信號與係統（上冊）：信號分析與處理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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程耕國 編

圖書標籤:

• 信號與係統
• 信號分析
• 信號處理
• 電路分析
• 通信原理
• 數學基礎
• 工程數學
• 高等數學
• 電子工程
• 控製工程

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111260301

版次：1

商品編碼：11849975

包裝：平裝

叢書名： 高等院校精品課程係列教材·省級

開本：16開

齣版時間：2009-02-01

用紙：膠版紙

頁數：185

正文語種：中文

內容簡介

　　《信號與係統（上冊）：信號分析與處理》根據當前信息和電子技術的發展，結閤高校教學改革的形勢和要求，綜閤近10年來的教學實踐，整閤原“信號與係統”和“數字信號處理”兩門課程的教學內容精心編寫而成。
　　《信號與係統（上冊）：信號分析與處理》全麵係統地論述瞭信號與係統的基本理論和基本分析方法，按照先信號後係統、先連續後離散、先時域後頻域的順序，分上、下兩冊，共12章。上冊講述信號分析與處理，下冊講述係統分析與綜閤。上冊的具體內容是：緒論、信號及信號的時域分析、時域連續信號的頻域分析、時域連續信號的復頻域分析、時域離散信號的頻域分析、離散傅裏葉變換和快速傅裏葉變換。
　　《信號與係統（上冊）：信號分析與處理》可作為普通高等學校電氣信息類專業本科生的教材使用，也可作為科技人員的參考書。

目錄

前言
緒論

第1章 信號及信號的時域分析
1．1 信號及信號的分類
1．1．1 連續信號與離散信號
1．1．2 確定信號與隨機信號
1．1．3 周期信號與非周期信號
1．1．4 能量信號與功率信號
1．1．5 實信號與復信號
1．2 常用信號及其性質
1．2．1 常用連續信號及其性質
1．2．2 常用離散信號及其性質
1．3 信號的基本運算
1．3．1 信號的相加和相乘
1．3．2 信號的平移
1．3．3 信號的尺度變換與反轉
1．3．4 信號的時域分解
1．3．5 信號的捲積積分與捲積和
1．4 小結
1．5 習題
參考文獻

第2章 時域連續信號的頻域分析
2．1 信號的正交分解
2．1．1 正交函數集
2．1．2 信號的正交分解
2．2 周期信號的頻譜分析——傅裏葉級數
2．2．1 三角形式的傅裏葉級數
2．2．2 指數形式的傅裏葉級數
2．2．3 信號的性質與傅裏葉係數之間的關係
2．2．4 周期信號的頻譜
2．3 非周期信號的頻譜分析——傅裏葉變換
2．3．1 傅裏葉變換的定義
2．3．2 傅裏葉變換的物理意義——頻譜和頻譜密度函數
2．3．3 常用信號的傅裏葉變換
2．4 傅裏葉變換的基本性質
2．4．1 綫性
2．4．2 奇偶性
2．4．3 對稱性
2．4．4 時移特性
2．4．5 頻移特性
2．4．6 尺度變換特性
2．4．7 時域微分
2．4．8 時域積分
2．4．9 頻域微分
2．4．10 頻域積分
2．4．11 時域捲積定理
2．4．12 頻域捲積定理
2．4．13 帕塞瓦爾定理
2．5 周期信號的傅裏葉變換
2．5．1 正、餘弦信號的傅裏葉變換
2．5．2 一般周期信號的傅裏葉變換
2．6 時域采樣定理
2．6．1 信號的采樣
2．6．2 時域采樣定理
2．6．3 信號盼恢復
2．7 小結
2．8 習題
參考文獻

第3章 時域連續信號的復頻域分析
3．1 拉普拉斯變換
3．1．1 拉普拉斯變換的定義
3．1．2 拉普拉斯變換的收斂域
3．1．3 常用信號的拉普拉斯變換
3．2 拉普拉斯變換的基本性質
3．2．1 綫性
3．2．2 尺度變換
3．2．3 時移特性
3．2．4 復頻移特性
3．2．5 時域捲積定理
3．2．6 復頻域捲積定理
3．2．7 時域微分特性
3．2．8 時域積分特性
3．2．9 復頻域微分特性
3．2．10 復頻域積分特性
3．2．11 初值定理
3．2．12 終值定理
3．3 拉普拉斯反變換
3．3．1 查錶法
3．3．2 部分分式展開法
3．4 拉普拉斯變換與傅裏葉變換之間的關係
3．5 小結
3．6 習題
參考文獻

第4章 時域離散信號的頻域分析
4．1 序列的z變換
4．1．1 z變換的定義
4．1．2 幾種序列的z變換及其收斂域
4．2 z反變換
4．2．1 冪級數展開法
4．2．2 部分分式展開法
4．2．3 留數法
4．3 z變換的性質和定理
4．3．1 綫性
4．3．2 序列的移位
4．3．3 z域尺度變換
4．3．4 序列的反轉
4．3．5 復序列的共軛
4．3．6 序列的綫性加權
4．3．7 初值定理
4．3．8 終值定理
4．3．9 時域捲積定理
4．3．10 復捲積定理
4．3．11 帕塞瓦爾定理
4．4 序列z變換與時域連續信號拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
4．4．1 z變換與拉普拉斯變換的關係
4．4．2 z變換和傅裏葉變換的關係
4．5 時域離散信號的傅裏葉變換
4．5．1 序列傅裏葉變換的定義
4．5．2 序列傅裏葉變換的性質
4．6 周期序列的離散傅裏葉級數及其傅裏葉變換
4．6．1 周期序列的離散傅裏葉級數
4．6．2 DFS的性質
4．6．3 周期序列的傅裏葉變換
4．7 小結
4．8 習題
參考文獻

第5章 離散傅裏葉變換和快速傅裏葉變換
5．1 離散傅裏葉變換
5．1．1 離散傅裏葉變換的定義
5．1．2 DFT與序列傅裏葉變換、z變換的關係
5．1．3 離散傅裏葉變換的基本性質
5．2 頻域采樣定理
5．3 快速傅裏葉變換
5．3．1 FFT算法的基本思想
5．3．2 按時間抽取的基2FFT算法
5．3．3 按頻率抽取的基2FFT算法
5．3．4 快速傅裏葉反變換
5．4 FFT的應用舉例
5．4．1 利用FFT計算綫性捲積
5．4．2 利用FFT對信號進行譜分析
5．5 小結
5．6 習題
參考文獻

前言/序言

《信息洪流的脈搏：信號的奧秘與處理之道》 在紛繁復雜的世界裏，信息如同潮水般湧動，我們每天都在被各種各樣的信號所包圍——眼睛捕捉的光綫，耳朵接收的聲音，身體感受的觸覺，乃至隱藏在背後驅動現代社會的無綫電波、電子脈衝。這些信號，看似無形，卻承載著海量的信息，是溝通、感知、控製和理解世界的基石。然而，原始的信號往往充滿瞭噪聲、失真，或是以我們難以直接理解的形式存在。如何從這些“信息洪流”中捕捉到有用的“脈搏”？如何將這些原始信號轉化為清晰、有意義的信息，並加以有效利用？這正是本書將帶您深入探索的領域。 本書旨在揭示信號分析與處理的核心原理和關鍵技術，帶領讀者穿越信號的生成、傳輸、接收到最終應用的各個環節。我們將從最基礎的概念入手，循序漸進地構建起對信號世界的深刻理解，最終掌握駕馭信息洪流的能力。 第一部分：信號的本質與描述——撥開信號的迷霧 一切的起點，是對信號本身的認識。我們首先會深入探討“信號”究竟是什麼。它不僅僅是聲音或圖像，更是一種隨時間或空間變化的物理量，蘊含著某種特定的信息。我們將從信號的分類講起：它是連續的還是離散的？是周期的還是非周期的？是確定性的還是隨機的？理解這些基本屬性，如同擁有瞭一把解鎖信號世界的第一把鑰匙。 接著，我們將學習如何用數學的語言來精確地描述一個信號。這其中，時間域分析是不可或缺的工具。我們將認識到，通過波形圖、幅度、相位等直觀的方式，我們可以初步瞭解信號的形態和變化規律。例如，一個簡單的正弦波，它的頻率、振幅和初相位就定義瞭它的基本特性。然而，許多信號的組閤和疊加使得時間域分析變得復雜。 為瞭更深入地剖析信號的內在結構，我們引入瞭頻域分析。這就像將一個復雜的交響樂分解成各個樂器的演奏，找到隱藏在信號中的“基音”和“泛音”。傅裏葉級數和傅裏葉變換將是這裏的核心工具。我們將理解，任何一個（在一定條件下）周期信號都可以分解為一係列不同頻率的正弦波之和，而非周期信號也可以用傅裏葉積分來錶示。通過頻譜圖，我們可以清晰地看到信號在不同頻率上的能量分布，這對於識彆信號特徵、濾除噪聲至關重要。 此外，信號的能量和功率也是我們分析信號的重要指標。我們將學習如何計算信號的能量和功率，並理解它們在信號分類和評估中的意義。對於隨機信號，我們將引入概率論和隨機過程的概念，學習如何用統計學的方法來描述和分析它們，例如均值、方差、自相關函數和功率譜密度。這些概念將幫助我們理解信號中的不確定性和隨機性，並為後續的信號處理打下基礎。 第二部分：信號的處理之道——精煉與重塑信息 瞭解瞭信號的本質，我們便可以開始學習如何對其進行處理，以提取有用信息、去除乾擾。信號處理的核心在於濾波。就像用篩子過濾掉沙子，留下有用的石子一樣，濾波器能夠根據信號的頻率特性，選擇性地保留或衰減特定頻率分量的信號。 我們將詳細介紹綫性濾波器的設計和應用。從最簡單的低通、高通、帶通、帶阻濾波器，到更復雜的濾波器類型，我們將理解它們的頻率響應特性，以及如何根據實際需求選擇閤適的濾波器。掌握濾波器的設計，意味著我們能夠從嘈雜的環境中“聽”到清晰的聲音，從模糊的圖像中“看”到銳利的細節。 除瞭濾波，信號的變換也是一種強大的處理手段。除瞭前麵提到的傅裏葉變換，我們還將接觸到拉普拉斯變換和Z變換。拉普拉斯變換特彆適用於分析連續時間係統，能夠將復雜的微分方程轉化為代數方程，大大簡化係統的分析。而Z變換則是分析離散時間係統（數字信號處理）的有力工具，它將離散時間信號和係統在復Z平麵上進行錶示，使得分析和設計更加便捷。這些變換的引入，將極大地拓展我們分析和設計信號處理係統的能力。 在數字信號處理日益普及的今天，離散信號的采樣與量化是不可或缺的環節。我們將深入理解奈奎斯特定理，明白為何需要以兩倍於最高頻率的采樣率來采樣，以避免混疊現象。同時，我們還將探討量化過程中引入的量化噪聲，以及如何通過選擇閤適的量化位數來平衡精度和存儲成本。 第三部分：係統與信號的交互——洞察信息傳遞的規律 信號的産生、傳輸和接收都離不開係統。一個係統可以是一個通信設備、一個傳感器、一個音頻放大器，甚至是人腦本身。我們將重點研究綫性時不變（LTI）係統。這是信號處理中最重要的一類係統，因為它們具有良好的數學性質，易於分析和設計。 我們將學習如何用捲積來描述LTI係統對輸入信號的響應。捲積操作，雖然在數學上可能顯得抽象，但它本質上描述瞭一個係統如何將輸入信號的每一個瞬間“印”在係統的“記憶”中，並隨時間纍積形成輸齣。理解捲積，就理解瞭係統如何“塑造”信號。 係統函數（傳遞函數）將是分析LTI係統在頻域特性的關鍵。我們將看到，通過係統的頻率響應，我們可以預知係統對不同頻率信號的處理方式，以及係統可能引入的失真。這對於設計滿足特定要求的係統至關重要。 除瞭LTI係統，我們還將簡要介紹非綫性係統和時變係統。雖然分析起來更加復雜，但理解它們的特性對於理解更廣泛的現實世界信號處理問題至關重要。 第四部分：信號的實際應用——讓信息服務於生活 理論的學習最終是為瞭指導實踐。本書的最後部分，將帶領讀者領略信號分析與處理在各個領域的廣泛應用。 在通信領域，信號處理是核心。從無綫通信中的調製解調、信道編碼，到有綫通信中的信號優化，都離不開精密的信號處理技術。我們將探討如何通過編碼來糾正傳輸中的錯誤，如何通過調製來高效地傳輸信息，以及如何設計各種通信係統。 在圖像與語音處理中，信號分析與處理更是無處不在。圖像的壓縮、去噪、增強，語音的識彆、閤成，都是基於信號處理的原理。我們將看到，通過傅裏葉變換、小波變換等方法，我們可以從圖像和語音信號中提取齣豐富的特徵，並實現各種神奇的功能。 在控製係統中，信號處理用於感知和控製。傳感器將物理量轉化為電信號，控製器則根據這些信號來調整係統的行為。理解信號的分析與處理，有助於設計更穩定、更精確的控製係統。 此外，在醫學信號處理（如心電圖、腦電圖分析）、經濟信號處理（如股票價格預測）以及科學儀器的設計等方麵，信號分析與處理都發揮著至關重要的作用。 結語 《信息洪流的脈搏：信號的奧秘與處理之道》是一次深入探索信息世界的旅程。通過對信號本質的洞察、處理技術的掌握以及係統交互的理解，您將能夠更深刻地理解我們所處的世界，更有效地利用信息，並為未來的技術發展打下堅實的基礎。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往信息時代無限可能的大門。願您在這趟旅程中，收獲智慧，洞悉未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！一直以來，我對信號處理這個領域都充滿好奇，但又覺得它高深莫測，不知從何下手。當我翻開這本《信號與係統（上冊）：信號分析與處理》時，那種“終於等到你”的感覺油然而生。作者的語言非常生動形象，不像很多技術書籍那樣枯燥乏味。他用瞭很多貼近生活的例子來解釋抽象的概念，比如用聲波來比喻信號的傳播，用圖像的模糊與清晰來類比濾波器的作用。我尤其喜歡他對傅裏葉變換的講解，簡直是化繁為簡，讓我這個初學者也能窺探到其精妙之處。他沒有一開始就拋齣一堆公式，而是循序漸進，先從信號的基本性質講起，再逐步深入到各種分析工具。書中的插圖也畫得非常清晰，很多關鍵的公式和原理圖都標注得一目瞭然，這對於我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。而且，這本書的編排也很閤理，每一章的知識點都銜接得很好，不會讓人覺得跳躍。我感覺自己真的在一步一步地構建對信號分析與處理的理解，而不是死記硬背。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我買這本書的時候，並沒有抱太大的期望，隻是覺得作為一名工程領域的從業者，瞭解一些基礎的信號處理知識還是很有必要的。但這本書帶給我的驚喜，遠超我的預期。它的深度和廣度都恰到好處，既有理論的嚴謹性，又不失實踐的指導意義。我特彆欣賞作者在講解過程中，會適時地穿插一些實際應用場景的介紹，比如在講解捲積的時候，就提到瞭在圖像處理中實現模糊和銳化的應用，這讓我更加直觀地理解瞭理論的價值。書中的數學推導也很清晰，雖然有些地方需要仔細思考，但作者的邏輯鏈條非常完整，跟著他的思路走，最終都能豁然開朗。我花瞭不少時間去理解拉普拉斯變換和Z變換，這兩部分內容確實是理解係統特性的關鍵，而作者的講解讓我感覺不再是霧裏看花。而且，書中還附帶瞭一些小的例題，雖然不復雜，但足以幫助我鞏固剛剛學到的知識。感覺這不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的老師，在耐心地引導你前行。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶來的，不僅僅是知識的增長，更是一種思維方式的啓迪。作者在講解信號分析的各種方法時，不僅強調瞭“如何做”，更深入地探討瞭“為什麼這樣做”。他會引導讀者去思考，不同的分析工具適用於哪些場景，它們各自的優缺點是什麼。例如，在比較傅裏葉變換和拉普拉斯變換時，他清晰地指齣瞭兩者之間的聯係和區彆，以及在不同問題中的應用側重。這種批判性思維的培養，讓我覺得這本書的價值遠不止於掌握幾個公式。我尤其喜歡書中關於係統穩定性分析的部分，作者用通俗易懂的語言解釋瞭為什麼一個係統會變得不穩定，以及如何通過一些數學條件來判斷係統的穩定性。這讓我不僅僅是在被動地接受知識，而是在主動地思考和理解。總而言之，這本書是一本既有深度又有廣度，既有理論又有實踐，而且極富啓迪性的佳作，強烈推薦給所有對信號與係統感興趣的朋友。

評分☆☆☆☆☆

這本書的知識密度相當高，但作者的敘述方式卻非常流暢，讓人讀起來不會感到窒息。我尤其贊賞作者在處理一些比較抽象的數學概念時，所采取的“由淺入深”的策略。他不會一下子就丟給你一大堆復雜的公式，而是先從直觀的理解入手，再逐步引入數學工具來精確描述。例如，在講解采樣定理時，他先通過一個生動的比喻，解釋瞭為什麼我們需要以一定的頻率來采樣，然後再給齣數學推導，說明瞭采樣頻率與信號帶寬之間的關係。這種循序漸進的方式，極大地降低瞭學習的門檻。而且，書中對於離散時間信號和係統的講解也非常到位，這對於我理解數字信號處理的基礎至關重要。我特彆喜歡他關於脈衝響應的討論，讓我能夠從係統的“記憶”這個角度去理解係統的工作原理。整本書讀下來，感覺自己對信號與係統的理解，從“零基礎”邁嚮瞭“入門精通”。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，對我來說，更像是一次奇妙的數學與工程的探險。我原本對信號與係統這些概念，隻是停留在模糊的印象中，以為是很高大上、很遙遠的學科。但這本書的語言風格，真的非常有親和力。作者用一種非常樸實，但又不失嚴謹的方式，一步步地揭開瞭信號與係統的麵紗。我印象最深刻的是他對於“係統”的定義和理解，從簡單的濾波器到復雜的動態係統，他都用統一的視角去闡述，讓我對“係統”的內涵有瞭全新的認識。書中的一些章節，比如關於連續時間信號的傅裏葉級數和傅裏葉變換，我之前接觸過一些，但總覺得不夠深入。而這本書裏的講解，讓我對這些工具的理解上升到瞭一個新的層次，我開始能夠體會到它們在分析信號頻譜時的強大威力。而且，作者還會提到一些常見的信號類型，比如正弦信號、指數信號等等，並分析它們的特性，這對我理解信號的本質非常有幫助。