號的處理技術，比如濾波、傅裏葉變換、采樣等等，並且會深入講解這些技術在實際工程中的應用，例如音頻處理、圖像識彆、通信係統設計等等。我希望能從中學到如何設計高效的濾波器來去除噪聲，如何準確地進行信號的重構，以及如何利用傅裏葉分析來理解信號的頻率特性。我甚至期望這本書能夠涉及一些更前沿的領域，比如機器學習在信號處理中的應用，或者某些特定行業（如醫療影像、雷達探測）的信號處理難題和解決方案。我當時的想法是，通過學習這本書，我能夠掌握一套紮實的理論基礎和實踐技能，從而在我的課程設計中脫穎而齣，並且為將來的工程師生涯打下堅實的基礎。我希望書中能夠有豐富的實例和圖錶，能夠清晰地解釋復雜的概念，並且提供一些編程示例，讓我能夠動手實踐。